鐘慶

摘 要：文章在分析現(xiàn)有城市軌道交通能耗研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國“十二五”節(jié)能降耗的相關(guān)要求，提出城市軌道交通能效管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)想。建立系統(tǒng)的硬件和軟件流程的架構(gòu)，然后從參數(shù)采集統(tǒng)計(jì)、電能質(zhì)量分析、能耗模型建立、節(jié)能策略生成四方面分別給出具體的實(shí)施方案，從而實(shí)現(xiàn)用能方式的優(yōu)化，有效地降低地鐵運(yùn)營成本，實(shí)現(xiàn)低碳、環(huán)保、節(jié)能的社會(huì)責(zé)任。

關(guān)鍵詞：節(jié)能降耗；動(dòng)力照明系統(tǒng)；孵化園能源管理試點(diǎn)

中圖分類號(hào)：TP-216 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）11-0060-01

1 節(jié)能降耗

節(jié)能降耗是通過提高能源使用效率、降低能耗、減少污染物排放等，以建立全新的能源結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，其核心在于相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新和制度創(chuàng)新。根據(jù)我國實(shí)際情況提出了節(jié)能降耗，通過節(jié)能降耗我們可以升級(jí)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、改善生態(tài)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展的重要途徑。

節(jié)能降耗對(duì)優(yōu)化我國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、推動(dòng)新能源和環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提高能源的利用效率、緩解能源供應(yīng)壓力，減少環(huán)境污染物的排放、改善人居生態(tài)環(huán)境，完成節(jié)能降耗工作既定目標(biāo)，推動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)全社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

2 動(dòng)力照明

2.1 地鐵動(dòng)力照明情況概述

地鐵的運(yùn)營能耗主要由列車的牽引用電，以及車站、車輛段和控制中心的動(dòng)力照明用能組成。其中動(dòng)力照明設(shè)備主要包括環(huán)控系統(tǒng)（冷水機(jī)組、冷凍冷卻水泵、冷卻塔及各類風(fēng)機(jī)）、照明系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、電扶梯、電梯、自動(dòng)售檢票設(shè)備、檢修用電等組成。

根據(jù)2012年11月-2013年6月成都地鐵1號(hào)線的能耗統(tǒng)計(jì)，動(dòng)力照明約占整個(gè)運(yùn)營能耗的50%-65%左右，見表1：

具體以孵化園站為例，車站動(dòng)力照明系統(tǒng)能耗約占全線總能耗的的36.9%，照明系統(tǒng)約占18.74%，冷源設(shè)備約占20.09%，其他機(jī)電系統(tǒng)（給排水、電扶梯、廣告、商業(yè)、檢修用電等）約占24.28%。其中通風(fēng)空調(diào)、冷源設(shè)備、照明系統(tǒng)所占的比例大，用電量也大，并且受季節(jié)、周圍環(huán)境和客流的影響用電量將產(chǎn)生一定幅度的變化，其他機(jī)電系統(tǒng)負(fù)荷穩(wěn)定用電量相對(duì)也較小。

2.2 通風(fēng)系統(tǒng)

2.2.1 通風(fēng)系統(tǒng)的組成

地鐵環(huán)境控制系統(tǒng)是地鐵工程中的一個(gè)重要組成部分，主要包括：車站站臺(tái)、站廳公共區(qū)通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)、設(shè)備區(qū)及管理用房通風(fēng)與空調(diào)系統(tǒng)、空調(diào)冷源及水系統(tǒng)、隧道通風(fēng)系統(tǒng)及風(fēng)亭、風(fēng)道及風(fēng)井。環(huán)控系統(tǒng)的主要作用是對(duì)地鐵的環(huán)境空氣進(jìn)行送排風(fēng)和制冷處理，在正常運(yùn)行期間為地鐵乘客提供一個(gè)舒適良好的乘車環(huán)境，并為工作人員提供安全、衛(wèi)生、舒適的環(huán)境條件。

2.2.2 環(huán)控系統(tǒng)的控制方式

環(huán)控系統(tǒng)模式主要包括通風(fēng)工況模式和空調(diào)工況模式。一般車站通風(fēng)工況模式運(yùn)行時(shí)間為每年的11月中旬至次年的5月中旬，5月份從通風(fēng)工況轉(zhuǎn)換到空調(diào)工況，然后到11月份從空調(diào)工況轉(zhuǎn)換到通風(fēng)工況。

2.3 照明系統(tǒng)

2.3.1 照明系統(tǒng)的組成

車站設(shè)工作照明、應(yīng)急照明、導(dǎo)向標(biāo)志照明、區(qū)間照明和廣告照明等。照明模式由車站控制室通過BAS控制和在照明配電室控制。

2.3.2 地鐵的照明能耗現(xiàn)狀

目前成都地鐵的照明系統(tǒng)用能不盡合理，已投運(yùn)線路的照明燈具主要有T8電感直管熒光燈、T5電感直管熒光燈、環(huán)型熒光燈、L型熒光燈、金鹵燈、高壓鈉燈、電子節(jié)能燈等，其中還有部分熒光燈不是高效節(jié)能燈具。同時(shí)，車站照明系統(tǒng)的分路采用一個(gè)控制回路控制一塊方形區(qū)域照明的方法，沒有做到均勻間隔布置照明。

3 孵化園站能源管理項(xiàng)目試點(diǎn)

3.1 項(xiàng)目背景

目前成都地鐵現(xiàn)有的能源管理模式主要采取定期或巡檢模式進(jìn)行抄表，通過人工統(tǒng)計(jì)形成能耗報(bào)表。同時(shí)，能源管理工作的主要數(shù)據(jù)來源是：已有低壓配電監(jiān)控系統(tǒng)和環(huán)控電控系統(tǒng)的部分線路的電度計(jì)量，然而上述系統(tǒng)的基本目標(biāo)是完成低壓配電及環(huán)境控制，只采集部分負(fù)荷，如400 V低壓進(jìn)線的電度計(jì)量。因此，能源管理的顆粒度也就止步于動(dòng)力用電、照明用電和暖通空調(diào)用電三個(gè)大類，無法進(jìn)一步精細(xì)化，不利于實(shí)現(xiàn)更高層次的能源目標(biāo)管理。

3.2 能源管理平臺(tái)構(gòu)成

能源管理系統(tǒng)依照滿足能耗統(tǒng)計(jì)分類分項(xiàng)的需求，各站能耗劃分至動(dòng)力、照明大類，分項(xiàng)延展至低壓配電柜各出線回路、以及環(huán)控電控柜、冷源控制柜等大負(fù)荷回路，同時(shí)對(duì)重點(diǎn)回路完成對(duì)功率因數(shù)、諧波數(shù)據(jù)的檢測。

系統(tǒng)按照分層思想進(jìn)行劃分，分為采集層、通訊層和主站層。其中采集層包括各采集表計(jì)、附屬CT和信號(hào)采集端子接線；通訊層包含表計(jì)通訊端子之外485線纜、轉(zhuǎn)換模塊、通訊管理機(jī)、光纖設(shè)備、工業(yè)交換機(jī)；主站層包括車站能源管理工作站、數(shù)據(jù)服務(wù)器。

3.3 能源管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)功能

3.3.1 能耗分類分項(xiàng)統(tǒng)計(jì)

用于完成能耗的分類分項(xiàng)的精確統(tǒng)計(jì)，解決能耗具體分配比例的問題，并完成按小時(shí)、日、月等基礎(chǔ)能耗報(bào)表，提供分類分項(xiàng)的時(shí)刻能耗報(bào)表，解決較精細(xì)時(shí)間顆粒度的分時(shí)能耗統(tǒng)計(jì)的問題。

3.3.2 建立能耗指標(biāo)體系

依照實(shí)際的管理需求，建立一些可用于評(píng)價(jià)的能耗指標(biāo)，如：車站空調(diào)單位能耗指標(biāo)、車站照明單位能耗指標(biāo)、車站能耗密度指標(biāo)。

為了更直觀、快速的了解到指標(biāo)分布情況，并提供指標(biāo)分級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置，通過預(yù)設(shè)指標(biāo)分級(jí)值，系統(tǒng)可快速跟蹤和統(tǒng)計(jì)出指標(biāo)的超標(biāo)情況和分布情況。時(shí)間顆粒度可依據(jù)實(shí)際的需求進(jìn)行調(diào)整。

3.3.3 能耗目標(biāo)及電力需求管理

完成對(duì)能耗的目標(biāo)管理，提供用能指標(biāo)分級(jí)設(shè)置、監(jiān)測和預(yù)警管理功能。提供電力需求側(cè)管理工具，加強(qiáng)對(duì)功率因數(shù)、諧波等用電質(zhì)量的管理。

3.3.4 設(shè)備管理

依照設(shè)備運(yùn)行的時(shí)間規(guī)律及運(yùn)行特性，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備能耗狀況，幫助判斷特定設(shè)備能耗在特定時(shí)間是否異常，提高管理水平。對(duì)重點(diǎn)設(shè)備可建立相應(yīng)的運(yùn)行檔案，依照設(shè)備的有效功率和運(yùn)行時(shí)長比不斷更新設(shè)備狀態(tài)，對(duì)超出設(shè)定界限的設(shè)備予以告警提示等，以更好的維護(hù)設(shè)備，提高管理的效率。

3.4 能源管理系統(tǒng)的意義

3.4.1 提升管理水平，提高管理效率

通過能源管理系統(tǒng)，可自動(dòng)完成站內(nèi)的能源數(shù)據(jù)采集、分類統(tǒng)計(jì)、指標(biāo)分級(jí)、能源目標(biāo)管理，并按照管理規(guī)則生成相關(guān)的報(bào)表。

3.4.2 建立地鐵能耗評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

建設(shè)能源管理系統(tǒng)，通過長期的運(yùn)行監(jiān)測，可以積累實(shí)際車站的能耗運(yùn)行數(shù)據(jù)及用能指標(biāo)。不僅可用于已運(yùn)行車站、線路的用能狀況評(píng)估，也可用于新建項(xiàng)目的負(fù)荷設(shè)計(jì)、設(shè)備選型等方面提供參考。

3.4.3 建立機(jī)電設(shè)備“體檢卡”

借助于能源管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集分析，可對(duì)機(jī)電設(shè)備常見故障的全面檢查分析提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，確保機(jī)電設(shè)備保持良好的運(yùn)行工況，延長設(shè)備使用壽命。同時(shí)，上述數(shù)據(jù)的積累，可以為故障處理及定期檢修作業(yè)提供事實(shí)基礎(chǔ)，讓故障處理、檢修作業(yè)更加科學(xué)且有針對(duì)性。

3.4.4 有助于實(shí)現(xiàn)節(jié)能增效

借助能源管理系統(tǒng)完善能耗計(jì)量?，F(xiàn)有的能耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)絕大部分均是通過人工記錄而且只進(jìn)行總體的宏觀統(tǒng)計(jì)，沒有對(duì)各用能單位進(jìn)行微觀統(tǒng)計(jì)。鑒于此現(xiàn)狀，借助能源管理系統(tǒng)完善能源計(jì)量監(jiān)測站點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)計(jì)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、統(tǒng)計(jì)分析、能源平衡預(yù)測，從而保證用能的持續(xù)、穩(wěn)定和高效管理，消除或減少能源的放散損失以及避免人工干預(yù)統(tǒng)計(jì)所產(chǎn)生的差錯(cuò)。

4 結(jié) 語

節(jié)能降耗可以推動(dòng)交通運(yùn)輸?shù)母咝Оl(fā)展，同時(shí)，交通運(yùn)輸發(fā)展可以反過來有利于節(jié)能降耗的順利實(shí)施。必須以可持續(xù)發(fā)展的觀念來對(duì)待21世紀(jì)的交通運(yùn)輸業(yè)，處理好交通運(yùn)輸與資源環(huán)境之間的互動(dòng)關(guān)系，采用配套的對(duì)策與措施來確保交通運(yùn)輸與社會(huì)資源和環(huán)境之間良性互動(dòng)的運(yùn)行狀態(tài)，走資源節(jié)約的可持續(xù)發(fā)展道路。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉冬.淺談“地鐵能源管理系統(tǒng)”在節(jié)能工作中的作用[J].中國外資，2011，（23）.