节能降耗—成都地铁能源管理系统试点项目

钟庆

摘 要：文章在分析现有城市轨道交通能耗研究现状的基础上，结合我国“十二五”节能降耗的相关要求，提出城市轨道交通能效管理系统的设计构想。建立系统的硬件和软件流程的架构，然后从参数采集统计、电能质量分析、能耗模型建立、节能策略生成四方面分别给出具体的实施方案，从而实现用能方式的优化，有效地降低地铁运营成本，实现低碳、环保、节能的社会责任。

关键词：节能降耗；动力照明系统；孵化园能源管理试点

中图分类号：TP-216 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）11-0060-01

1 节能降耗

节能降耗是通过提高能源使用效率、降低能耗、减少污染物排放等，以建立全新的能源结构和经济发展模式，其核心在于相关技术创新和制度创新。根据我国实际情况提出了节能降耗，通过节能降耗我们可以升级产业结构、优化能源结构、改善生态环境、实现低碳发展的重要途径。

节能降耗对优化我国的产业结构、推动新能源和环保产业发展，提高能源的利用效率、缓解能源供应压力，减少环境污染物的排放、改善人居生态环境，完成节能降耗工作既定目标，推动低碳经济的发展，实现全社会的可持续发展，具有重要的理论和现实意义。

2 动力照明

2.1 地铁动力照明情况概述

地铁的运营能耗主要由列车的牵引用电，以及车站、车辆段和控制中心的动力照明用能组成。其中动力照明设备主要包括环控系统（冷水机组、冷冻冷却水泵、冷却塔及各类风机）、照明系统、给排水系统、电扶梯、电梯、自动售检票设备、检修用电等组成。

根据2012年11月-2013年6月成都地铁1号线的能耗统计，动力照明约占整个运营能耗的50%-65%左右，见表1：

具体以孵化园站为例，车站动力照明系统能耗约占全线总能耗的的36.9%，照明系统约占18.74%，冷源设备约占20.09%，其他机电系统（给排水、电扶梯、广告、商业、检修用电等）约占24.28%。其中通风空调、冷源设备、照明系统所占的比例大，用电量也大，并且受季节、周围环境和客流的影响用电量将产生一定幅度的变化，其他机电系统负荷稳定用电量相对也较小。

2.2 通风系统

2.2.1 通风系统的组成

地铁环境控制系统是地铁工程中的一个重要组成部分，主要包括：车站站台、站厅公共区通风与空调系统、设备区及管理用房通风与空调系统、空调冷源及水系统、隧道通风系统及风亭、风道及风井。环控系统的主要作用是对地铁的环境空气进行送排风和制冷处理，在正常运行期间为地铁乘客提供一个舒适良好的乘车环境，并为工作人员提供安全、卫生、舒适的环境条件。

2.2.2 环控系统的控制方式

环控系统模式主要包括通风工况模式和空调工况模式。一般车站通风工况模式运行时间为每年的11月中旬至次年的5月中旬，5月份从通风工况转换到空调工况，然后到11月份从空调工况转换到通风工况。

2.3 照明系统

2.3.1 照明系统的组成

车站设工作照明、应急照明、导向标志照明、区间照明和广告照明等。照明模式由车站控制室通过BAS控制和在照明配电室控制。

2.3.2 地铁的照明能耗现状

目前成都地铁的照明系统用能不尽合理，已投运线路的照明灯具主要有T8电感直管荧光灯、T5电感直管荧光灯、环型荧光灯、L型荧光灯、金卤灯、高压钠灯、电子节能灯等，其中还有部分荧光灯不是高效节能灯具。同时，车站照明系统的分路采用一个控制回路控制一块方形区域照明的方法，没有做到均匀间隔布置照明。

3 孵化园站能源管理项目试点

3.1 项目背景

目前成都地铁现有的能源管理模式主要采取定期或巡检模式进行抄表，通过人工统计形成能耗报表。同时，能源管理工作的主要数据来源是：已有低压配电监控系统和环控电控系统的部分线路的电度计量，然而上述系统的基本目标是完成低压配电及环境控制，只采集部分负荷，如400 V低压进线的电度计量。因此，能源管理的颗粒度也就止步于动力用电、照明用电和暖通空调用电三个大类，无法进一步精细化，不利于实现更高层次的能源目标管理。

3.2 能源管理平台构成

能源管理系统依照满足能耗统计分类分项的需求，各站能耗划分至动力、照明大类，分项延展至低压配电柜各出线回路、以及环控电控柜、冷源控制柜等大负荷回路，同时对重点回路完成对功率因数、谐波数据的检测。

系统按照分层思想进行划分，分为采集层、通讯层和主站层。其中采集层包括各采集表计、附属CT和信号采集端子接线；通讯层包含表计通讯端子之外485线缆、转换模块、通讯管理机、光纤设备、工业交换机；主站层包括车站能源管理工作站、数据服务器。

3.3 能源管理系统的实现功能

3.3.1 能耗分类分项统计

用于完成能耗的分类分项的精确统计，解决能耗具体分配比例的问题，并完成按小时、日、月等基础能耗报表，提供分类分项的时刻能耗报表，解决较精细时间颗粒度的分时能耗统计的问题。

3.3.2 建立能耗指标体系

依照实际的管理需求，建立一些可用于评价的能耗指标，如：车站空调单位能耗指标、车站照明单位能耗指标、车站能耗密度指标。

为了更直观、快速的了解到指标分布情况，并提供指标分级评定标准设置，通过预设指标分级值，系统可快速跟踪和统计出指标的超标情况和分布情况。时间颗粒度可依据实际的需求进行调整。

3.3.3 能耗目标及电力需求管理

完成对能耗的目标管理，提供用能指标分级设置、监测和预警管理功能。提供电力需求侧管理工具，加强对功率因数、谐波等用电质量的管理。

3.3.4 设备管理

依照设备运行的时间规律及运行特性，实时监控设备能耗状况，帮助判断特定设备能耗在特定时间是否异常，提高管理水平。对重点设备可建立相应的运行档案，依照设备的有效功率和运行时长比不断更新设备状态，对超出设定界限的设备予以告警提示等，以更好的维护设备，提高管理的效率。

3.4 能源管理系统的意义

3.4.1 提升管理水平，提高管理效率

通過能源管理系统，可自动完成站内的能源数据采集、分类统计、指标分级、能源目标管理，并按照管理规则生成相关的报表。

3.4.2 建立地铁能耗评估标准

建设能源管理系统，通过长期的运行监测，可以积累实际车站的能耗运行数据及用能指标。不仅可用于已运行车站、线路的用能状况评估，也可用于新建项目的负荷设计、设备选型等方面提供参考。

3.4.3 建立机电设备“体检卡”

借助于能源管理系统的数据采集分析，可对机电设备常见故障的全面检查分析提供数据基础，确保机电设备保持良好的运行工况，延长设备使用寿命。同时，上述数据的积累，可以为故障处理及定期检修作业提供事实基础，让故障处理、检修作业更加科学且有针对性。

3.4.4 有助于实现节能增效

借助能源管理系统完善能耗计量。现有的能耗统计数据绝大部分均是通过人工记录而且只进行总体的宏观统计，没有对各用能单位进行微观统计。鉴于此现状，借助能源管理系统完善能源计量监测站点，实现计量数据的自动采集、统计分析、能源平衡预测，从而保证用能的持续、稳定和高效管理，消除或减少能源的放散损失以及避免人工干预统计所产生的差错。

4 结 语

节能降耗可以推动交通运输的高效发展，同时，交通运输发展可以反过来有利于节能降耗的顺利实施。必须以可持续发展的观念来对待21世纪的交通运输业，处理好交通运输与资源环境之间的互动关系，采用配套的对策与措施来确保交通运输与社会资源和环境之间良性互动的运行状态，走资源节约的可持续发展道路。

参考文献：

[1] 刘冬.浅谈“地铁能源管理系统”在节能工作中的作用[J].中国外资，2011，（23）.