Cassification
更新時間：2024-06-26 
瀏覽次數：362摘 要:為響應國家雙碳戰略，文章首先分析城市軌道交通車站能耗管控現狀、環境特點和技術不足，針對車站內傳統的能耗統計管理存在周期長、人力物力耗費大、風水系統無智能化聯動，電表、水表出現故障時不能及時發現和處理等問題，研究并提出車站智慧能耗管理系統架構、網絡架構和功能架構，通過該系統可對車站水、氣、電、熱等多種能源進行智能化分析和管理。運用針對性節能管理、監測數據采集、聯動系統控制等策略，在提升車站智慧化水平的同時實現車站節能增效，為城市軌道交通智慧運營提供智能化決策。特別是在疫情防控常態化形勢下，車站設備使用強度和頻率呈現不規律性，該管理系統可更有效的助力城市軌道交通低碳、智能運行。
關鍵詞:城市軌道交通;雙碳戰略;能耗管理;節能
1 、背景
隨著城市軌道交通線網規模的擴大，其能源消耗也日益增加。車站作為城市軌道交通系統的“單元"，能耗管理效應的發揮主要從“車站"人手。同時，為助推國家雙碳戰略目標實施，文章結合《中國城市軌道交通智慧城軌發展綱要》及應用需求，以能耗管理智能化為主線，研究節能降耗關鍵技術，搭建車站能耗管理系統。
通常情況下，車站內空調系統(大系統和空調水系統)能耗占整個車站常規用電的 50%以上，尤其在制冷季節，甚至達到 60%~80%。在前期設計階段，空調系統均需要按照城市軌道交通運營的大負荷進行設計，并預留一定的余量。而在實際運營過程中，空調系統運行在較大負荷水平的時間占比通常不到全部時間的20%，采用常規控制策略存在較大的能源浪費[司。傳統的能耗統計管理方法無法實現車站電梯系統、照明系統、環控設備、屏蔽門系統、自動售檢票系統、消防設備等的用電量檢測以及車站主供水管路、衛生間供水管路及冷卻塔供水管路等的用水量檢測。近年來，各地城市軌道交通運營企業開展了各類節能技術的產品應用，如變頻空調技術、LED 照明技術、空調溫度智能調節技術、高頻輔逆技術、空氣凈化技術、中壓能饋設備等，以此達到節能降耗的目的。部分車站在現場加裝智能電表和水表，通過遠程通信實現與能耗管理系統后臺的對接，并對車站內用電、用水量進行統計分析，以輔助實現節能控制。這些舉措雖然提高了車站對各專業能源使用的監視效率，但各專業能耗管理相對分散、獨立，尚未深人開展對各專業的綜合能耗管控研究，車站能源消耗的智能化分析和管理水平仍存在不足。因此，本文將深人分析車站能耗研究現狀，研究城市軌道交通能耗管理系統架構及針對性的能耗管理策略，實現對車站水、氣、電、熱等多種的綜合分析，在提升車站智慧化水平的同時實現車站節能增效。
2、車站能耗現狀分析
2.1 能耗管理需求
城市軌道交通車站內傳統的能耗統計管理存在周期長，風水系統無智能化聯動，電表、水表出現故障時不能及時發現和處理等缺陷與不足，影響車站運營安全。在人工抄表情況下存在人工出錯、數據重復統計修正、無法實時統計、上報數據的情況，造成人力物力資源浪費。冷卻水與風機目前為定時任務模式，存在能耗進一步優化空間。因此，迫切需要一套智慧能耗管理系統，實現各類能源的節能管理與管控，對風、水、電及其他能源消耗進行實時監控，對能源消耗規律及趨勢進行分析并提供數據支撐，以制定科學合理的節能策略。
2.2 站點環境特點分析
(1)站內熱源常年存在。城市軌道交通地下建筑受室外氣象條件影響較小，而地下車站內部存在顯著的內熱源，具有較大的熱源屬性，常年的冷負荷較高。
(2)空調負荷波動較大。車站空調通風負荷的設計標準通常長達 20~30年。隨著城市發展、沿線人口增長、換乘站點增多后，客流量將出現顯著變化，最初的空調負荷設計和控制方案往往隨著運營時間的推移而日趨不合理。同時，車站空調負荷也具有周期性變化和突發波動并存的特性。采用定流量、定風量的控制策略不合理，并且易造成一定的能耗浪費。
(3)通風要求高。高峰時段車站內高度密集的人群會釋放出大量的異味和二氧化碳。由于車站作為長期固定建筑，因地層的蓄熱作用，自運營初期起城市軌道交通系統內部的溫度會逐年升高。若未能及時排出熱量，會增加城市軌道交通系統的遠期熱負荷，增加空調系統能耗。
2.3 現有控制技術缺陷
(1)冷源系統運行與風系統舒適度脫節。站內不同區域對空調的需求量各不相同，而且隨著人流量、季節、天氣、時間等因素的變化，空調的負荷需求也動態變化。常規的冷源群控系統與風控系統一般獨立設計、獨立運行，水系統與風系統的運行信息沒有互通互聯。供應側的運行無法參考需求側的信息，系統一定程度上處于“盲控"狀態，人工或常規的群控策略不可避免地造成冷/熱量的過供應，造成一定能源浪費，末端服務質量也難以持續保證。
(2)未采用有效的變流量控制。暖通水系統設計通常是針對設計日工況(即末端負荷較大的工況)進行系統管路和動力設備的選型配置。而設計日工況的運行時間，在空調系統全年運行的時間占比不到 20%，大部分時段系統都處于部分負荷，系統水流量有較大富余，存在一定的能源浪費。此外，當前一次泵和冷卻水泵以工頻方式運行也存在大量能源耗費。即使采用基于壓差的變頻控制策略，也僅考慮到管路壓力信息，沒有考慮末端負荷需求情況，水泵的頻率控制存在一定盲目性。
(3)系統工況復雜，節能難度高。站內風水系統涉及冷主機、冷凍循環泵、冷卻循環泵、冷卻塔以及多臺風機設備，實際運行環境下的設備運行組合表現為空調系統的運行能耗。常規的群控系統不能實時提供所需的決策支持信息，實際運行過程中也未對上述信息進行粗略匯總。因此，有必要采用更加智能的風水聯動智能控制單元，全時段、全自動地對空調系統運行進行優化。
(4)設備運行維護缺乏決策支持系統。車站空調系統每年的設備維保費用超過年能耗成本的10%，設備維保直接關系到系統的能效水平和穩定運行。對于冷水主機、組合式空調箱等設備，投資大且維護成本高，沒有制定相應的設備維保策略。因此，有必要通過性能檢測跟蹤技術，實時檢測設備性能變化，對異常的性能衰減給出提示信息并針對性給出維護建議。
綜上所述，城市軌道交通車站的能源種類繁多，包括水、電、氣、太陽能等，因其大面積、多專業的系統設計、現代化的高標準服務要求，車站內設施耗能不斷增加。此外，由于城市軌道交通車站地下空間居多，水、電、氣等各個系統重要負荷多，與乘客出行的舒適度及運營服務水平緊密相關，在疫情防控常態化的背景下，車站設備使用強度和頻率呈現不規律性，因此需要結合實際需求，構建智慧能耗管理系統，實現主要高能耗設備系統的集中化管理，提高車站的綜合運營效能。智慧能耗管理系統以綜合監管為核心，利用圖像高度可視化，直觀準確地對各系統的用電量與用水量進行評估管理;建立車站的能耗運營管理信息統計數據庫，提供各項信息服務并進行數據分析;建立趨勢分析預案，豐富充實本地化信息數據庫;同時可利用數字化智能監管技術，進行任何時間的信息捕獲、分析、處理，提高事件處置效率，實現設備與信息的高度共享與智能決策。
3、智慧能耗管理系統架構
智慧能耗管理系統的建設目標包括3個方面:細顆粒度的能源信息采集、管控范圍的補強、環境與設備監控系統(BAS)深度聯動控制，具體如下。
(1)對能源信息采集、存儲、管理和利用進行完善，通過數據分析獲取調整能耗應用方案的策略。
(2)在原有用電管理的基礎上，智慧能耗管理系統增加對用水、變電所及熱力的管理，將車站內智能水表與智能熱力表進行連接，相關數據匯總到采集箱內進行集中處理。
(3)智慧能耗管理系統可通過BAS系統獲取城市軌道交通設備的運行狀態及數據，并將相關能源管控策略通過BAS系統下達至各系統設備實現合理控制。
3.1 系統架構
智慧能耗管理系統主要對能耗設備進行信息采集、監控，根據能耗數據分析挖掘有針對性的節能降耗策略，與設備系統聯動控制，從而達到節能降耗的效果。根據城市軌道交通列車早、晚發車和停運信息制定照明、空調等設備的相關能耗管控策略，由智慧能耗管理系統配置控制策略并執行節能控制。通過采集不同區域、不同設備的能耗相關數據，對分類分項能耗使用情況進行分析，為能耗評估分析提供數據支撐。智慧能耗管理系統架構分為5層:基礎層、網絡層、平臺層、應用層、展現層。每層之間通過制定接口協議對接，如圖1所示。
圖1系統架構圖
(1)基礎層。作為系統數據場景設備采集的組成部分，包括智能基表、傳感器、智能檢測主機等。
(2)網絡層。作為整個系統網絡傳輸設備的組成部分，提供系統運行的通信和運行環境。
(3)平臺層。主要為系統做接口，通過為數據提供接口將各設備數據采集到數據庫中。系統主站與測量儀表之間通過現場總線或電力載波進行通信，與變電所測量儀表之間通過通信管理機進行通信。
(4)應用層。進行日常能源使用的監控、管理，制定節能策略，如用電量監控管理、用水量監控管理等。
(5)展現層。作為與用戶交互的終端，如應用軟件、Web 端網頁等。
3.2 網絡架構
車站智慧能耗管理系統計算機網絡架構如圖 2 所示，通過通信網絡(根據需求不同采用有線或無線的通信方式)將分布在車站不同空間位置的各專業系統設備連接起來，設置智能載波采集器、智能電表、集中器等動態采集空調機組、電梯扶梯供電回路及其他重要負荷或用電量大的能耗數據，然后通過網絡交換機接入車站內局域網，進一步傳輸至車站能耗管理服務器，在智慧能耗管理系統上將監測與數據分析結果進行可視化展示。
圖2網絡拓撲圖
3.3 功能架構
智慧能耗管理系統具備各種能耗設備的數據采集、監測、統計、分析、報警功能，可對能源供應的安全性、能耗量、設備運行能耗的數據進行清洗、過濾、加載，運用建模方法挖掘能耗降低的關鍵性狀態，同時可結合場景條件與設備的自動控制相融合。功能架構如圖 3所示。
圖3功能架構
(1) 能耗監測。該功能可實現能源使用全過程精細化監測管理，實現能源消耗狀態的可視化、監測實時化，通過分類分項能耗監測、設備能耗監測、區域能耗監測，綜合的將車站能耗清晰展示于系統中，如各條支路的耗電量、功率等參數，水管的跑冒滴漏等狀態。
(2) 數據統計查詢。運行過程中會產生海量數據信息，系統基于完善的數據分類管理策略，可以查詢任意時段內、任意能耗設備或能耗單元的數據信息，實現對歷史數據信息的快速查詢;同時，可顯示全車站不同區域、不同時間段內的整體能耗以及單位面積能耗情況，能夠按照配置的建筑環境參考因素形成對比，根據相應環境因素特點，形成相應曲線趨勢圖。
(3)能源報警管理。該功能模塊可實現配電回路、用能設備單位時間的能耗監測報警，當用電回路的日能耗超出設定閾值時，進行異常報警。該系統可對城市軌道交通車站內所有基礎設施的能耗過程進行監測報警。
(4)能源數據分析。數據分析是智慧能耗管理系統的核心功能，針對各類能源的消耗過程，該功能以能耗數據為基礎，通過與機電設備監控系統數據交換，分析現場室內外環境狀態、設備實時能耗數據等信息，建立能耗數據分析模型，并自動對比歷史數據，發現能耗管理存在的問題，進而從能耗管理的角度對設備能耗、車站能耗水平、能耗管理流程等給出分析評估，從而使機電設備采用優化節能控制策略，達到優化設備運行及管理流程、提高能源效率、降低能源消耗的目的。
(5)報表管理。報表功能是基于數據庫中的歷史、實時數據，根據日常辦公、管理需求，提供能耗統計、能源分析、綜合報表等各類報表。
(6) 能源看板。能源看板是系統提供的一項系統概覽功能，可以根據管理需求，以各類圖表的方式從時間、空間、統計的維度直接呈現整體能耗、各分類分項能耗及能耗趨勢等信息，可實現同比、環比能耗對比和趨勢分析，也可呈現車站能耗管理制度、指標內容等。
4 、能耗管理與控制策略
結合車站的能耗管理業務特點，智慧能耗管理系統在用電、用水、用熱方面與設備系統聯動控制，設計專項節能策略以達到智慧化節能的目的。
4.1 能耗管理策略
能耗管理策略應分類建立能耗基線，通過逐步迭代不斷優化以確定更加優化的節能控制方案。車站能耗管理的專業包括:冷熱源、暖通空調、新風、水泵、電熱設備、照明系統、電扶梯等。
(1) 用電管理策略。對于照明與插座用電按照公共區照明、工作區照明、廣告照明和其他照明進行分類采集，能耗計量裝置根據不同的管理單位進行分類設置;通風空調系統用電可按照生產工作區域、乘客服務區域、設備機房區域等進行分類采集。
(2)用水管理策略。對站內用水能耗按照用水類型制定相應的能耗采集策略。在各個水表位置增加壓力傳感器，通過流量壓力檢測給水系統漏損情況，在供暖管網中地暖總管進出水位置增加壓力傳感器，檢測漏損情況。
(3) 用熱管理策略。集中供熱時，在供熱一次側和二次側增設熱量表，在二次側增設電動調節閥，同時在地暖總管位置加裝電動調節閥，以便根據供熱負荷實時調節達到節能的目的。
4.2 節能控制策略
以車站能耗系統給排水系統、空調系統、智能照明系統為例進行節能控制策略分析。
(1)給排水系統節能控制策略。對車站、區間各種水泵(包括集水井、污水坑、電梯基坑等)均采用液位監控和自動控制，通過控制水泵的運行方式、臺數和相應閥門的動作來進行污水、積水的及時排放，達到供水量與需水量之間的平衡，實現對給排水系統優化控制。
(2)空調系統節能控制策略。空調子系統通過采集各個暖通設備的運行信息，完成對控制系統設備的修復及增補，可實現暖通項目的監控與計量、各關鍵數據的報警以及數據信息的記錄統計。增設室外微型氣象站監測室外溫濕度、空氣質量以及增加風速風向傳感器、雨量傳感器等設備采集的數據作為空調控制系統、新風控制系統的控制依據，通過空調機理變量、環境變量、冷熱水循環效率、冷熱源負荷能效模型優化空調運行管理效率。此外，結合車站列車到發時間、區域客流情況，對車站的組合式空調進行預調節和區域定向調節。
(3)智能照明節能控制策略。針對大型車站出入口多以及乘客聚集等情況，在客流集散量大和乘客稀疏的出入口、電梯口、進出站通道等公共區域采用智能照明總線控制，在消防控制室集中控制照明狀態的同時，在車站控制室、站臺等處也可設置智能可編程控制單聯面板以實現更加靈活的控制方式。在車站部分區域設置照度傳感器，對受控區域的照明回路進行細化，可根據采光度調整相應照明區域光照強度，根據列車運行時間段及客流量進行分區域、分時段照明時間控制，進出站通道可利用廣告屏照度兼做照明增強，從而實現照明節能。
5、安科瑞企業能源管控系統概述
安科瑞企業能源管控系統采用自動化、信息化技術和集中管理模式，對企業的生產、輸配和消耗環節實行集中扁平化的動態監控和數據化管理，監測企業電、水、燃氣、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況，通過數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助企業針對各種能源需求及用能情況、能源質量、產品能源單耗、各工序能耗、工藝、車間、產線、班組、重大能耗設備等的能源利用情況等進行能耗統計、同環比分析、能源成本分析、碳排分析，為企業加強能源管理，提高能源利用效率、挖掘節能潛力、節能評估提供基礎數據和支持。
6、應用場所
鋼鐵、石化、冶金、有色金屬、采礦、醫藥、水泥、煤炭、造紙、化工、物流、食品、水廠、電廠、供熱站、軌道交通、航空工業、木材、工業園區、醫院、學校、酒店、寫字樓以及汽車制造、機電設備、電器產品、工器具制造等離散制造業。
7、系統結構
現場通過廠區局域網和平臺通訊，平臺搭建在客戶自己配置的服務器上。搭建完成之后，客戶可以在任意能與局域網聯通的地方，通過有權限的賬號登陸網頁以及手機APP查看各處的運行情況。
系統可分為三層：即現場設備層、網絡通訊層和平臺管理層。
現場設備層：主要是連接于網絡中用于水、電、氣等參量采集測量的各類型的儀表等，也是構建該配電、耗水、耗氣系統必要的基本組成元素。肩負著采集數據的重任，這些設備可為本公司各系列帶通訊網絡電力儀表、溫濕度控制器、開關量監測模塊以及合格供應商的水表、氣表、冷熱量表等。
網絡通訊層：包含現場智能網關、網絡交換機等設備。智能網關主動采集現場設備層設備的數據，并可進行規約轉換，數據存儲，并通過網絡把數據上傳至搭建好的數據庫服務器，智能網關可在網絡故障時將數據存儲在本地，待網絡恢復時從中斷的位置繼續上傳數據，保證服務器端數據不丟失。
平臺管理層：包含應用服務器、WEB服務器和數據服務器，一般應用服務器和WEB服務器可以合一配置。
平臺采用分層分布式結構進行設計，詳細拓撲結構如下：
8、系統功能
平臺采用自動化、信息化技術和集中管理模式，對企業的生產、輸配和消耗環節實行集中扁平化的動態監控和數據化管理。實時監測企業各類能源的消耗情況，通過數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助企業加強能源管理，提高能源利用效率和節能潛力，為節能改造提供數據依據。
在瀏覽器打開云平臺鏈接、輸入賬戶名和權限密碼，進行登錄，防止未授權人員瀏覽有關信息。
用戶登錄成功之后進入大屏展示頁面，展示企業及各區域的能耗折標、產值、異常、排名、占比、通訊情況，點擊區域展示該區域的分類能耗、產值等相關信息。
8.3首頁
首頁展示峰谷平用電、變壓器情況、年能耗趨勢、單耗趨勢、分類能耗等企業級統計數據。
對企業各點位的能源使用、報警等情況進行實時的監控。以便企業用戶能夠實時的監測各個點位的運作情況，同時能更快的掌握點位的報警，并為企業削峰填谷、調整負載等技改措施提供數據支撐。
能源實時監控：對于水、電、氣等能源消耗進行實時監測，確保用能環節的持續穩定運行，顯示配電圖、能流圖、能源平衡網絡圖、能源計量網絡圖等功能。
能流圖：需要在能流圖上對水、電、氣的消耗情況進行實時展示；當能源參數越限報警，可提供報警重要性等級分類，同時支持APP推送、手機短信、郵件、釘釘、語音播報、系統彈窗報警提示等；
配電圖：將配電房真實情況畫入配電圖，實時展示接入的門禁、水浸、電水氣等儀表的實時參數、門禁水浸狀態及能耗數據。
實時統計：實時統計工廠、車間、工序、設備的當年、季度、月、周、日、班次等能耗值；
數據展示：通過實時曲線和歷史曲線展示不同區域、不同設備的不同的能耗參數；
檢測：對能源報警信息進行集中顯示，可以對報警閾值信息進行相關處理操作，可以對報警參數進行在線設置，當能源參數越限報警，可提供報警重要性等級分類，具備APP推送、手機短信、郵件、釘釘、語音播報、系統彈窗等報警提示；
接入攝像頭，實時掌控企業內實際情況。
展示各電壓器的負載情況，從而可以為變壓器配備情況進行科學合理的規劃。通過各種運行參數狀態下用電效能的對比分析，找出更好的運行模式。根據運行模式調整負載，從而降低用電單耗，使電能損失降低。
展示各個水電氣儀表的實時參數變化，以曲線圖的方式展示。
將所有有關能源的能源參數集中在一個看板中，能從多個維度對比分析，實現各個產業線的對比，幫助領導掌控整個工廠的能源消耗，能源成本，標煤排放等的情況。
從能源使用種類、監測區域、車間、生產工藝、工序、工段時間、設備、班組、分項等維度，采用曲線、餅圖、直方圖、累積圖、數字表等方式對企業用能統計、同比、環比分析、實績分析，折標對比、單位產品能耗、單位產值能耗統計，找出能源使用過程中的漏洞和不合理地方，從而調整能源分配策略，減少能源使用過程中的浪費。
統計各個監測節點（工廠、車間）的當年、季度、月、周、日各類能源消耗費用，其中電包括峰電量、峰電費、谷電量、谷電費以及平均電量和平均電費。
與企業MES系統對接，通過產品產量以及系統采集的能耗數據，在產品單耗中生成產品單耗趨勢圖，并進行同比和環比分析。同時將產品單耗與行業/國家/國際指標對標，以便企業能夠根據產品單耗情況來調整生產工藝，從而降低能耗。
對各類能源使用、消耗、轉換，按班組、區域、車間，產線、工段、設備等進行日、周、月、年、時段績效統計按照能源計劃或定額制定的績效指標進行KPI比較考核，幫助企業了解內部能效水平和節能潛力，評定能源消耗是否合理。
系統對區域、工段、設備能源消耗進行數據采集，監測設備及工藝運行狀態，如溫度、濕度、流量、壓力、速度等，并支持變配電系統一次運行監視。可直接從動態監測平面圖快速瀏覽到所管理的能耗數據，支持按能源種類、車間、工段、時間等維度查詢相關能源用量。
用戶可通過自定義報表頭與列，靈活生產各種報表，查看企業各個節點的能耗，單耗，成本，綜合能耗等信息，并同比、環比報表，支持導出報表。
提供能耗成本的圖形對比分析，包括分時段（日、月、年）的同比、環比分析，分類、分時段、分項（地點、機構、設備）統計圖形對比分析（柱狀圖、餅圖、堆積圖等）。
同比
環比
以年、月、日對企業的能源利用情況、線路損耗情況、設備運行情況、運維情況等進行仔細的統計分析，讓用戶更加了解系統的運行情況，并為用戶提供數據基礎，方便用戶發現設備異常，從而找出改善點，以及針對用能情況挖掘節能潛力。
監控耗能設備運行、停機及異常狀態，及時解決設備故障停運導致無法正常生產。
根據節點、能源分類，查詢各個節點線路上的能源損耗數據，及時發現能量在使用過程中的跑冒滴漏和異常用能等浪費的問題，提醒用戶及時進行干預。
按照區域對碳排放總量的變化趨勢進行統計，并進行同環比分析。對單位產值碳排放量進行計算，并結合減排指標實現超標預警，提升區域減排水平，促進碳達峰目標實現。
實時監測諧波含量、三相不平衡度、功率因數等，確保功率因數不低于供電局考核指標，避免被罰款和設備出現故障。
系統支持設備日常巡檢計劃、派工、消缺、報修、派工等設備運維管理，方便運行管理人員的制定巡檢計劃、派工，巡檢人員執行巡檢、完成工單、巡檢發現問題消缺，進行故障報修、跟進維修進度，滿足日常巡檢、設備維修保養需要。
針對于電氣正常開展、限電和能耗雙控，實現電參量異常報警、電氣火災隱患報警、能耗超標報警、限電報警等，幫助企業提前預警，避免發生火災事故和被罰款導致用能成本過高。支持分級分類報警，可對報警進行派發與閉環處理。
可自定義時間段抄儀表的抄表值以及差值，可自定義抄表的分類分項。
可自定義時間段內各個拓撲節點的能耗值，可自定義抄表能耗值的的分類分項。
提供容需量報表，實時展示容量需量價格的變化情況，幫助企業實現容改需，降低基本電費。
對尖、峰、平、谷用電量及成本費用進行統計分析，為企業分時用電，優化成本效益提供數據支持。
對國標、能源管理制度、能源指標體系等文件進行歸檔，可快速查詢相關文檔。對儀表臺賬進行系統管理，支持文件的上傳和下載。
對場景進行虛擬仿真，展示各區域運行及能源消耗情況，可實現分層預覽、轉場展示、風格切換、智能巡檢等效果，支持模型與監測點位的自定義綁定。
對各動力子系統進行虛擬仿真，展示子系統的動力管線、設備的實時狀態及能源消耗情況，可實現動態的能源流向效果。
可通過圖形化的編輯方式自定義組態圖，展示設備運行狀態及能源消耗情況，可上傳自定義素材及綁定監測數據。
可通過圖形化的操作方式自定義駕駛艙，以折線圖、餅圖、表格等圖形展示采集數據及各類統計數據，數據源包括API、數據庫查詢、MQTT、Excel等方式。
對系統的項目、探測器、設備型號、電參量、節點、能源、公示、及相關參數進行配置、修改、刪除等管理、進行用戶添加和授權管理、合同管理。
APP支持Android、iOS操作系統，方便用戶按能源分類、區域、車間、工序、班組、設備等不同維度掌握企業能源消耗、產線比對、效率分析、同環比分析、能耗折標、事件記錄、運行監視、異常報警、配電圖、工藝流程圖、能流圖。
9、系統硬件配置
應用場景 | 型號 | 圖 片 | 保護功能 |
企業能源管控平臺 | Acrel-8000 |
| 安科瑞企業能源管控平臺采用自動化、信息化技術和集中管理模式，對企業的生產、輸配和消耗環節實行集中扁平化的動態監控和數據化管理，監測企業電、水、燃氣、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況。 |
智能網關 | Anet-2E8S1 |
| 8路RS485串口，光耦隔離，2路以太網接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1998、DL/T645-2008、CJT188-2004、OPC UA等協議的數據接入，ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT 等協議上傳，支持不同協議向多平臺轉發數據；輸入電源：AC/DC 220V，導軌式安裝。 |
ANet-2E4SM |
| 4路RS485 串口，光耦隔離，2路以太網接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1998、DL/T645-2008、CJT188-2004、OPC UA、ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模塊）輸入電源：DC 12 V ～36 V 。支持4G擴展模塊，485擴展模塊。 | |
ANet-485 | M485模塊：4路光耦隔離RS485 | ||
ANet-M4G | M4G模塊：支持4G全網通 | ||
35kV/10kV/6kV進線 | AM5SE-F |
| 三段式過流保護、反時限過流保護、兩段式零序101過流/反時限過流保護、兩段式零序102過流/反時限過流保護、重合閘、后加速過流保護、過負荷保護、PT斷線告警、控制回路故障告警、頻率保護、FC閉鎖、失壓跳閘、逆功率保護、過電壓保護、零序過壓保護；斷路器遙控分/合閘操作；故障錄波；獨立的操作回路；檢同期；U、I、P、Q、Ep、Eq等電參量測量。 |
35kV/10kV/6kV饋線 | |||
配電變壓器 | AM5SE-T | 三段式過流保護、反時限過流保護、兩段式零序101過流保護、兩段式零序102過流保護、101反時限過流保護、102反時限過流保護、過負荷保護、PT斷線告警、控制回路故障告警、非電量保護、FC 閉鎖；斷路器遙控分/合閘操作；故障錄波；獨立的操作回路；U、I、P、Q、Ep、Eq等電參量測量。 | |
電動機（2000KW以下） | AM5SE-M | 過流一段保護（啟動中、已運行）、過流二段 保護、反時限過流保護、兩段式負序過流/負序 反時限過流保護、兩段式零序過流保護、熱過載保護、過負荷保護、堵轉保護、啟動時間過長保護、低電壓保護、非電量保護、PT斷線告警、控制回路故障告警、零序過壓告警、FC閉 鎖、電壓不平衡保護、相序保護、電壓斷相保 護、過電壓保護；斷路器遙控分/合閘操作；故 障錄波；獨立的操作回路；U、I、P、Q、Ep、 Eq等電參量測量。 | |
35kV/10kV/6kV母聯 | AM5SE-B | 兩段式過流保護、反時限過流保護、后加速過流保護、進線備投/母聯備投/聯切備投/自適應備投、PT斷線告警、控制回路故障告警、母線充電保護；斷路器遙控分/合閘操作；故障錄波；獨立的操作回路檢同期。 | |
35KV/10kV/6kV電容器 | AM5SE-C | 兩段式定時限過流保護、反時限過流保護、兩段式零序過流保護、欠電壓保護、過電壓保護、零序過電壓保護、不平衡電壓保護、不平衡電流保護、非電量保護、PT斷線告警、控制回路故障告警；斷路器遙控分/合閘操作；故障錄波；獨立的操作回路；U、I、P、Q、Ep、Eq等電參量測量。 | |
主變 | AM5SE-D2 | 兩圈變差動速斷保護、比率制動差動保護 | |
主變 | AM5SE-TB | 三段式過流保護（帶復合電壓、帶方向閉鎖）、反時限過流保護、零序過流保護、間隙零序電流保護、零序電壓保護、過負荷保護、啟動通風、閉鎖有載調壓、斷路器遙控分合 閘、故障錄波、全電量測量、獨立操作回路、遙控升檔/降檔/急停、變壓器檔位測量；U、1、P、Q、Ep、Eq等電參量測量。 | |
PT并列監測 | AM5SE-UB |
| PT并列、低電壓告警、PT斷線告警、過電壓告警、零序過壓告警 |
大功率異步電機 | AM5SE-MD | 電機差動速斷保護、比率差動保護、啟動中過流一段保護、已運行定時限過流保護、過負荷保護、零序過流保護、過熱保護、堵轉保護、低電壓保護、斷路器遙控分合閘、獨立操作回路、故障錄波、全電量測量；U、I、P、Q、Ep、Eq等電參量測量。 | |
主變保護 | AM5SE-D3 | 三圈變差動速斷保護、比率制動差動保護 | |
主變公共測控、進線公共測控 | AM5SE-K | 20路遙信、10路開出、遙測 | |
35kV/10kV/6kV 弧光保護 | ARB5-M |
| 測量所有的常用電力參數，如三相電流、電壓，有功、無功功率，電度，諧波等，并具備完善的通信聯網功能，非常適合于實時電力監控系統。 |
ARB5-E |
| DIN35mm導軌式安裝結構，體積小巧，能測量電能及其他電參量，可進行時鐘、費率時段等參數設置，精度高、可靠性好、性能指標符合國標GB/T18215-2002、GB/T18883-1999和電力行業標準DL/T614-2008對電能表的各項技術要求，并且具有電能脈沖輸出功能；可用RS485通訊接口與上位機實現數據交換。 | |
ARB5-S |
| 三相全電量測量，剩余電流、2-63次諧波，支持付費率，量值、電纜溫度，可選2G/4G通訊。 | |
35kV/10kV/6kV進線柜電能質量在線監測 | APView500 |
| 相電壓電流+零序電壓零序電流，電壓電流不平衡度，有功無功功率及電能、事件告警及故障錄波，諧波（電壓/電流 63 次諧波、50 組間諧波、35 組高次諧波、諧波含有率、諧波功率、諧波畸變率、K因子）、波動/閃變、電壓暫升、電壓暫降（故障源定位）、電壓中斷、沖擊電流、1024點波形采樣、定時錄波、電能質量合格率統計，波形實時顯示及故障波形查看，內存32G，16DO+22DI,2RS485+1RS232+1GPS,+3以太網接口+1WiFi+1USB接口支持U盤到處數據，支持61850協議。 |
35kV/10kV/6kV間隔智能操控、節點測溫 | ASD500 |
| 液晶屏顯示一次回路動態模擬圖、彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗電、核相、3路溫濕度控制及顯示、遠方/就地、分合閘、儲能旋鈕、預分預合閃光指示、分合閘完好指示、分合閘回路電壓測量、人體感應、柜內照明控制、1路以太網、2路RS485、1路USB接口、GPS對時、高壓柜內電氣接點無線測溫、全電參量測溫、脈沖輸出、4~20mA輸出 |
35kV/10kV/6kV傳感器 | ATE400 |
| 合金片固定，CT感應取電，啟動電流大于5安培，測溫范圍-50-125℃，測量精度±1℃；傳輸距離空曠150米 |
35kV/10kV/6kV間隔 電參量測量 | APM810 |
| 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In，四象限電能，實時及需量，本月和上月峰值，電流、電壓不平衡度，66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄，2-63次諧波，2DI+2DO，RS485/Modbus，LCD顯示 |
低壓進線 | APM810 | 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In；四象限電能；實時及需量；本月和上月峰值；電流、電壓不平衡度；負載電流柱狀圖顯示；66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄；2-63次諧波；2DI+2DO RS485/Modbus；LCD顯示 | |
AEM96 |
| 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，總正反向有功電能統計，正反向無功電能統計；2-31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）；電流規格3×1.5(6)A，有功電能精度0.5S級,無功電能精度2級 | |
0.4kV無功補償 | ARC |
| 測量I、U、Hz、cosΦ，具備過電壓保護、欠流鎖定、電網諧波過大保護功能,可控制電容器的投切，RS485/Modbus協議 |
APM810 |
| 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In，四象限電能，實時及需量，本月和上月峰值，電流、電壓不平衡度，66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄，2-63次諧波，2DI+2DO，RS485/Modbus，LCD顯示 | |
ANSVC |
| ANSVC低壓無功功率補償裝置并聯在整個供電系統中，能根據電網中負載功率因數的變化控制電力電容器投切進行補償，具有多種補償形式，可根據電網的實際情況，合理選用補償形式。 | |
0.4kV有源濾波 | AnSin-□-M Ⅰ型 |
| 采用DSP+FPGA全數字控制方式，并聯在系統中，兼補諧波和無功；可對2～51次諧波進行全補償或特定次諧波進行補償；具備完善的橋臂過流保護、直流過壓保護、裝置過溫保護功能；基于谷歌Fliutter框架構建的遙信、遙控軟件平臺，具備遠程服務與數據處理功能；支持IOS、安卓、PC多平臺交互；具備超前和滯后的功率因數校正功能，可將三相不平衡負荷調整至平衡；具備動態過溫降載功能，較大限度的保證濾波器的持續運行；具備智能風扇轉速控制功能，根據負荷率和環境溫度智能控制風扇轉速，降低損耗；具備動態擴容功能。 |
0.4kV出線 | AEM82 |
| 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，總正反向有功電能統計，正反向無功電能統計；2-31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）；電流規格3×1.5(6)A，有功電能精度0.5S級,無功電能精度2級 |
ARD3M |
| ARD3智能電動機保護器適用于額定電壓至AC690V、額定電流至AC800A、額定頻率為50/60Hz的電動機，可與接觸器、電動機起動器等電器元件構成電動機控制保護單元，有遠程自動控制、現場直接控制、面板指示、信號報警、現場總線通信等功能。 | |
ANHPD300 |
| 對用電設備產生的隨機高次諧波、脈沖尖峰、電涌等具有吸收作用，能濾除電壓尖峰雜波、矯正畸變的電壓波形，對諧波噪聲進行消化和吸收，防止保護裝置誤跳閘，保證用電設備正常運行。 | |
DTSD1352 |
| 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，分相正向有功電能統計，總正反向有功電能統計，總正反向無功電能統計；紅外通訊；電流規格：經互感器接入3×1(6)A,直接接入3×10(80)A，有功電能精度0.5S級,無功電能精度2級 | |
變壓器繞組溫度檢測 | ARTM-8 |
| 8路溫度巡檢，熱電阻信號輸入，RS485接口，2路繼電器輸出，預埋PT100 |
變壓器接頭測溫 低壓進出線柜接頭測溫 | ARTM-Pn-E |
| 可以嵌入式安裝低壓柜面板上，每臺裝置可以接收60個無線傳感器的數據。裝置帶有一路485接口，可將采集到的溫度數據上傳到監控。2路告警出口，全電參量測量 |
ATE400 |
| 合金片固定，CT感應取電，啟動電流大于5（A），測溫范圍-50-125℃，測量精度±1℃；傳輸距離空曠150米 | |
配套附件 | AKH-0.66 |
| 測量型互感器，采集交流電流信號 |
AKH-0.66L |
| 剩余電流互感器，采集剩余電流信號。 | |
柜內環境溫濕度 | AHE |
| 無線溫濕度傳感器，溫度精度：±1℃，濕度精度：±百分之3RH，發射頻率：5min，傳輸距離:200m，電池壽命：≥3年（可更換） |
ATC600 |
| 兩種工作模式：終端、中繼。ATC600-Z做中繼透傳，ATC600-Z到ATC600-C的傳輸距離空曠1000m，ATC600-C可接收AHE傳輸的數據，1路485,2路報警出口。 | |
智能遠傳水表 | 物聯網水表 LXSY-O-M/NB |
| 電子直讀式，高清晰液晶顯示，具備誤差自動修正功能；各參數可設；斷電后數據可保存10年以上；可根據需要擴展遠程控制閥門開關功能；可在120℃下長期工作，水解穩定；抗酸堿腐蝕性強不易被腐蝕，阻燃性能好；水資源免遭二次污染 |
智能遠傳 燃氣表 | 燃氣表 |
| 直接讀取燃氣表的窗口值，無累計誤差；電子部分平時可不工作，可在讀表瞬間工作；直讀燃氣表無需初始化；表計地址可以靈活設定 |
冷熱量表 | 冷熱量表 |
| 流量計量無機械齒輪，無磁傳感器，耐磨、耐腐蝕、防攻擊；電壓低或受到攻擊破壞時自動報警；溫度傳感器斷路、短路時自動報警；流量和溫度分段，準確度高；溫度的冷熱端采用數字方法修正和校準，誤差接近于0；根據流速智能降耗；數據多重備份自動糾錯技術；低功耗 |
10、結束語
碳達峰、碳中和戰略對城市軌道交通行業既是挑戰更是實現高質量發展的機遇，文章以智慧賦能城市軌道交通車站節能降碳為目標，提出智慧能耗管理系統架構及功能，通過物聯網技術實現對風、水、電、熱、氣等各類能源的實時數據采集及監視，通過對能源消耗規律及趨勢分析制定合理科學的節能策略，終實現對車站能源的綜合節能管理與管控。智慧能耗管理系統是城市軌道交通綜合能耗智能管理的一種有益嘗試，下一步要加強對節能降耗體系和評估指標的研究，同時通過示范項目打造綠色車站，進一步引導行業開展綠色城市軌道交通落地實踐。
參考文獻
[1]周超.張銘.趙俊華.王越彤.韓佩瑤.城市軌道交通車站智慧能耗管理系統研究[J].現代城市軌道交通，2022，8：69-74，6
[2]鄧琪瀅.城市軌道交通節能技術發展趨勢研究[J].交通世界，2019（Z1）：250-251.
[3]安科瑞企業微電網設計與選型手冊.2022.05版.
[4]安科瑞企業能源管控平臺.2020.08版.
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