節能降耗—成都地鐵能源管理系統試點項目

鐘慶

摘 要：文章在分析現有城市軌道交通能耗研究現狀的基礎上，結合我國“十二五”節能降耗的相關要求，提出城市軌道交通能效管理系統的設計構想。建立系統的硬件和軟件流程的架構，然后從參數采集統計、電能質量分析、能耗模型建立、節能策略生成四方面分別給出具體的實施方案，從而實現用能方式的優化，有效地降低地鐵運營成本，實現低碳、環保、節能的社會責任。

關鍵詞：節能降耗；動力照明系統；孵化園能源管理試點

中圖分類號：TP-216 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）11-0060-01

1 節能降耗

節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構和經濟發展模式，其核心在于相關技術創新和制度創新。根據我國實際情況提出了節能降耗，通過節能降耗我們可以升級產業結構、優化能源結構、改善生態環境、實現低碳發展的重要途徑。

節能降耗對優化我國的產業結構、推動新能源和環保產業發展，提高能源的利用效率、緩解能源供應壓力，減少環境污染物的排放、改善人居生態環境，完成節能降耗工作既定目標，推動低碳經濟的發展，實現全社會的可持續發展，具有重要的理論和現實意義。

2 動力照明

2.1 地鐵動力照明情況概述

地鐵的運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力照明用能組成。其中動力照明設備主要包括環控系統（冷水機組、冷凍冷卻水泵、冷卻塔及各類風機）、照明系統、給排水系統、電扶梯、電梯、自動售檢票設備、檢修用電等組成。

根據2012年11月-2013年6月成都地鐵1號線的能耗統計，動力照明約占整個運營能耗的50%-65%左右，見表1：

具體以孵化園站為例，車站動力照明系統能耗約占全線總能耗的的36.9%，照明系統約占18.74%，冷源設備約占20.09%，其他機電系統（給排水、電扶梯、廣告、商業、檢修用電等）約占24.28%。其中通風空調、冷源設備、照明系統所占的比例大，用電量也大，并且受季節、周圍環境和客流的影響用電量將產生一定幅度的變化，其他機電系統負荷穩定用電量相對也較小。

2.2 通風系統

2.2.1 通風系統的組成

地鐵環境控制系統是地鐵工程中的一個重要組成部分，主要包括：車站站臺、站廳公共區通風與空調系統、設備區及管理用房通風與空調系統、空調冷源及水系統、隧道通風系統及風亭、風道及風井。環控系統的主要作用是對地鐵的環境空氣進行送排風和制冷處理，在正常運行期間為地鐵乘客提供一個舒適良好的乘車環境，并為工作人員提供安全、衛生、舒適的環境條件。

2.2.2 環控系統的控制方式

環控系統模式主要包括通風工況模式和空調工況模式。一般車站通風工況模式運行時間為每年的11月中旬至次年的5月中旬，5月份從通風工況轉換到空調工況，然后到11月份從空調工況轉換到通風工況。

2.3 照明系統

2.3.1 照明系統的組成

車站設工作照明、應急照明、導向標志照明、區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 地鐵的照明能耗現狀

目前成都地鐵的照明系統用能不盡合理，已投運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、環型熒光燈、L型熒光燈、金鹵燈、高壓鈉燈、電子節能燈等，其中還有部分熒光燈不是高效節能燈具。同時，車站照明系統的分路采用一個控制回路控制一塊方形區域照明的方法，沒有做到均勻間隔布置照明。

3 孵化園站能源管理項目試點

3.1 項目背景

目前成都地鐵現有的能源管理模式主要采取定期或巡檢模式進行抄表，通過人工統計形成能耗報表。同時，能源管理工作的主要數據來源是：已有低壓配電監控系統和環控電控系統的部分線路的電度計量，然而上述系統的基本目標是完成低壓配電及環境控制，只采集部分負荷，如400 V低壓進線的電度計量。因此，能源管理的顆粒度也就止步于動力用電、照明用電和暖通空調用電三個大類，無法進一步精細化，不利于實現更高層次的能源目標管理。

3.2 能源管理平臺構成

能源管理系統依照滿足能耗統計分類分項的需求，各站能耗劃分至動力、照明大類，分項延展至低壓配電柜各出線回路、以及環控電控柜、冷源控制柜等大負荷回路，同時對重點回路完成對功率因數、諧波數據的檢測。

系統按照分層思想進行劃分，分為采集層、通訊層和主站層。其中采集層包括各采集表計、附屬CT和信號采集端子接線；通訊層包含表計通訊端子之外485線纜、轉換模塊、通訊管理機、光纖設備、工業交換機；主站層包括車站能源管理工作站、數據服務器。

3.3 能源管理系統的實現功能

3.3.1 能耗分類分項統計

用于完成能耗的分類分項的精確統計，解決能耗具體分配比例的問題，并完成按小時、日、月等基礎能耗報表，提供分類分項的時刻能耗報表，解決較精細時間顆粒度的分時能耗統計的問題。

3.3.2 建立能耗指標體系

依照實際的管理需求，建立一些可用于評價的能耗指標，如：車站空調單位能耗指標、車站照明單位能耗指標、車站能耗密度指標。

為了更直觀、快速的了解到指標分布情況，并提供指標分級評定標準設置，通過預設指標分級值，系統可快速跟蹤和統計出指標的超標情況和分布情況。時間顆粒度可依據實際的需求進行調整。

3.3.3 能耗目標及電力需求管理

完成對能耗的目標管理，提供用能指標分級設置、監測和預警管理功能。提供電力需求側管理工具，加強對功率因數、諧波等用電質量的管理。

3.3.4 設備管理

依照設備運行的時間規律及運行特性，實時監控設備能耗狀況，幫助判斷特定設備能耗在特定時間是否異常，提高管理水平。對重點設備可建立相應的運行檔案，依照設備的有效功率和運行時長比不斷更新設備狀態，對超出設定界限的設備予以告警提示等，以更好的維護設備，提高管理的效率。

3.4 能源管理系統的意義

3.4.1 提升管理水平，提高管理效率

通過能源管理系統，可自動完成站內的能源數據采集、分類統計、指標分級、能源目標管理，并按照管理規則生成相關的報表。

3.4.2 建立地鐵能耗評估標準

建設能源管理系統，通過長期的運行監測，可以積累實際車站的能耗運行數據及用能指標。不僅可用于已運行車站、線路的用能狀況評估，也可用于新建項目的負荷設計、設備選型等方面提供參考。

3.4.3 建立機電設備“體檢卡”

借助于能源管理系統的數據采集分析，可對機電設備常見故障的全面檢查分析提供數據基礎，確保機電設備保持良好的運行工況，延長設備使用壽命。同時，上述數據的積累，可以為故障處理及定期檢修作業提供事實基礎，讓故障處理、檢修作業更加科學且有針對性。

3.4.4 有助于實現節能增效

借助能源管理系統完善能耗計量。現有的能耗統計數據絕大部分均是通過人工記錄而且只進行總體的宏觀統計，沒有對各用能單位進行微觀統計。鑒于此現狀，借助能源管理系統完善能源計量監測站點，實現計量數據的自動采集、統計分析、能源平衡預測，從而保證用能的持續、穩定和高效管理，消除或減少能源的放散損失以及避免人工干預統計所產生的差錯。

4 結 語

節能降耗可以推動交通運輸的高效發展，同時，交通運輸發展可以反過來有利于節能降耗的順利實施。必須以可持續發展的觀念來對待21世紀的交通運輸業，處理好交通運輸與資源環境之間的互動關系，采用配套的對策與措施來確保交通運輸與社會資源和環境之間良性互動的運行狀態，走資源節約的可持續發展道路。

參考文獻：

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