電能管理系統(tǒng)在城市軌道交通中的應(yīng)用分析

洪牧天

摘 要：在城市發(fā)展過(guò)程當(dāng)中相關(guān)城市軌道交通很重要，而在其中的能耗是軌道交通的主要能源消耗。必須進(jìn)一步支持與能源管理有關(guān)的技術(shù)措施，以進(jìn)一步有效達(dá)到節(jié)約能源和能源消耗的目的。本文件主要從相關(guān)能源管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)模式、具體應(yīng)用等方面論述了電能管理系統(tǒng)在軌道交通中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電能管理;城市軌道交通;應(yīng)用分析

1 電能管理系統(tǒng)的必要性及意義

隨著現(xiàn)階段我國(guó)國(guó)內(nèi)地鐵建設(shè)的快速發(fā)展和車(chē)站現(xiàn)代化水平的不斷提高，車(chē)站設(shè)備的使用數(shù)量以及相對(duì)應(yīng)的復(fù)雜性發(fā)生了很大變化。但是，現(xiàn)階段能源管理、維護(hù)和運(yùn)行、結(jié)構(gòu)和管理體系，目前，地鐵能源管理基本上是基于手動(dòng)生成相對(duì)較為簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)，用于通過(guò)定期檢查和讀取儀表（主要來(lái)自監(jiān)控電路）來(lái)傳遞統(tǒng)計(jì)能源，數(shù)據(jù)來(lái)源低壓配電系統(tǒng)電子電氣量控制系統(tǒng)，但是相對(duì)應(yīng)的精細(xì)化程度尚未達(dá)到能源管理的精細(xì)化要求。在能源管理領(lǐng)域當(dāng)中存在以下幾點(diǎn)問(wèn)題：（1）自動(dòng)化水平相對(duì)較低，難以執(zhí)行相對(duì)應(yīng)的能源分類(lèi);（2）能源管理手段相對(duì)落后，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)儀表的人工抄表導(dǎo)致數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性較差，不能產(chǎn)生用于數(shù)據(jù)通信的更詳細(xì)的能源，分散和復(fù)雜的能源設(shè)備及能耗使用無(wú)法客觀管理能源消耗條件，缺乏有效管理電能的科學(xué)系統(tǒng)和指標(biāo)來(lái)評(píng)估設(shè)備的運(yùn)行效率以及提高能源管理工作的能效和其他技術(shù)效果;（3）能耗統(tǒng)計(jì)缺乏數(shù)據(jù)分析工具，難以快速分析比較不同部分之間的維度和截面空間，隨著相對(duì)應(yīng)運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路數(shù)量的穩(wěn)步增加，地鐵面臨著更復(fù)雜的能源管理，分析的數(shù)據(jù)范圍相對(duì)更廣，傳統(tǒng)的電力管理模型不僅缺乏準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)庫(kù)管理，而且缺乏高效的自動(dòng)化管理工具。為了能夠在一定程度上適應(yīng)現(xiàn)代管理的要求，為了保證乘客的舒適性，為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)，必須徹底改變過(guò)去科學(xué)和詳細(xì)管理的形式。車(chē)站綜合節(jié)能評(píng)估系統(tǒng)是為了滿(mǎn)足能源管理系統(tǒng)的要求而建立的，在系統(tǒng)和體制方面是進(jìn)行了大膽創(chuàng)新。因此，迫切需要進(jìn)一步有效加強(qiáng)能源管理系統(tǒng)。

2 電能管理系統(tǒng)的組成

電氣管理系統(tǒng)通常由相關(guān)主站系統(tǒng)、子站系統(tǒng)和遠(yuǎn)程通信通道組成。后端系統(tǒng)在指揮中心進(jìn)行定義，采用以太網(wǎng)的形式，包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、應(yīng)用位置、工作站、交換機(jī)等。變電站系統(tǒng)安裝在每個(gè)變電站上，包括站級(jí)管理、網(wǎng)絡(luò)通信層、現(xiàn)場(chǎng)采集層。站內(nèi)管理方向主要設(shè)置了通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)采集電表內(nèi)所有電量信息，并通過(guò)遠(yuǎn)程通信通道發(fā)送到主站系統(tǒng)的電氣管理設(shè)備?，F(xiàn)場(chǎng)采集層主要是由一個(gè)具有通信功能的數(shù)字儀表，布置在各變電站的控制信號(hào)陣列、開(kāi)關(guān)柜當(dāng)中。網(wǎng)絡(luò)通信層采用以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通信方式，通信介質(zhì)為屏蔽雙絞線(xiàn)。遠(yuǎn)程通信信道通常由流量提供，以太網(wǎng)10 Mbps / s或100 Mbps / s運(yùn)行。

3 電能管理系統(tǒng)在城市軌道交通中的具體應(yīng)用

3.1 電能質(zhì)量統(tǒng)計(jì)與分析

通過(guò)進(jìn)一步從相關(guān)功能層面進(jìn)行分析，可以將相關(guān)管理系統(tǒng)分為兩個(gè)層次：（1）監(jiān)測(cè)。在這一環(huán)節(jié)上必須在遠(yuǎn)程終端上進(jìn)行完成，電能的評(píng)估主要是從電壓和電流這兩個(gè)方面進(jìn)行考慮，終端通過(guò)兩種方式實(shí)時(shí)獲取信號(hào)，使其在用戶(hù)面前顯得更加直觀，或者可以轉(zhuǎn)換并最終形成相應(yīng)的波形。顯然，這是一個(gè)多膠配合的過(guò)程。所以除了基本的采集模塊，設(shè)計(jì)自然，還有一個(gè)模塊帶有圖形處理、傳輸?shù)饶K。當(dāng)然，在進(jìn)行詳細(xì)分析過(guò)程中，距離監(jiān)控并不局限于電壓和電流分析，而是特別關(guān)注諧波分析、頻率等。一旦獲得該信息，系統(tǒng)可以使用該參考作為參考并運(yùn)行特定的分析。已經(jīng)制定了確定電力特性的綜合指標(biāo)，并已將獲得的結(jié)果傳達(dá)給相關(guān)用戶(hù)。能源質(zhì)量數(shù)字技術(shù)進(jìn)步的深度分析。從這種技術(shù)衍生出來(lái)的方法一般是多種多樣的，可分為三種類(lèi)型：（1）指數(shù)頻率分析方法，有關(guān)參數(shù)具有頻率分析和混合諧波趨勢(shì);（2）時(shí)域分析法，這是相對(duì)最常見(jiàn)的方法，其相關(guān)環(huán)節(jié)相對(duì)較為簡(jiǎn)單，運(yùn)算效率高，能夠直接分析波形，并向用戶(hù)提供相對(duì)直觀的結(jié)果;（3）傅立葉轉(zhuǎn)換。

3.2 電能質(zhì)量評(píng)估

從功能角度來(lái)看，質(zhì)量管理體系的服務(wù)對(duì)象是電能，更準(zhǔn)確地說(shuō)是各種諧波、偏差等。，通過(guò)監(jiān)視接入點(diǎn)和可以向用戶(hù)發(fā)送它的用戶(hù)來(lái)發(fā)送給用戶(hù)。我們可以了解不同類(lèi)型的能源質(zhì)量評(píng)估案例，沒(méi)有其他方法：1有針對(duì)性地分析單個(gè)指標(biāo);2針對(duì)幾個(gè)指標(biāo)。在數(shù)據(jù)采集的情況下，需要到達(dá)遠(yuǎn)程終端。在這個(gè)階段，需要不同類(lèi)型的指標(biāo)，如諧波、偏差等，從而進(jìn)一步形成后續(xù)環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)，并對(duì)精度檢查提出嚴(yán)格要求。另外，相對(duì)應(yīng)的指標(biāo)可以形成一個(gè)重要整體，使整體評(píng)價(jià)不一定是一個(gè)綜合評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)。最后，有可能獲得二維評(píng)價(jià)和更完整的結(jié)果，即評(píng)價(jià)的結(jié)論。最后，在實(shí)踐中，綜合鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)確定了相應(yīng)的戰(zhàn)略并保證運(yùn)輸。引入層次分析以有效評(píng)估能源質(zhì)量。具體流程如下：必須逐個(gè)確定和授權(quán)指標(biāo)，然后必須在此基礎(chǔ)上引入數(shù)學(xué)方法，并且必須進(jìn)行全面評(píng)估。同時(shí)，要確定權(quán)重，使用區(qū)間數(shù)的近似方法。在這個(gè)階段，不能夠受到人為因素干擾，這就使得在沒(méi)有任何干擾的情況下能夠獲得更可靠的權(quán)重?cái)?shù)據(jù)。過(guò)去，指標(biāo)的獲得伴隨著市場(chǎng)的中斷現(xiàn)象，隨著新方法的使用，有可能實(shí)現(xiàn)相對(duì)更好的連續(xù)性和評(píng)價(jià)結(jié)果，從而使得相關(guān)評(píng)定結(jié)果更準(zhǔn)確。

3.3 智能化數(shù)據(jù)展示及預(yù)警

要完全斷言，電力質(zhì)量管理系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備相對(duì)應(yīng)的優(yōu)良動(dòng)態(tài)性，同時(shí)與供應(yīng)質(zhì)量或特定能耗相關(guān)的兩個(gè)參數(shù)，可以在系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)行呈現(xiàn)。相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)時(shí)效性更理想，同時(shí)數(shù)據(jù)展示也相對(duì)更加直觀，對(duì)于軌道系統(tǒng)的工作者，根據(jù)所呈現(xiàn)的內(nèi)容，沒(méi)有必要花費(fèi)大量的思想，只需要簡(jiǎn)單地了解具體的電能情況。系統(tǒng)獲取狀態(tài)信息生成警報(bào)事件，警報(bào)信息包含通信缺陷，設(shè)備故障，線(xiàn)性輸入段，接線(xiàn)階段序列誤差，過(guò)載警報(bào)，當(dāng)前狀態(tài)不平衡等等。報(bào)警信息根據(jù)級(jí)別顯示不同的顏色，不同的警報(bào)級(jí)別播放不同的警報(bào)聲，當(dāng)生成相關(guān)警報(bào)時(shí)，警報(bào)欄顯示設(shè)備報(bào)警信息，警報(bào)關(guān)閉時(shí)會(huì)移除報(bào)警欄。

4 結(jié)語(yǔ)

在過(guò)去，如果想要熟悉相關(guān)電能參數(shù)設(shè)置的真實(shí)情況，則必須將大量手動(dòng)進(jìn)行工作，逐一展開(kāi)。一方面，由于人為因素，很有可能會(huì)導(dǎo)致存在相關(guān)重大錯(cuò)誤;另一方面，勞動(dòng)效率相對(duì)較低，所導(dǎo)致的數(shù)據(jù)也會(huì)出現(xiàn)延遲現(xiàn)象。在介紹了能量質(zhì)量管理體系后，數(shù)據(jù)采集在傳播信息中相對(duì)更為逼真，更快，有關(guān)工作人員可以在一定程度上控制第一手資料，對(duì)相關(guān)列車(chē)做出合理的決策。在目前的情況的情況下，系統(tǒng)的主要作用是獲得相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)采集和分析，但不可能進(jìn)行相應(yīng)的決定。因此，這是未來(lái)應(yīng)當(dāng)發(fā)展的方向，應(yīng)該更多地努力制定系統(tǒng)的決策表現(xiàn)，以獲得數(shù)據(jù)采集，分析和操縱處理。具體來(lái)說(shuō)，基于所獲取的數(shù)據(jù)修改列車(chē)功能，例如空調(diào)系統(tǒng)或照明模塊等，這將在一定程度上有效地使用電能，形成集約化效果，創(chuàng)造出一個(gè)更加綠色環(huán)保的運(yùn)輸系統(tǒng)，這也是當(dāng)下時(shí)代的發(fā)展要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳曉楓. 電能管理系統(tǒng)在智能軌道交通中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]. 通訊世界， 2018， No.335（04）：143-144.

[2]張振華. 城市軌道交通電能質(zhì)量管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[J]. 電子技術(shù)與軟件工程， 2018， 02（No.124）：203-205.

[3]于艷良. 基于智能低壓配電系統(tǒng)的地鐵配電電能管理系統(tǒng)[J]. 城市建設(shè)理論研究（電子版）， 2015， 000（008）：2238-2238.

[4]嚴(yán)小文. 淺析如何做好軌道交通城市軌道交通工程弱電系統(tǒng)集成管理工作[J]. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用， 2020， v.38;No.358（04）：211-212.