淺談能耗管理系統(tǒng)在城市軌道交通中的應(yīng)用

任運(yùn)業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

在如今，以互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等為代表的新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革發(fā)展迅速，數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展呈現(xiàn)蓬勃的勢(shì)頭。為實(shí)現(xiàn)對(duì)城市軌道交通用能設(shè)備進(jìn)行數(shù)字賦能，有效控制城市軌道交通運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)成本，需對(duì)供電系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等設(shè)備的能耗進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測(cè)、分析，并實(shí)時(shí)掌控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的能耗數(shù)據(jù)，通過(guò)相關(guān)監(jiān)控平臺(tái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，以實(shí)現(xiàn)城市軌道交通的智能化、數(shù)字化、精細(xì)化的管理。

1、背景

在城市軌道交通運(yùn)營(yíng)中，用能消耗主要包括：電能消耗和水能消耗，其中以電力消耗為主，占總能耗的一半，主要有車輛牽引用電、照明用電、空調(diào)用電、電梯用電等。其次就是水，主要有生產(chǎn)、生活用水及空調(diào)制冷用水累計(jì)量等。軌道交通作為能源消耗的大戶，節(jié)約使用能源，降低基本耗損，意味著降低生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本。為此，為實(shí)現(xiàn)科學(xué)、有序地用能，在城市軌道交通采用能耗管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)是集遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)為一體，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)城市軌道交通的供電系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等能耗設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集監(jiān)控。通過(guò)采集各被監(jiān)測(cè)點(diǎn)的歷史能耗數(shù)據(jù)，為軌道交通運(yùn)營(yíng)單位準(zhǔn)確了解分析能耗情況，提供及時(shí)的數(shù)據(jù)，并為各部門建立起各設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)能耗指標(biāo)，如：電力質(zhì)量及能耗數(shù)據(jù)的采集與分析、能耗的消耗情況、動(dòng)力設(shè)備用電、空調(diào)用電、照明用電等用電設(shè)備的運(yùn)行情況和能效情況。另外，能耗管理系統(tǒng)可按照不同的維度進(jìn)行軌道交通能耗分析，以數(shù)據(jù)采集、精細(xì)化管理、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、找出漏洞為主要方向，對(duì)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、公示、發(fā)布，并結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘?qū)Ρ仍O(shè)備實(shí)際能耗值和標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)值，用以來(lái)發(fā)現(xiàn)存在的各類用能浪費(fèi)問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)如下目標(biāo)：

1）按典型能耗模型對(duì)現(xiàn)有計(jì)量點(diǎn)進(jìn)行分類，然后進(jìn)行能耗計(jì)量和采集。

2）建立科學(xué)的且適合于建筑物的數(shù)學(xué)分析模型，如預(yù)算模型、區(qū)域能耗模型、能耗指標(biāo)模型等。

3）管理流程計(jì)算機(jī)化，不斷提升軌道交通運(yùn)營(yíng)單位對(duì)于動(dòng)力設(shè)備、節(jié)能工作的管理能力。

4）提供完善的能耗費(fèi)用成本分析功能，幫助軌道交通運(yùn)營(yíng)的用能管理部門及主管領(lǐng)導(dǎo)準(zhǔn)確掌握每年能耗費(fèi)用成本明細(xì)。

5）提供精細(xì)化的單位能耗指標(biāo)，如辦公室人均用能等，并依此進(jìn)行同比環(huán)比分析，找出不合理用能部門。

2、設(shè)計(jì)原則

能耗監(jiān)管平臺(tái)是一套完整的針對(duì)軌道交通運(yùn)營(yíng)單位的能源消耗進(jìn)行監(jiān)測(cè)與綜合管理的系統(tǒng)平臺(tái)，其設(shè)計(jì)遵循下列原則：

1）城市軌道交通綜合監(jiān)控系統(tǒng)的能耗管理功能，需考慮與既有能耗管理系統(tǒng)互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)全線統(tǒng)一的能源管理，并能夠?qū)Ρ拒囌镜哪芎倪M(jìn)行分類、分項(xiàng)、分戶計(jì)量，并向綜合監(jiān)控系統(tǒng)上傳各類能耗數(shù)據(jù)。

2）能耗管理系統(tǒng)對(duì)本車站主要用電負(fù)荷、用水情況分類統(tǒng)計(jì)分析，根據(jù)各用電負(fù)荷特點(diǎn)，對(duì)各種用能設(shè)備進(jìn)行節(jié)能管理分析及預(yù)留節(jié)能控制功能。

3）能耗管理系統(tǒng)可作為本車站管理層的分析、決策使用的工具，也能作為各用電、用水單位的考核工具。

4）電力監(jiān)控系統(tǒng)的各類電力儀表信息納入能耗管理系統(tǒng)，能耗管理系統(tǒng)集成于綜合監(jiān)控系統(tǒng)，由綜合監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)車站級(jí)界面顯示。

5）以地鐵車站為計(jì)量單位，實(shí)現(xiàn)車站用電、用水的總計(jì)量，同時(shí)實(shí)現(xiàn)用電分項(xiàng)計(jì)量，對(duì)各計(jì)量回路實(shí)現(xiàn)三相電壓、電流、功率因數(shù)、有功功率、無(wú)功功率、有功和無(wú)功電度、頻率等電力參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

3、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)組成

城市軌道交通能耗管理系統(tǒng)由線路級(jí)、車站級(jí)、現(xiàn)場(chǎng)級(jí)三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)組成，如圖1所示為系統(tǒng)架構(gòu)組成。

線路級(jí)系統(tǒng)設(shè)置于各線路的控制系統(tǒng)內(nèi)，綜合監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，是整個(gè)能耗管理平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的重要節(jié)點(diǎn)，能提供能耗管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行界面和歷史數(shù)據(jù)查詢服務(wù)。主要硬件設(shè)備有服務(wù)器、工作站、存儲(chǔ)設(shè)備以及通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等，用于現(xiàn)場(chǎng)能耗數(shù)據(jù)的處理、存儲(chǔ)以及通信。

車站級(jí)系統(tǒng)主要設(shè)置于各車站、車輛段基地的變電所內(nèi)及環(huán)控電控室內(nèi)，該系統(tǒng)集成在綜合監(jiān)控系統(tǒng)中，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)控系統(tǒng)的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)及水系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)節(jié)能監(jiān)視，并采集供電系統(tǒng)、動(dòng)力照明系統(tǒng)、環(huán)控系統(tǒng)等用能數(shù)據(jù)，經(jīng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)提供的傳輸通道，上傳至綜合監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)本站車站級(jí)監(jiān)視功能，并在綜合監(jiān)控界面進(jìn)行可視化展示，主要硬件由能耗管理系統(tǒng)工作站、綜合監(jiān)控通信服務(wù)器、交換機(jī)、打印機(jī)等設(shè)備組成。

現(xiàn)場(chǎng)級(jí)系統(tǒng)設(shè)置于能源管理設(shè)備房?jī)?nèi)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備以組網(wǎng)的方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、計(jì)算等處理，主要硬件由多功能表（水表、電表等）、串口服務(wù)器及相互間的通信網(wǎng)絡(luò)組成，多功能表通過(guò)雙絞線構(gòu)成的現(xiàn)場(chǎng)通信總線與綜合監(jiān)控系統(tǒng)串口服務(wù)器實(shí)現(xiàn)雙向通信。

4、系統(tǒng)軟件架構(gòu)組成及功能

能耗管理系統(tǒng)軟件負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)視軌道交通現(xiàn)場(chǎng)能耗運(yùn)行情況，并可對(duì)能耗數(shù)據(jù)（水、電）、各類電力參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。為保證能耗參數(shù)監(jiān)視的實(shí)時(shí)性，能耗軟件人機(jī)界面設(shè)計(jì)采用C/S 架構(gòu)，系統(tǒng)軟件架構(gòu)自下而上為數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、基礎(chǔ)服務(wù)層、應(yīng)用層和數(shù)據(jù)展示層，如圖2所示為能耗管理系統(tǒng)軟件組成及功能。

圖1能耗管理系統(tǒng)架構(gòu)

數(shù)據(jù)采集層

采集層主要是應(yīng)用各類傳感器（溫濕度、二氧化碳等傳感器）、智能儀表（水表、電表等）、節(jié)能終端等設(shè)備進(jìn)行對(duì)能耗數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集，對(duì)于不具備自動(dòng)采集的計(jì)量數(shù)據(jù)，可通過(guò)人工定期錄入的方式采集。主要包括：通過(guò)底層智能儀表進(jìn)行自動(dòng)采集的數(shù)據(jù)，包括用電量、用水量、空調(diào)機(jī)組送風(fēng)冷 / 熱量等。通過(guò)OPC或其他標(biāo)準(zhǔn)接口獲取的數(shù)據(jù)，包括車站內(nèi)乘客流量信息等。通過(guò)接口手動(dòng)錄入的數(shù)據(jù)，包括站廳站臺(tái)內(nèi)面積、列車營(yíng)運(yùn)時(shí)間、能源單價(jià)等。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層主要是基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)根據(jù)預(yù)先建立的環(huán)控系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、動(dòng)力照明系統(tǒng)能效評(píng)估模型，供能耗管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析評(píng)估，并對(duì)主要耗能設(shè)備（如；通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)）的運(yùn)行狀態(tài)和效率進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)管，實(shí)時(shí)評(píng)估能源利用效率，在線挖掘節(jié)能空間，為運(yùn)營(yíng)單位優(yōu)化提供建議和依據(jù)。

基礎(chǔ)服務(wù)層

基礎(chǔ)服務(wù)層主要提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)抽取及校驗(yàn)、數(shù)據(jù)報(bào)表定時(shí)生成、權(quán)限分配管理、系統(tǒng)配置、計(jì)量?jī)x表管理等各種基礎(chǔ)服務(wù)，能提供設(shè)置多級(jí)限值超限告警，并可按預(yù)設(shè)策略進(jìn)行控制，為軟件系統(tǒng)各業(yè)務(wù)模塊提供基礎(chǔ)支撐。

應(yīng)用層

該層主要包含實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、能耗統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)、能耗公示系統(tǒng)以及移動(dòng)端能耗管理系統(tǒng)，滿足能耗監(jiān)測(cè)、統(tǒng)計(jì)、分析等應(yīng)用需求。可以根據(jù)本線路的相關(guān)數(shù)據(jù)（客流人次、運(yùn)營(yíng)公里數(shù)、建筑面積、空調(diào)通風(fēng)面積等）建立線路能效評(píng)估指標(biāo)體系，可通過(guò)Web實(shí)時(shí)查看樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的指標(biāo)體系，并且能夠?qū)Ω黝惸茉丛谑褂眠^(guò)程中的重要環(huán)節(jié)提供能源平衡統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)能源損耗的超標(biāo)自動(dòng)提示與告警實(shí)時(shí)預(yù)警，為節(jié)能審計(jì)管理人員提供有關(guān)地鐵線路的能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果匯總和分析結(jié)論，自動(dòng)生成綜合能效評(píng)估報(bào)告，輔助管理人員制定進(jìn)一步的能源運(yùn)行管理策略。

數(shù)據(jù)展示層

該層是人機(jī)對(duì)話的窗口，并基于地理導(dǎo)航圖，逐級(jí)展示地鐵全線、車站/區(qū)間/車輛段、建筑樓層（如站廳層、站臺(tái)層）、設(shè)備系統(tǒng)（如通風(fēng)空調(diào)、屏蔽門、扶梯提升）的分類能源實(shí)時(shí)用能信息?？梢砸詳?shù)據(jù)、表格、曲線、餅圖、動(dòng)畫等形式展示，方便管理人員直觀了解當(dāng)前監(jiān)測(cè)對(duì)象的能耗消耗量、能耗變化趨勢(shì)、區(qū)域用能分布情況，以便管理者做出科學(xué)決策。同時(shí)，該層可以以工作站電腦、手機(jī)、平板、大屏為載體顯示終端，針對(duì)車站值班人員、運(yùn)營(yíng)維護(hù)人員、運(yùn)營(yíng)管理人員等不同類型用戶的需求及權(quán)限，配置相應(yīng)功能界面。

圖2能耗管理系統(tǒng)軟件組成及功能

5、系統(tǒng)接口與應(yīng)用

城市軌道交通綜合監(jiān)控能耗管理系統(tǒng)與供電專業(yè)、動(dòng)照專業(yè)、給排水專業(yè)等系統(tǒng)，按照雙方約定好的數(shù)據(jù)格式，如：Modbus、Modbus-RTU或Profbus DP協(xié)議等格式，向其提供能耗數(shù)據(jù)及通道檢測(cè)，并根據(jù)能耗管理系統(tǒng)收集的能耗信息，進(jìn)行能耗數(shù)據(jù)整理與分析。

與供電系統(tǒng)接口應(yīng)用

與電能質(zhì)量管理系統(tǒng)的接口應(yīng)用

綜合監(jiān)控能耗管理系統(tǒng)與供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量管理系統(tǒng)的接口，其接口位置位于車站/變電所控制室供電系統(tǒng)電能質(zhì)量管理系統(tǒng)主機(jī)通信接口處，接口類型為光纖以太網(wǎng)，如圖3所示。通過(guò)電能質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)交換機(jī)接入到綜合監(jiān)控系統(tǒng)通信服務(wù)器中，讀取開(kāi)關(guān)柜內(nèi)能耗信息，其中智能電力儀表根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)所的電壓等級(jí)、回路用途和功能進(jìn)行配置，詳細(xì)用途及功能如表1所示。

表1電量計(jì)量裝置配置

與動(dòng)照系統(tǒng)接口

綜合監(jiān)控能耗管理系統(tǒng)與動(dòng)照系統(tǒng)的接口，其接口位置位于每端通風(fēng)空調(diào)電控柜能耗子系統(tǒng)主機(jī)通信接口處，接口類型為RS485或以太網(wǎng)，如圖4所示。通過(guò)車站兩端通風(fēng)空調(diào)電控柜內(nèi)交換機(jī)，讀取車站通風(fēng)空調(diào)電控柜的能耗信息，如：三相電壓、三相電流、頻率、有功功率、無(wú)功功率、視在功率、功率因數(shù)、電度、諧波等多項(xiàng)電能參數(shù)的實(shí)時(shí)測(cè)量，并在人機(jī)界面上進(jìn)行存儲(chǔ)及顯示，詳細(xì)用途及功能如表2所示。

圖3綜合監(jiān)控系統(tǒng)與電能質(zhì)量管理系統(tǒng)的接口

圖4綜合監(jiān)控系統(tǒng)與動(dòng)照系統(tǒng)的接口

圖5綜合監(jiān)控系統(tǒng)與給排水系統(tǒng)接口

表2動(dòng)照系統(tǒng)用途功能

與給排水系統(tǒng)接口

能耗管理系統(tǒng)具備給排水系統(tǒng)監(jiān)控及節(jié)能運(yùn)行的功能，接口類型為RS485，如圖5所示。針對(duì)不同被控對(duì)象特點(diǎn)提供相應(yīng)的監(jiān)控及節(jié)能運(yùn)行方案，通過(guò)對(duì)各種環(huán)境參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)及各個(gè)能耗設(shè)備，包括但不限于：制冷機(jī)組、分水器、集水器、冷卻塔風(fēng)機(jī)的能耗計(jì)量及統(tǒng)計(jì)分析，詳細(xì)用途及功能如表3所示。

表3給排水系統(tǒng)用途功能

6、安科瑞企業(yè)能源管控系統(tǒng)概述

安科瑞企業(yè)能源管控系統(tǒng)采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)和集中管理模式，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實(shí)行集中扁平化的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理，監(jiān)測(cè)企業(yè)電、水、燃?xì)?、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況，通過(guò)數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢(shì)分析，幫助企業(yè)針對(duì)各種能源需求及用能情況、能源質(zhì)量、產(chǎn)品能源單耗、各工序能耗、工藝、車間、產(chǎn)線、班組、重大能耗設(shè)備等的能源利用情況等進(jìn)行能耗統(tǒng)計(jì)、同環(huán)比分析、能源成本分析、碳排分析，為企業(yè)加強(qiáng)能源管理，提高能源利用效率、挖掘節(jié)能潛力、節(jié)能評(píng)估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和支持。

7、應(yīng)用場(chǎng)所

鋼鐵、石化、冶金、有色金屬、采礦、醫(yī)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(yè)、木材、工業(yè)園區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、酒店、寫字樓以及汽車制造、機(jī)電設(shè)備、電器產(chǎn)品、工器具制造等離散制造業(yè)。

8、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)廠區(qū)局域網(wǎng)和平臺(tái)通訊，平臺(tái)搭建在客戶自己配置的服務(wù)器上。搭建完成之后，客戶可以在任意能與局域網(wǎng)聯(lián)通的地方，通過(guò)有權(quán)限的賬號(hào)登陸網(wǎng)頁(yè)以及手機(jī)APP查看各處的運(yùn)行情況。

系統(tǒng)可分為三層：即現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和平臺(tái)管理層。

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層：主要是連接于網(wǎng)絡(luò)中用于水、電、氣等參量采集測(cè)量的各類型的儀表等，也是構(gòu)建該配電、耗水、耗氣系統(tǒng)必要的基本組成元素。肩負(fù)著采集數(shù)據(jù)的重任，這些設(shè)備可為本公司各系列帶通訊網(wǎng)絡(luò)電力儀表、溫濕度控制器、開(kāi)關(guān)量監(jiān)測(cè)模塊以及合格供應(yīng)商的水表、氣表、冷熱量表等。

網(wǎng)絡(luò)通訊層：包含現(xiàn)場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備。智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，智能網(wǎng)關(guān)可在網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。

平臺(tái)管理層：包含應(yīng)用服務(wù)器、WEB服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，一般應(yīng)用服務(wù)器和WEB服務(wù)器可以合一配置。

平臺(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：

9、系統(tǒng)功能

平臺(tái)采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)和集中管理模式，對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實(shí)行集中扁平化的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)企業(yè)各類能源的消耗情況，通過(guò)數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢(shì)分析，幫助企業(yè)加強(qiáng)能源管理，提高能源利用效率和節(jié)能潛力，為節(jié)能改造提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

9.1平臺(tái)登錄

在瀏覽器打開(kāi)云平臺(tái)鏈接、輸入賬戶名和權(quán)限密碼，進(jìn)行登錄，防止未授權(quán)人員瀏覽有關(guān)信息。

9.2大屏展示

用戶登錄成功之后進(jìn)入大屏展示頁(yè)面，展示企業(yè)及各區(qū)域的能耗折標(biāo)、產(chǎn)值、異常、排名、占比、通訊情況，點(diǎn)擊區(qū)域展示該區(qū)域的分類能耗、產(chǎn)值等相關(guān)信息。

9.3首頁(yè)

首頁(yè)展示峰谷平用電、變壓器情況、年能耗趨勢(shì)、單耗趨勢(shì)、分類能耗等企業(yè)級(jí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

9.4數(shù)據(jù)監(jiān)控

對(duì)企業(yè)各點(diǎn)位的能源使用、報(bào)警等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。以便企業(yè)用戶能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)測(cè)各個(gè)點(diǎn)位的運(yùn)作情況，同時(shí)能更快的掌握點(diǎn)位的報(bào)警，并為企業(yè)削峰填谷、調(diào)整負(fù)載等技改措施提供數(shù)據(jù)支撐。

• 能源實(shí)時(shí)監(jiān)控：對(duì)于水、電、氣等能源消耗進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保用能環(huán)節(jié)的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，顯示配電圖、能流圖、能源平衡網(wǎng)絡(luò)圖、能源計(jì)量網(wǎng)絡(luò)圖等功能。

• 能流圖：需要在能流圖上對(duì)水、電、氣的消耗情況進(jìn)行實(shí)時(shí)展示；當(dāng)能源參數(shù)越限報(bào)警，可提供報(bào)警重要性等級(jí)分類，同時(shí)支持APP推送、手機(jī)短信、郵件、釘釘、語(yǔ)音播報(bào)、系統(tǒng)彈窗報(bào)警提示等；

• 配電圖：將配電房真實(shí)情況畫入配電圖，實(shí)時(shí)展示接入的門禁、水浸、電水氣等儀表的實(shí)時(shí)參數(shù)、門禁水浸狀態(tài)及能耗數(shù)據(jù)。

• 實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)：實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)工廠、車間、工序、設(shè)備的當(dāng)年、季度、月、周、日、班次等能耗值；

• 數(shù)據(jù)展示：通過(guò)實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線展示不同區(qū)域、不同設(shè)備的不同的能耗參數(shù)；

• 檢測(cè)：對(duì)能源報(bào)警信息進(jìn)行集中顯示，可以對(duì)報(bào)警閾值信息進(jìn)行相關(guān)處理操作，可以對(duì)報(bào)警參數(shù)進(jìn)行在線設(shè)置，當(dāng)能源參數(shù)越限報(bào)警，可提供報(bào)警重要性等級(jí)分類，具備APP推送、手機(jī)短信、郵件、釘釘、語(yǔ)音播報(bào)、系統(tǒng)彈窗等報(bào)警提示；

9.5視頻監(jiān)控

接入攝像頭，實(shí)時(shí)掌控企業(yè)內(nèi)實(shí)際情況。

9.6變壓器監(jiān)控

展示各電壓器的負(fù)載情況，從而可以為變壓器配備情況進(jìn)行科學(xué)合理的規(guī)劃。通過(guò)各種運(yùn)行參數(shù)狀態(tài)下用電效能的對(duì)比分析，找出更好的運(yùn)行模式。根據(jù)運(yùn)行模式調(diào)整負(fù)載，從而降低用電單耗，使電能損失降低。

9.7儀表實(shí)時(shí)監(jiān)控

展示各個(gè)水電氣儀表的實(shí)時(shí)參數(shù)變化，以曲線圖的方式展示。

9.8能源中控

將所有有關(guān)能源的能源參數(shù)集中在一個(gè)看板中，能從多個(gè)維度對(duì)比分析，實(shí)現(xiàn)各個(gè)產(chǎn)業(yè)線的對(duì)比，幫助領(lǐng)導(dǎo)掌控整個(gè)工廠的能源消耗，能源成本，標(biāo)煤排放等的情況。

9.9用能統(tǒng)計(jì)

從能源使用種類、監(jiān)測(cè)區(qū)域、車間、生產(chǎn)工藝、工序、工段時(shí)間、設(shè)備、班組、分項(xiàng)等維度，采用曲線、餅圖、直方圖、累積圖、數(shù)字表等方式對(duì)企業(yè)用能統(tǒng)計(jì)、同比、環(huán)比分析、實(shí)績(jī)分析，折標(biāo)對(duì)比、單位產(chǎn)品能耗、單位產(chǎn)值能耗統(tǒng)計(jì)，找出能源使用過(guò)程中的漏洞和不合理地方，從而調(diào)整能源分配策略，減少能源使用過(guò)程中的浪費(fèi)。

9.10消費(fèi)分析

統(tǒng)計(jì)各個(gè)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)（工廠、車間）的當(dāng)年、季度、月、周、日各類能源消耗費(fèi)用，其中電包括峰電量、峰電費(fèi)、谷電量、谷電費(fèi)以及平均電量和平均電費(fèi)。

9.11產(chǎn)品單耗統(tǒng)計(jì)

與企業(yè)MES系統(tǒng)對(duì)接，通過(guò)產(chǎn)品產(chǎn)量以及系統(tǒng)采集的能耗數(shù)據(jù)，在產(chǎn)品單耗中生成產(chǎn)品單耗趨勢(shì)圖，并進(jìn)行同比和環(huán)比分析。同時(shí)將產(chǎn)品單耗與行業(yè)/國(guó)家/國(guó)際指標(biāo)對(duì)標(biāo)，以便企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況來(lái)調(diào)整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。

9.12績(jī)效分析

對(duì)各類能源使用、消耗、轉(zhuǎn)換，按班組、區(qū)域、車間，產(chǎn)線、工段、設(shè)備等進(jìn)行日、周、月、年、某一時(shí)段績(jī)效統(tǒng)計(jì)按照能源計(jì)劃或定額制定的績(jī)效指標(biāo)進(jìn)行KPI比較考核，幫助企業(yè)了解內(nèi)部能效水平和節(jié)能潛力，評(píng)定能源消耗是否合理。

9.13運(yùn)行監(jiān)測(cè)

系統(tǒng)對(duì)區(qū)域、工段、設(shè)備能源消耗進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，監(jiān)測(cè)設(shè)備及工藝運(yùn)行狀態(tài)，如溫度、濕度、流量、壓力、速度等，并支持變配電系統(tǒng)一次運(yùn)行監(jiān)視。可直接從動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)平面圖快速瀏覽到所管理的能耗數(shù)據(jù)，支持按能源種類、車間、工段、時(shí)間等維度查詢相關(guān)能源用量。

9.14自定義能耗報(bào)表

用戶可通過(guò)自定義報(bào)表頭與列，靈活生產(chǎn)各種報(bào)表，查看企業(yè)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的能耗，單耗，成本，綜合能耗等信息，并同比、環(huán)比報(bào)表，支持導(dǎo)出報(bào)表。

9.15同比、環(huán)比

提供能耗成本的圖形對(duì)比分析，包括分時(shí)段（日、月、年）的同比、環(huán)比分析，分類、分時(shí)段、分項(xiàng)（地點(diǎn)、機(jī)構(gòu)、設(shè)備）統(tǒng)計(jì)圖形對(duì)比分析（柱狀圖、餅圖、堆積圖等）。

同比

環(huán)比

9.16分析報(bào)告

以年、月、日對(duì)企業(yè)的能源利用情況、線路損耗情況、設(shè)備運(yùn)行情況、運(yùn)維情況等進(jìn)行仔細(xì)的統(tǒng)計(jì)分析，讓用戶更加了解系統(tǒng)的運(yùn)行情況，并為用戶提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，方便用戶發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，從而找出改善點(diǎn)，以及針對(duì)用能情況挖掘節(jié)能潛力。

9.17能耗設(shè)備用能

監(jiān)控耗能設(shè)備運(yùn)行、停機(jī)及異常狀態(tài)，及時(shí)解決設(shè)備故障停運(yùn)導(dǎo)致無(wú)法正常生產(chǎn)。

9.18線損分析

根據(jù)節(jié)點(diǎn)、能源分類，查詢各個(gè)節(jié)點(diǎn)線路上的能源損耗數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)能量在使用過(guò)程中的跑冒滴漏和異常用能等浪費(fèi)的問(wèn)題，提醒用戶及時(shí)進(jìn)行干預(yù)。

9.19碳排放管理

按照區(qū)域?qū)μ寂欧趴偭康淖兓厔?shì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行同環(huán)比分析。對(duì)單位產(chǎn)值碳排放量進(jìn)行計(jì)算，并結(jié)合減排指標(biāo)實(shí)現(xiàn)超標(biāo)預(yù)警，提升區(qū)域減排水平，促進(jìn)碳達(dá)峰目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

9.20電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)諧波含量、三相不平衡度、功率因數(shù)等，確保功率因數(shù)不低于供電局考核指標(biāo)，避免被罰款和設(shè)備出現(xiàn)故障。

9.21運(yùn)維管理

系統(tǒng)支持設(shè)備日常巡檢計(jì)劃、派工、消缺、報(bào)修、派工等設(shè)備運(yùn)維管理，方便運(yùn)行管理人員的制定巡檢計(jì)劃、派工，巡檢人員執(zhí)行巡檢、完成工單、巡檢發(fā)現(xiàn)問(wèn)題消缺，進(jìn)行故障報(bào)修、跟進(jìn)維修進(jìn)度，滿足日常巡檢、設(shè)備維修保養(yǎng)需要。

9.22報(bào)警管理

針對(duì)于電氣正常開(kāi)展、限電和能耗雙控，實(shí)現(xiàn)電參量異常報(bào)警、電氣火災(zāi)隱患報(bào)警、能耗超標(biāo)報(bào)警、限電報(bào)警等，幫助企業(yè)提前預(yù)警，避免發(fā)生火災(zāi)事故和被罰款導(dǎo)致用能成本過(guò)高。支持分級(jí)分類報(bào)警，可對(duì)報(bào)警進(jìn)行派發(fā)與閉環(huán)處理。

9.23能耗抄表

可自定義時(shí)間段抄儀表的抄表值以及差值，可自定義抄表的分類分項(xiàng)。

9.24能耗分析自定義時(shí)間抄表

可自定義時(shí)間段內(nèi)各個(gè)拓?fù)涔?jié)點(diǎn)的能耗值，可自定義抄表能耗值的的分類分項(xiàng)。

9.25容需量報(bào)表

提供容需量報(bào)表，實(shí)時(shí)展示容量需量?jī)r(jià)格的變化情況，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)容改需，降低基本電費(fèi)。

9.26復(fù)費(fèi)率報(bào)表

對(duì)尖、峰、平、谷用電量及成本費(fèi)用進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為企業(yè)分時(shí)用電，優(yōu)化成本效益提供數(shù)據(jù)支持。

9.27文檔管理

對(duì)國(guó)標(biāo)、能源管理制度、能源指標(biāo)體系等文件進(jìn)行歸檔，可快速查詢相關(guān)文檔。對(duì)儀表臺(tái)賬進(jìn)行系統(tǒng)管理，支持文件的上傳和下載。

9.28 3D可視化大屏

對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行虛擬仿真，展示各區(qū)域運(yùn)行及能源消耗情況，可實(shí)現(xiàn)分層預(yù)覽、轉(zhuǎn)場(chǎng)展示、風(fēng)格切換、智能巡檢等效果，支持模型與監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的自定義綁定。

9.29 3D子系統(tǒng)

對(duì)各動(dòng)力子系統(tǒng)進(jìn)行虛擬仿真，展示子系統(tǒng)的動(dòng)力管線、設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)及能源消耗情況，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的能源流向效果。

9.30工業(yè)組態(tài)

可通過(guò)圖形化的編輯方式自定義組態(tài)圖，展示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及能源消耗情況，可上傳自定義素材及綁定監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

9.31自定義駕駛艙

可通過(guò)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(shù)據(jù)及各類統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)源包括API、數(shù)據(jù)庫(kù)查詢、MQTT、Excel等方式。

9.32基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

對(duì)系統(tǒng)的項(xiàng)目、探測(cè)器、設(shè)備型號(hào)、電參量、節(jié)點(diǎn)、能源、公示、及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行配置、修改、刪除等管理、進(jìn)行用戶添加和授權(quán)管理、合同管理。

9.33手機(jī)APP

APP支持Android、iOS操作系統(tǒng)，方便用戶按能源分類、區(qū)域、車間、工序、班組、設(shè)備等不同維度掌握企業(yè)能源消耗、產(chǎn)線比對(duì)、效率分析、同環(huán)比分析、能耗折標(biāo)、事件記錄、運(yùn)行監(jiān)視、異常報(bào)警、配電圖、工藝流程圖、能流圖。

9.34知識(shí)產(chǎn)權(quán)證書

10、系統(tǒng)硬件配置

11、結(jié)束

城市軌道交通能耗管理系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了軌道交通各系統(tǒng)之間的信息互聯(lián)與資源共享。通過(guò)實(shí)時(shí)的跟蹤、監(jiān)控節(jié)能措施的實(shí)施效果，以數(shù)據(jù)說(shuō)話。通過(guò)各類用電分析和節(jié)能效果評(píng)估報(bào)表客觀、準(zhǔn)確了解情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的新問(wèn)題并找到合理的解決措施，不斷完善解決方案或提出新的解決方案，以提升城市軌道交通運(yùn)營(yíng)單位的節(jié)能管理水平，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)單位節(jié)能管理工作的持續(xù)改進(jìn)并達(dá)到規(guī)劃的節(jié)能效果。

參考文獻(xiàn)

[1]一種城市軌道交通的能耗管理系統(tǒng)設(shè)計(jì).龐家治.

[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與選型手冊(cè).2022.05版.

[3]安科瑞企業(yè)能源管控平臺(tái).2020.08版.

作者簡(jiǎn)介:任運(yùn)業(yè)，男，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)楣I(yè)能源管理系統(tǒng)。