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淺談電能管理系統在智能軌道交通中的設計與應用

文章更新時間：2023-03-28　點擊量：525

摘要：城市軌道交通可以填補市民出行方式的空缺，其運行需要持續的電能支持。為了為軌道交通創造穩定的運行環境，為了實現高質量的電能供應，迫切需要建立相應的電能管理系統。本文以相應的電能管理系統為基礎，對其運行機制進行了分析，并提出了增強電能管理系統運行效率的有針對性方案。

關鍵字：軌道交通；電力建設；質量管理系統；評估機制；

雖然各種交通方式穿梭于城市的每一條街道，但軌道交通是理想的。在低碳環保時代，其地位尤為突出，不僅可以顯著降低能耗，還具有更強的運輸能力。這也提醒我們，要注意軌道交通的建設。

一研究現狀

整車的運行需要從牽引機上獲得動力，所以這也是用電比例*大的一個環節。此外，不同的氣候要求列車調節溫度，所以空調系統緊隨其后。然后，照明等環節也需要一定的電量，但占比很小。詳見圖1。

圖1軌道交通各內部環節的能耗情況

總體而言，電能質量不可能在很長一段時間內達到高質量水平，具體如下：①由于列車用電的特殊性和內部部件的影響，整體電流和電壓波動，兩者都是電能質量的因素，必然會導致電能質量的下降；②列車內含有豐富的PLC，作為一種工業計算機，當電力系統發生波動時，普通質量的電能將難以應用。

二架構設計

電能監管系統采用C/S架構實現系統功能，通過車站/停車場的FEP采集EMS電能數據和BAS電能數據，定期通過電能監管系統服務器程序查詢FEP采集電能數據；通過ISCS系統采集，將PSCADA子系統的電能數據記錄在當地數據庫中。采集各車站和停車場的電能數據后，存儲在當地實時數據庫中，實時同步到中央歷史數據庫。通過分析和統計中央歷史數據庫中的全線電能數據，實現了全線級統計和報表生成。

圖2電能監管系統

站內FEP從EMS和BAS子系統中收集電能數據。EmsAgent從FEP獲取能量數據后，傳輸到MicsRdbAgent。MicsRdbAgent處理電能數據，根據行業規則生成報警和事件，并將報警發送到MicsAlarmAgent模塊，并將事件發送到MicsDataAgent模塊。MicsAlarmAgent模塊負責將報警推送到工作站，并將報警數據記錄到工作站數據庫中。MicsDatagent負責運行為

三具體應用

在以往的檢測模式下，軌道管理部門需要一定時間才能接收到檢測部門獲得的信息，這意味著信息傳輸明顯滯后。信息技術引入后，全新的管理系統可以第一時間將當前獲得的數據傳輸給軌道部門。此后，相關人員可以根據實時信息控制整個運輸系統，創造更穩定的軌道交通運行環境。

1電能質量統計與分析

通過功能層面的討論，可以將管理系統分為兩個層次：①監控。這個環節需要依靠遠程終端。電能評估可以從兩個方面考慮，一個是電壓，一個是電流。因此，終端必須獲得上述兩個方面的實時信號。為了更直觀地呈現在用戶面前，還可以轉換它，最終形成相應的波形圖。顯然，這是一個多環節協調的過程，所以自然有很多模塊被設計出來。除了基本的采集模塊，還需要配備圖形處理、傳輸等模塊。當然，從細節上分析，遠程監控不僅僅是電壓和電流監控那么簡單，還涉及到諧波、頻率等具體內容。②分析。獲得上述信息后，系統可以基于此進行具體分析。綜合衡量各項指標，*最終判斷電能的具體情況，然后第一時間將收益結果傳遞給用戶。詳見圖3。

圖3電能質量系統運行流程圖

數字技術的深入進步為電能質量分析創造了更多的可能性。基于這項技術的衍生方法有很多，可以分為以下三種:

①頻域分析法，涉及的參數包括頻率掃描、混合諧波潮流等內容；②時域分析法，這是一種常見的方法，環節簡單，運行效率高，可以直接分析波形，為用戶呈現直觀的結果；③以傅里葉轉換為首的轉換方法。

2電能質量評估

從功能角度來看，質量管理系統的服務對象是電能，具體涉及諧波、偏差等環節。通過監控接入點，可以在第一時間獲取相應的信息，并同時傳輸給用戶。根據各種電能質量評估案例，有兩種方法:①有針對性地對單項指標進行分析；②全面分析多個指標。

圖4.png

圖4電能質量評估環節

以圖4為基礎，從上到下分析各個環節。在數據采集方面，需要借助遠程終端來實現。此時可以獲得諧波、偏差等各種所需指標，這是后續環節的基礎，對監控的準確性提出了嚴格的要求。然后，我們將從兩個方面進行分析。如果我們逐一分析各項指標，可以稱之為單向指標評價環節；此外，各項指標*最終需要形成一個整體，因此綜合評價是bu可huo缺的，這是綜合評價環節。*最后，綜合評價兩個維度，可以得到更完善的評價結果，這是評價的實際環節。

引入層次分析法，可以高效評估電能質量。具體流程如下:選擇所需測量的指標，逐一授權，然后在此基礎上引入模糊的數學方法，最終實現全面評價。同時，在權重的確定上，采用了區間數接近法。此時，有必要引入直屬權利理論，這樣可以在不受人為因素干擾的情況下獲得更理想的權重數據。過去，在收集各種指標的過程中，市場伴隨著間歇現象，引入新方法后，可以獲得更理想的連續性，使評估結果更加準確。

3智能數據展示和預警

需要充分肯定的是，無論是與電能質量相關的參數，還是具體的能耗情況，電能質量管理系統都具有優異的動態性，在這個系統的作用下都能很好地呈現出來。它的時效性更理想，數據顯示更直觀。對于軌道系統工作者來說，他們不需要花很多心思，只需要根據呈現的內容對具體的電能情況有深刻的了解。

系統采集設備狀態事件信息產生報警事件，報警信息包括通信故障、設備故障、2進線失壓段相、2進線相序錯誤、過載報警、電流不平衡等信息。報警信息根據等級顯示不同的顏色，不同等級的報警播放不同的報警聲音。報警發生時，報警欄顯示設備報警信息，報警關閉時，報警欄刪除相應報警。報警處理流程如圖5所示。

圖5

四安科瑞Acrel-3000WEB電能管理解決方案

1概述

用戶端消耗整個電網80%的電能，用戶端智能用電管理對用戶的可靠性、安全性和節能性具有重要意義。構建智能用電服務體系，全面推廣用戶端智能儀器、智能用電管理終端等設備用電管理解決方案，實現電網與用戶的雙向良性互動。用戶端急需解決的研究內容主要包括:先進的計算、智能建筑、智能電器、增值服務、客戶用電管理系統、需求側管理等課題。

通過對用戶端用電情況的細分和統計，安科瑞Acrel-3000WEB電能管理解決方案通過直觀的數據和圖表向管理者或決策層展示了各分項用電情況，便于找出高能耗點或不合理的能耗習慣，有效節約電能，為用戶進一步節能改造或設備升級提供準確的數據支持。

2應用場所

（1）辦公建筑(商務辦公、大型公共建筑等)；

（2）商業建筑(商場、金融機構等)；

（3）旅游建筑(酒店、娛樂場所等)；

（4）科教文衛建筑(文化、教育、科研、醫療衛生、體育建筑等)；

（5）通信建筑(郵電、通信、廣播、電視、數據中心等)；

（6）運輸建筑(機場、車站、碼頭建筑等)。).

3系統結構

結構.png