安科瑞 陳聰

摘 要:為響應國家雙碳戰(zhàn)略，文章首先分析城市軌道交通車站能耗管控現(xiàn)狀、環(huán)境特點和技術不足，針對車站內傳統(tǒng)的能耗統(tǒng)計管理存在周期長、人力物力耗費大、風水系統(tǒng)無智能化聯(lián)動，電表、水表出現(xiàn)故障時不能及時發(fā)現(xiàn)和處理等問題，研究并提出車站智慧能耗管理系統(tǒng)架構、網(wǎng)絡架構和功能架構，通過該系統(tǒng)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(jié)能管理、監(jiān)測數(shù)據(jù)采集、聯(lián)動系統(tǒng)控制等策略，在提升車站智慧化水平的同時實現(xiàn)車站節(jié)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(tài)化形勢下，車站設備使用強度和頻率呈現(xiàn)不規(guī)律性，該管理系統(tǒng)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(zhàn)略;能耗管理;節(jié)能

1 、背景

隨著城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)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(tǒng)的“單元”，能耗管理效應的發(fā)揮主要從“車站”人手。同時，為助推國家雙碳戰(zhàn)略目標實施，文章結合《中國城市軌道交通智慧城軌發(fā)展綱要》及應用需求，以能耗管理智能化為主線，研究節(jié)能降耗關鍵技術，搭建車站能耗管理系統(tǒng)。

通常情況下，車站內空調系統(tǒng)(大系統(tǒng)和空調水系統(tǒng))能耗占整個車站常規(guī)用電的 50%以上，尤其在制冷季節(jié)，甚至達到 60%~80%。在前期設計階段，空調系統(tǒng)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(tǒng)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(guī)控制策略存在較大的能源浪費[司。傳統(tǒng)的能耗統(tǒng)計管理方法無法實現(xiàn)車站電梯系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、環(huán)控設備、屏蔽門系統(tǒng)、自動售檢票系統(tǒng)、消防設備等的用電量檢測以及車站主供水管路、衛(wèi)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(yè)開展了各類節(jié)能技術的產(chǎn)品應用，如變頻空調技術、LED 照明技術、空調溫度智能調節(jié)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(jié)能降耗的目的。部分車站在現(xiàn)場加裝智能電表和水表，通過遠程通信實現(xiàn)與能耗管理系統(tǒng)后臺的對接，并對車站內用電、用水量進行統(tǒng)計分析，以輔助實現(xiàn)節(jié)能控制。這些舉措雖然提高了車站對各專業(yè)能源使用的監(jiān)視效率，但各專業(yè)能耗管理相對分散、獨立，尚未深人開展對各專業(yè)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(xiàn)狀，研究城市軌道交通能耗管理系統(tǒng)架構及針對性的能耗管理策略，實現(xiàn)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(xiàn)車站節(jié)能增效。

2、車站能耗現(xiàn)狀分析

2.1 能耗管理需求

城市軌道交通車站內傳統(tǒng)的能耗統(tǒng)計管理存在周期長，風水系統(tǒng)無智能化聯(lián)動，電表、水表出現(xiàn)故障時不能及時發(fā)現(xiàn)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(shù)據(jù)重復統(tǒng)計修正、無法實時統(tǒng)計、上報數(shù)據(jù)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(yōu)化空間。因此，迫切需要一套智慧能耗管理系統(tǒng)，實現(xiàn)各類能源的節(jié)能管理與管控，對風、水、電及其他能源消耗進行實時監(jiān)控，對能源消耗規(guī)律及趨勢進行分析并提供數(shù)據(jù)支撐，以制定科學合理的節(jié)能策略。

2.2 站點環(huán)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(fā)展、沿線人口增長、換乘站點增多后，客流量將出現(xiàn)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(fā)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(tǒng)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(tǒng)的遠期熱負荷，增加空調系統(tǒng)能耗。

2.3 現(xiàn)有控制技術缺陷

(1)冷源系統(tǒng)運行與風系統(tǒng)舒適度脫節(jié)。站內不同區(qū)域對空調的需求量各不相同，而且隨著人流量、季節(jié)、天氣、時間等因素的變化，空調的負荷需求也動態(tài)變化。常規(guī)的冷源群控系統(tǒng)與風控系統(tǒng)一般獨立設計、獨立運行，水系統(tǒng)與風系統(tǒng)的運行信息沒有互通互聯(lián)。供應側的運行無法參考需求側的信息，系統(tǒng)一定程度上處于“盲控”狀態(tài)，人工或常規(guī)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(xù)保證。

(2)未采用有效的變流量控制。暖通水系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)全年運行的時間占比不到 20%，大部分時段系統(tǒng)都處于部分負荷，系統(tǒng)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(tǒng)工況復雜，節(jié)能難度高。站內風水系統(tǒng)涉及冷主機、冷凍循環(huán)泵、冷卻循環(huán)泵、冷卻塔以及多臺風機設備，實際運行環(huán)境下的設備運行組合表現(xiàn)為空調系統(tǒng)的運行能耗。常規(guī)的群控系統(tǒng)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(lián)動智能控制單元，全時段、全自動地對空調系統(tǒng)運行進行優(yōu)化。

(4)設備運行維護缺乏決策支持系統(tǒng)。車站空調系統(tǒng)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(tǒng)的能效水平和穩(wěn)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(yè)的系統(tǒng)設計、現(xiàn)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(tǒng)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(tài)化的背景下，車站設備使用強度和頻率呈現(xiàn)不規(guī)律性，因此需要結合實際需求，構建智慧能耗管理系統(tǒng)，實現(xiàn)主要高能耗設備系統(tǒng)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(tǒng)以綜合監(jiān)管為核心，利用圖像高度可視化，直觀準確地對各系統(tǒng)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(tǒng)計數(shù)據(jù)庫，提供各項信息服務并進行數(shù)據(jù)分析;建立趨勢分析預案，豐富充實本地化信息數(shù)據(jù)庫;同時可利用數(shù)字化智能監(jiān)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(xiàn)設備與信息的高度共享與智能決策。

3、智慧能耗管理系統(tǒng)架構

智慧能耗管理系統(tǒng)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(huán)境與設備監(jiān)控系統(tǒng)(BAS)深度聯(lián)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(shù)據(jù)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(tǒng)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(shù)據(jù)匯總到采集箱內進行集中處理。

(3)智慧能耗管理系統(tǒng)可通過BAS系統(tǒng)獲取城市軌道交通設備的運行狀態(tài)及數(shù)據(jù)，并將相關能源管控策略通過BAS系統(tǒng)下達至各系統(tǒng)設備實現(xiàn)合理控制。

3.1 系統(tǒng)架構

智慧能耗管理系統(tǒng)主要對能耗設備進行信息采集、監(jiān)控，根據(jù)能耗數(shù)據(jù)分析挖掘有針對性的節(jié)能降耗策略，與設備系統(tǒng)聯(lián)動控制，從而達到節(jié)能降耗的效果。根據(jù)城市軌道交通列車早、晚發(fā)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(tǒng)配置控制策略并執(zhí)行節(jié)能控制。通過采集不同區(qū)域、不同設備的能耗相關數(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)支撐。智慧能耗管理系統(tǒng)架構分為5層:基礎層、網(wǎng)絡層、平臺層、應用層、展現(xiàn)層。每層之間通過制定接口協(xié)議對接，如圖1所示。

圖1系統(tǒng)架構圖

(1)基礎層。作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)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(wǎng)絡層。作為整個系統(tǒng)網(wǎng)絡傳輸設備的組成部分，提供系統(tǒng)運行的通信和運行環(huán)境。

(3)平臺層。主要為系統(tǒng)做接口，通過為數(shù)據(jù)提供接口將各設備數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)庫中。系統(tǒng)主站與測量儀表之間通過現(xiàn)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(jiān)控、管理，制定節(jié)能策略，如用電量監(jiān)控管理、用水量監(jiān)控管理等。

(5)展現(xiàn)層。作為與用戶交互的終端，如應用軟件、Web 端網(wǎng)頁等。

3.2 網(wǎng)絡架構

車站智慧能耗管理系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡架構如圖 2 所示，通過通信網(wǎng)絡(根據(jù)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(yè)系統(tǒng)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(tài)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(shù)據(jù)，然后通過網(wǎng)絡交換機接入車站內局域網(wǎng)，進一步傳輸至車站能耗管理服務器，在智慧能耗管理系統(tǒng)上將監(jiān)測與數(shù)據(jù)分析結果進行可視化展示。

圖2網(wǎng)絡拓撲圖

3.3 功能架構

智慧能耗管理系統(tǒng)具備各種能耗設備的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測、統(tǒng)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(shù)據(jù)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(tài)，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(jiān)測。該功能可實現(xiàn)能源使用全過程精細化監(jiān)測管理，實現(xiàn)能源消耗狀態(tài)的可視化、監(jiān)測實時化，通過分類分項能耗監(jiān)測、設備能耗監(jiān)測、區(qū)域能耗監(jiān)測，綜合的將車站能耗清晰展示于系統(tǒng)中，如各條支路的耗電量、功率等參數(shù)，水管的跑冒滴漏等狀態(tài)。

(2) 數(shù)據(jù)統(tǒng)計查詢。運行過程中會產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)信息，系統(tǒng)基于完善的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)對歷史數(shù)據(jù)信息的快速查詢;同時，可顯示全車站不同區(qū)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(huán)境參考因素形成對比，根據(jù)相應環(huán)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(xiàn)配電回路、用能設備單位時間的能耗監(jiān)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(tǒng)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(jiān)測報警。

(4)能源數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)分析是智慧能耗管理系統(tǒng)的核心功能，針對各類能源的消耗過程，該功能以能耗數(shù)據(jù)為基礎，通過與機電設備監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換，分析現(xiàn)場室內外環(huán)境狀態(tài)、設備實時能耗數(shù)據(jù)等信息，建立能耗數(shù)據(jù)分析模型，并自動對比歷史數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)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(yōu)化節(jié)能控制策略，達到優(yōu)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(shù)據(jù)庫中的歷史、實時數(shù)據(jù)，根據(jù)日常辦公、管理需求，提供能耗統(tǒng)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(tǒng)提供的一項系統(tǒng)概覽功能，可以根據(jù)管理需求，以各類圖表的方式從時間、空間、統(tǒng)計的維度直接呈現(xiàn)整體能耗、各分類分項能耗及能耗趨勢等信息，可實現(xiàn)同比、環(huán)比能耗對比和趨勢分析，也可呈現(xiàn)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(yè)務特點，智慧能耗管理系統(tǒng)在用電、用水、用熱方面與設備系統(tǒng)聯(lián)動控制，設計專項節(jié)能策略以達到智慧化節(jié)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(yōu)化以確定更加優(yōu)化的節(jié)能控制方案。車站能耗管理的專業(yè)包括:冷熱源、暖通空調、新風、水泵、電熱設備、照明系統(tǒng)、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(qū)照明、工作區(qū)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(jù)不同的管理單位進行分類設置;通風空調系統(tǒng)用電可按照生產(chǎn)工作區(qū)域、乘客服務區(qū)域、設備機房區(qū)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(tǒng)漏損情況，在供暖管網(wǎng)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(jié)閥，同時在地暖總管位置加裝電動調節(jié)閥，以便根據(jù)供熱負荷實時調節(jié)達到節(jié)能的目的。

4.2 節(jié)能控制策略

以車站能耗系統(tǒng)給排水系統(tǒng)、空調系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)為例進行節(jié)能控制策略分析。

(1)給排水系統(tǒng)節(jié)能控制策略。對車站、區(qū)間各種水泵(包括集水井、污水坑、電梯基坑等)均采用液位監(jiān)控和自動控制，通過控制水泵的運行方式、臺數(shù)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(xiàn)對給排水系統(tǒng)優(yōu)化控制。

(2)空調系統(tǒng)節(jié)能控制策略?？照{子系統(tǒng)通過采集各個暖通設備的運行信息，完成對控制系統(tǒng)設備的修復及增補，可實現(xiàn)暖通項目的監(jiān)控與計量、各關鍵數(shù)據(jù)的報警以及數(shù)據(jù)信息的記錄統(tǒng)計。增設室外微型氣象站監(jiān)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(shù)據(jù)作為空調控制系統(tǒng)、新風控制系統(tǒng)的控制依據(jù)，通過空調機理變量、環(huán)境變量、冷熱水循環(huán)效率、冷熱源負荷能效模型優(yōu)化空調運行管理效率。此外，結合車站列車到發(fā)時間、區(qū)域客流情況，對車站的組合式空調進行預調節(jié)和區(qū)域定向調節(jié)。

(3)智能照明節(jié)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(qū)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(tài)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(lián)面板以實現(xiàn)更加靈活的控制方式。在車站部分區(qū)域設置照度傳感器，對受控區(qū)域的照明回路進行細化，可根據(jù)采光度調整相應照明區(qū)域光照強度，根據(jù)列車運行時間段及客流量進行分區(qū)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(xiàn)照明節(jié)能。

5、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)采用自動化、信息化技術和集中管理模式，對企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理，監(jiān)測企業(yè)電、水、燃氣、蒸汽及壓縮空氣等各類能源的消耗情況，通過數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助企業(yè)針對各種能源需求及用能情況、能源質量、產(chǎn)品能源單耗、各工序能耗、工藝、車間、產(chǎn)線、班組、重大能耗設備等的能源利用情況等進行能耗統(tǒng)計、同環(huán)比分析、能源成本分析、碳排分析，為企業(yè)加強能源管理，提高能源利用效率、挖掘節(jié)能潛力、節(jié)能評估提供基礎數(shù)據(jù)和支持。

6、應用場所

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、學校、酒店、寫字樓以及汽車制造、機電設備、電器產(chǎn)品、工器具制造等離散制造業(yè)。

7、系統(tǒng)結構

現(xiàn)場通過廠區(qū)局域網(wǎng)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(wǎng)聯(lián)通的地方，通過有權限的賬號登陸網(wǎng)頁以及手機APP查看各處的運行情況。

系統(tǒng)可分為三層：即現(xiàn)場設備層、網(wǎng)絡通訊層和平臺管理層。

現(xiàn)場設備層：主要是連接于網(wǎng)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(tǒng)必要的基本組成元素。肩負著采集數(shù)據(jù)的重任，這些設備可為本公司各系列帶通訊網(wǎng)絡電力儀表、溫濕度控制器、開關量監(jiān)測模塊以及合格供應商的水表、氣表、冷熱量表等。

網(wǎng)絡通訊層：包含現(xiàn)場智能網(wǎng)關、網(wǎng)絡交換機等設備。智能網(wǎng)關主動采集現(xiàn)場設備層設備的數(shù)據(jù)，并可進行規(guī)約轉換，數(shù)據(jù)存儲，并通過網(wǎng)絡把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務器，智能網(wǎng)關可在網(wǎng)絡故障時將數(shù)據(jù)存儲在本地，待網(wǎng)絡恢復時從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務器端數(shù)據(jù)不丟失。

平臺管理層：包含應用服務器、WEB服務器和數(shù)據(jù)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(tǒng)功能

平臺采用自動化、信息化技術和集中管理模式，對企業(yè)的生產(chǎn)、輸配和消耗環(huán)節(jié)實行集中扁平化的動態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)化管理。實時監(jiān)測企業(yè)各類能源的消耗情況，通過數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助企業(yè)加強能源管理，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)。

8.1平臺登錄

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。

8.2大屏展示

用戶登錄成功之后進入大屏展示頁面，展示企業(yè)及各區(qū)域的能耗折標、產(chǎn)值、異常、排名、占比、通訊情況，點擊區(qū)域展示該區(qū)域的分類能耗、產(chǎn)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(yè)級統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

8.4數(shù)據(jù)監(jiān)控

對企業(yè)各點位的能源使用、報警等情況進行實時的監(jiān)控。以便企業(yè)用戶能夠實時的監(jiān)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(yè)削峰填谷、調整負載等技改措施提供數(shù)據(jù)支撐。

• 能源實時監(jiān)控：對于水、電、氣等能源消耗進行實時監(jiān)測，確保用能環(huán)節(jié)的持續(xù)穩(wěn)定運行，顯示配電圖、能流圖、能源平衡網(wǎng)絡圖、能源計量網(wǎng)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(shù)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(tǒng)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(shù)、門禁水浸狀態(tài)及能耗數(shù)據(jù)。

  • 實時統(tǒng)計：實時統(tǒng)計工廠、車間、工序、設備的當年、季度、月、周、日、班次等能耗值；

  • 數(shù)據(jù)展示：通過實時曲線和歷史曲線展示不同區(qū)域、不同設備的不同的能耗參數(shù)；

• 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(shù)進行在線設置，當能源參數(shù)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(tǒng)彈窗等報警提示；

8.5視頻監(jiān)控

接入攝像頭，實時掌控企業(yè)內實際情況。

8.6變壓器監(jiān)控

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(guī)劃。通過各種運行參數(shù)狀態(tài)下用電效能的對比分析，找出更好的運行模式。根據(jù)運行模式調整負載，從而降低用電單耗，使電能損失降低。

8.8儀表實時監(jiān)控

展示各個水電氣儀表的實時參數(shù)變化，以曲線圖的方式展示。

8.8能源中控

將所有有關能源的能源參數(shù)集中在一個看板中，能從多個維度對比分析，實現(xiàn)各個產(chǎn)業(yè)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。

8.9用能統(tǒng)計

從能源使用種類、監(jiān)測區(qū)域、車間、生產(chǎn)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(shù)字表等方式對企業(yè)用能統(tǒng)計、同比、環(huán)比分析、實績分析，折標對比、單位產(chǎn)品能耗、單位產(chǎn)值能耗統(tǒng)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。

8.10.成本分析

統(tǒng)計各個監(jiān)測節(jié)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。

8.11產(chǎn)品單耗統(tǒng)計

與企業(yè)MES系統(tǒng)對接，通過產(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)品單耗趨勢圖，并進行同比和環(huán)比分析。同時將產(chǎn)品單耗與行業(yè)/國家/國際指標對標，以便企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況來調整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。

8.12績效分析

對各類能源使用、消耗、轉換，按班組、區(qū)域、車間，產(chǎn)線、工段、設備等進行日、周、月、年、相應時段績效統(tǒng)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(yè)了解內部能效水平和節(jié)能潛力，評定能源消耗是否合理。

8.13運行監(jiān)測

系統(tǒng)對區(qū)域、工段、設備能源消耗進行數(shù)據(jù)采集，監(jiān)測設備及工藝運行狀態(tài)，如溫度、濕度、流量、壓力、速度等，并支持變配電系統(tǒng)一次運行監(jiān)視?？芍苯訌膭討B(tài)監(jiān)測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、時間等維度查詢相關能源用量。

8.14自定義能耗報表

用戶可通過自定義報表頭與列，靈活生產(chǎn)各種報表，查看企業(yè)各個節(jié)點的能耗，單耗，成本，綜合能耗等信息，并同比、環(huán)比報表，支持導出報表。

8.15同比、環(huán)比

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(huán)比分析，分類、分時段、分項（地點、機構、設備）統(tǒng)計圖形對比分析（柱狀圖、餅圖、堆積圖等）。

同比

環(huán)比

8.16分析報告

以年、月、日對企業(yè)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(tǒng)計分析，讓用戶更加了解系統(tǒng)的運行情況，并為用戶提供數(shù)據(jù)基礎，方便用戶發(fā)現(xiàn)設備異常，從而找出改善點，以及針對用能情況挖掘節(jié)能潛力。

8.18能耗設備用能

監(jiān)控耗能設備運行、停機及異常狀態(tài)，及時解決設備故障停運導致無法正常生產(chǎn)。

8.18線損分析

根據(jù)節(jié)點、能源分類，查詢各個節(jié)點線路上的能源損耗數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)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。

8.19碳排放管理

按照區(qū)域對碳排放總量的變化趨勢進行統(tǒng)計，并進行同環(huán)比分析。對單位產(chǎn)值碳排放量進行計算，并結合減排指標實現(xiàn)超標預警，提升區(qū)域減排水平，促進碳達峰目標實現(xiàn)。

8.20電能質量監(jiān)測

實時監(jiān)測諧波含量、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，避免被罰款和設備出現(xiàn)故障。

8.21運維管理

系統(tǒng)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(zhí)行巡檢、完成工單、巡檢發(fā)現(xiàn)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(yǎng)需要。

8.22報警管理

針對于電氣正常開展、限電和能耗雙控，實現(xiàn)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(yè)提前預警，避免發(fā)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(fā)與閉環(huán)處理。

8.23能耗抄表

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。

8.24能耗分析自定義時間抄表

可自定義時間段內各個拓撲節(jié)點的能耗值，可自定義抄表能耗值的的分類分項。

8.25容需量報表

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(yè)實現(xiàn)容改需，降低基本電費。

8.26復費率報表

對尖、峰、平、谷用電量及成本費用進行統(tǒng)計分析，為企業(yè)分時用電，優(yōu)化成本效益提供數(shù)據(jù)支持。

8.28文檔管理

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(tǒng)管理，支持文件的上傳和下載。

8.28 3D可視化大屏

對場景進行虛擬仿真，展示各區(qū)域運行及能源消耗情況，可實現(xiàn)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(jiān)測點位的自定義綁定。

8.29 3D子系統(tǒng)

對各動力子系統(tǒng)進行虛擬仿真，展示子系統(tǒng)的動力管線、設備的實時狀態(tài)及能源消耗情況，可實現(xiàn)動態(tài)的能源流向效果。

8.30工業(yè)組態(tài)

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

8.31自定義駕駛艙

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(shù)據(jù)及各類統(tǒng)計數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)源包括API、數(shù)據(jù)庫查詢、MQTT、Excel等方式。

8.32基礎數(shù)據(jù)管理

對系統(tǒng)的項目、探測器、設備型號、電參量、節(jié)點、能源、公示、及相關參數(shù)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。

8.33手機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、設備等不同維度掌握企業(yè)能源消耗、產(chǎn)線比對、效率分析、同環(huán)比分析、能耗折標、事件記錄、運行監(jiān)視、異常報警、配電圖、工藝流程圖、能流圖。

8.34知識產(chǎn)權證書

9、系統(tǒng)硬件配置

10、結束語

碳達峰、碳中和戰(zhàn)略對城市軌道交通行業(yè)既是挑戰(zhàn)更是實現(xiàn)高質量發(fā)展的機遇，文章以智慧賦能城市軌道交通車站節(jié)能降碳為目標，提出智慧能耗管理系統(tǒng)架構及功能，通過物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)對風、水、電、熱、氣等各類能源的實時數(shù)據(jù)采集及監(jiān)視，通過對能源消耗規(guī)律及趨勢分析制定合理科學的節(jié)能策略，終實現(xiàn)對車站能源的綜合節(jié)能管理與管控。智慧能耗管理系統(tǒng)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(jié)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(yè)開展綠色城市軌道交通落地實踐。

參考文獻

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