地铁节能减排措施

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地铁节能减排措施范文第1篇

【关键词】能耗管理；节能

1.前言

1.1背景

随着中国经济的发展，能源问题日益突出，节能减排作为国家可持续发展的重要举措被提升到战略高度，在国务院发表的《节能减排“十二五”规划》提到，在2015年，单位工业增加值（规模以上）能耗比2010年下降21%左右，我国当前有19个城市建成轨道交通线路多达87条，运营里程超过2539公里，地铁是城市内的能耗大户，尤其是电能的消耗，占地铁运营成本的比例很高，因此，针对地铁各主要用电设备的运行工况、损耗情况以及电特性等进行分析，研究科学有效的节能措施，是降低运营成本，提供地铁可持续发展能力的重要途径。

1.2地铁能耗问题

地铁行业能耗节能主要遇到的问题有

1）线路能耗呈持续增长的趋势，地铁线路的持续建设的导致能耗继续增加，电费的成本急剧增加；

2）能耗统计监测体系不完善，地铁车站分项节能应用不普遍，现有的能耗统计数据较粗，准确性差，且由于技术手段缺乏，统计分析和节能效果的评估方法欠缺；

3）缺乏标准的能耗指标，需要结合地铁运营特点建立能耗的指标体系，并在此基础上制定合理的考核标准；

4）缺乏标准化的节能效果评价指标，需要建立适合地铁行业的定量评价与定性评价相结合的节能效果评价指标体系。

2、能耗管理系统设计

2.1 设计目标

能耗管理系统旨在建立车站精确的能耗监测管理平台，为用户科学用能、合理用能、节能管理提供支持，系统设计的主要目标有：

1）建立车站能耗采集平台，提供各个分项能耗数据采集、统计、存储功能，为能耗管理提供数据依据；

2）建立能耗统计和分析系统，为科学用能、合理用能、节能管理提供支持。

3）提供外部节能设备控制接口和节能策略管理，通过科学手段减少不必要的能源浪费，最终达到节能的目的。

4）依照地铁运营能耗数据的分析，建立能耗的指标体系和制定相应的考核标准。

5）建立定量评价与定性评价相结合的节能效果评价指标体系；

2.2 系统构成

能耗管理系统通过能耗数据监测采集、能耗管理指标的量化管理、节能控制和综合分析应用三大模块进行设计，对地铁线路各车站不同专业设备（包含牵引系统、照明系统、通风空调系统、电扶梯等）的能耗数据、环境设备参数、客流参数进行实时采集检测，建立起适合地铁运营的各类能耗评估指标、管理流程和各个节能项目效果的评价指标。

2.3 能耗采集模块

实时能耗采集模块实现实时能耗数据的采集，作为系统整个平台能耗数据的来源和支撑，它的功能主要有：

1）通过通讯接口的方式实时采集布置在车站现场各电能仪表的能耗数据信息，主要包括以下系统设备的实时能耗数据：牵引供电系统、通风空调、电扶梯、照明、给排水、弱电系统等；

2）通过与环境与控制设备系统的通讯接口采集环境参数、设备参数；

3）通过与自动售检票系统的通讯接口采集车站客流信息。 能耗数据采集的网络拓扑示意图：

图 3：能耗数据采集的网络拓扑示意图

2.2指标量化管理模块

指标量化管理模块对各类供电负荷制定用电指标，实时监测用电情况，通过横向和纵向的用电分析比较，从而建立如下指标体系：

1）建立合理的节电考核指标体系；

2）建立适用于地铁行业统一的能耗指标体系来评估各类设备的能耗系数；

3）建立适用于地铁行业统一的节能效果评价指标体系来指导如何进行高效的节能。

2.3节能控制模块

对车站各类用电设备的能耗统计和能耗节能分析模型，以及综合考虑行车密度、进出站客流、环境参数（温度、湿度等）、服务质量因素，对环境设备的参数进行调优，产生节能优化策略，并且通过与环控系统的通讯接口下发该节能优化策略，实现节能的优化控制。

2.4综合分析应用模块

综合分析应用模块依照车站现场采集的实时能耗数据信息作为依据，提供如下综合分析应用：

1）提供实时能耗显示图形界面和能耗趋势曲线显示；

2）提供用电数据汇总平台，从多个维度展现地铁运营能耗的分布情况；

3）提供电能费用的分析平台，满足各项能耗指标的考核要求；

4）提供各类能耗预警功能，帮助运营人员及时发现用电问题。

5）提供节能设备控制和节能策略的管理，并且对各项节能策略的能耗效果的进行多维分析和评估。

3、总结

地铁能耗管理是地铁运营过程面临的重大问题，能耗管理系统的必须从设计目标和功能划分就考虑地铁运营的需求，能耗系统远期更应该考虑与节能控制结合，实现能耗的采集，管理，控制完整的地铁能耗控制管理流程。

参考文献

地铁节能减排措施范文第2篇

【关键词】地铁能源管理，系统设计

中图分类号： N945.23文献标识码： A 文章编号：

一．前言

地铁是高技术、高造价、高运营成本的地下交通。目前在世界范围内，除香港地铁之外，地铁都是一个高亏损、高补贴的行业。以某地铁1号线为例，该地铁线路自投入运行以来，仅电费一项就占运营直接成本的20%。为了降低运营成本，某地铁运营公司从各个方面和环节采取节能措施，但由于没有能耗数据的支撑和全面系统化的能源管理手段，深入节能挖潜工作遇到了瓶颈。为此，建立地铁能源管理系统已经是刻不容缓、势在必行的迫切需要。

二．地铁能源管理系统构成

1.系统总体构成

地铁能源管理系统一般由能源管理中心、远程传输网络、现场子系统组成。

2．现场子系统

地铁车站的现场子系统一般采用Lonworks双绞线传输方式;沿线附属建筑的现场子系统可采用Lonworks双绞线传输与电力线载波传输相结合的方式，现场子网由网络控制器、多功能电力监控终端、三相/单相电能表、采集终端、智能水表、智能气表、可编程智能网关、通用监控终端等组成。

三．系统功能

（一）自动化监控

1.变电所

(1) 0.4 kV进出线监控：通过电力监控终端监控低压总进线、母联及低压出线回路的三相电流、三相电压、功率因数、有功功率、无功功率、频率等参数，监测各开关状态和故障，控制断路器或交流接触器分合闸。

(2)变压器监控：通过变压器温控仪智能接口采集数据，监测变压器的温度和散热风机状态，必要时能对变压器散热风机实施远程遥控，监视变压器高温报警。

(3)电容补偿器监控：通过电容补偿控制器智能接口采集数据，监控电容柜中电容器组的投入、切除。

(4)蓄电池监测：监测蓄电池电压、电流、电池余量等参数，监视蓄电池工作状态和故障报警。

(5)变电所环境监测：通过烟感、温感和红外探测器等对变电所的环境进行监测;通过通用监控终端对变电所内至少一路照明回路实施监控;通过监控终端对变电所内通风风机实施监控;在监控中心通过控制安装在变电所内的摄像机，对变电所内的现场状况、开关位置、面板表读数进行监视。当有异常情况时和相应摄像点联动，进行录像。

2.用电设备

(1)电力参数监测：实时监测设备的电流、电压、功率因数、有功功率、无功功率、频率等电力参数，发现异常则予以报警，提示管理人员及时处理。

(2)运行状态监测：实时监测设备的工作状态(启动，停机，工频/变频)，便于管理人员了解设备的实时运行状态。

(3)定时控制：根据地铁的运行管理模式，对设备分合闸定时控制，避免在非工作时间设备仍在开启状态，造成能源的浪费。

(4)远程分合闸控制：允许管理人员对设备分合闸远程控制，同时系统自动记录操作人和操作行为。

（二）用能计量

地铁车站涉及的能源种类主要是电能和水能。各个车站变电所低压总进线的电量之和即为车站总用电(扣除变压器损耗);各个变压器的低压出线按照明插座、空调、动力和特殊用电负荷进行分项计量。车站各路进水管之和即为车站的总用水量。

地铁沿线附属建筑涉及的能源种类是电、水、燃气等。通过相应的计量装置实现分类、分项、分户计量。

（三）用能诊断

以实时监测的有功功率、电量、功率因数等数据为依据，进行用能质量诊断，并且有针对性地优化配电系统。此外，在各个用能点和分支管路上安装计量表，并与总用能值比对，建立用能平衡监测系统，从而尽早发现跑、冒、滴、漏等异常状况，还可以了解电能的线损，及时发现偷电行为或漏水、漏油、漏气现象，避免能源的损失和无谓的浪费。

（四）能源质量监测

以电能质量监测为例，通过实时监测每个回路的电压、功率因数、频率、谐波等电力参数，发现能源质量异常，则予以报警，提示管理人员及时处理，从而确保提供给设备高质量的能源，提高设备使用寿命，降低设备成本。

（五）节能控制

1.空调与通风系统

以空调系统的夏季工况为例，由于地铁车站人流量在每天不同时段有很大的变化，所以，空调和通风系统应该跟据实时客流量、车站环境、室内外温度等参数，调节空调系统设备的运行状态(启/停、工频/变频运行)，避免“大流量小温差”或“定流量”的浪费能源现象，而且系统设备不是一直以全功率、满负荷的方式运行，也从一定程度上提高了设备的使用寿命。相应的节能控制环节是:①制冷机节能控制;②冷冻泵/冷却泵节能控制;③冷却塔节能控制;④空调机/新风机节能控制;⑤空调未端节能控制;⑥TVF风机节能控制;⑦根据温度、湿度和CO2检测器提供的参数，自动开启/关闭通风系统，从而在保证地铁站具有较高空气质量的前提下，减少站内冷空气的损失。

2.照明系统

通常，地铁车站的照明是在其运营时间(如6:00一23:00)段内开启的，在高峰段外的期间，可以根据人流量情况，进行分组控制，开启部分灯具。照明灯具的开/关状态及电力参数(电压、电流、有功功率等)也都要实时地传送到监管中心，以便于值班人员对照明系统进行监控。具体节能控制内容有:①照明分组/分区节能控制;②照明定时节能控制;③照明线性调光节能控制;④照明分级调光节能控制。

3.给排水系统

地铁车站给排水系统的主要任务是满足地下铁道消防及生产、生活用水的需求。对于给排水系统，要实时监测水池、水箱的水位和各类水泵的工作状态，通过计算机控制及时地调整系统中水泵的运行台数，以达到供水量和需水量、来水量和排水量之间的平衡，实现泵房的最佳运行状态，实现高效率，低能耗的最优化控制。其节能控制内容有:①水泵节能控制;②水箱节能控制;③水管网节能控制。

4.电梯

地铁车站通常为2层建筑(站厅层、站台层)，有的车站还设有商业层，通常乘客需要乘坐扶梯或升降电梯到达自己的目的层，所以，大量电梯每天都在运营时间内满负荷运行，其节能控制内容如下:①自动测量所载乘客重量;②自动调节电梯的电机出力与所载重量相匹配。

5.供配电系统

(1)电力负荷节能控制：①电力负荷的实时监测、计算、预测、管理;②电力负荷控制。

(2)供电电压的节能控制：确保供电电压在设计定额范围以内。

(3)低压电网功率因数节能控制：①能够实时监测地铁车站配电低压电网功率因数、变压器三相平衡度、补偿电容器投切状态;②功率因数自动补偿、降低线损。

(4)低压电网谐波监测与节能控制：。①谐波源(谐波电流和谐波电压)监测;②谐波抑制、吸收。

6.办公设备

地铁车站工作人员的办公设备节能控制内容包括:①电开水炉节能控制;②复印机节能控制;③桌面办公设备节能控制。

（六）系统软件

1.数据统计和分析：①按照能耗统计报表要求，对采集到的数据进行统计计算;②按照日、月、年和时段计算分类、分项和分户能耗数据以及能耗均值。

2.数据查询和显示：①用棒直图显示按日、月、年和时段的电度、用水量累积值;②用趋势曲线显示电压、电流等模拟量的变化情况;③用饼图显示分类、分项能耗的比例。

3.报表和打印：根据用户管理需求生成各类报表并可自动打印存档。报表种类包括:①分类、分项、分户能耗的日报表、月报表、年报表;②分类、分项、分户能耗的同比和环比报表;③分类、分项、分户能耗的排序报表;④按能耗指标计算的排序报表;⑤报警记录报表;⑥运行事件报表;⑦其他用户自定义报表。

4.报警功能：为了在第一时间发现各类故障并在最短时间内抢修好，本系统将所有故障报警设置为带时标、自动上传、自动存储，为系统操作人员提供可追溯功能，以便于结合存储的历史数据分析报警产生的原因。①故障报警(事件报警):包括设备故障报警(设备异常跳闸、其他故障报警等);设备操作记录(操作人员换班登录、操作记录等)。②超限报警:包括功率超限、电压异常等。

5.网络管理：网络管理功能对所有监测中的仪表进行报警管理，一旦仪表出现异常情况，在网络管理画面都可以立刻显示出，并且可以手动对报警信息进行处理。

四．实施项目

在某地铁1号线采用该系统，对全线16个地铁车站、2个主所、地铁大厦和车辆段的用能分类、分项、分户监测，共配置了1024块多功能电力监控终端、60块智能水表、30台网络控制器和35台智能网关，能源管理中心设置在地铁大厦5楼的OCC内。

目前，地铁能源管理系统已经积累了一些能耗数据，经用能诊断、节能潜力分析等，发现了诸如变压器负荷率低、供电线路功率因数低、管理不到位(部分大功率设备和照明回路在非工作时间未关闭)、空调系统定流量方式运行(冷冻水泵、冷却水泵满负荷运行)等不节能情况。后续，我们将对这些情况加以调研和考证，提出相应的节能改造解决方案，提高能源利用效率，降低运营成本。

五．结束语

地铁能源管理系统的设计对于地铁工程建设具有十分重要的作用，也是地铁工程设计的组成部分，做好能源管理系统的设计，有助于保障地铁的正常运行，实现节能减排、降低运营成本、提高地铁能源自动化管理水平。

参考文献：

[1]任长春; 黄玉彬; 潘杰; 梅蜀妍 能源管理系统在鞍钢鲅鱼圈生产中的应用2011年全国冶金节能减排与低碳技术发展研讨会文集2011-09-07中国会议

[2]蔡月忠 企业能源中心(能源管理系统(EMS))简论江苏省计量测试学术论文集(2011)2011-12-01中国会议

[3]魏海明 一钢能源管理系统对节能降耗的贡献推进信息及自动化技术在钢铁工业节能降耗、改善环境、降低成本中的应用论文集2005-06-30中国会议

[4]虞斐; 孔繁虹; 许哲雄 智能电网下的新型能源管理系统设计方案华东电力2009-07-24期刊

地铁节能减排措施范文第3篇

【关键词】 地铁通风 空调系统 节能设计 问题研究

我国是人口大国，对于能源的需求量较大，尤其是不可再生能源方面，供给与需求矛盾较大。地铁作为主要的公共交通运行工具，通风和空调系统在节能方面的设计不足将产生严重的耗能问题。因此对地铁通风与空调系统设计及施工常见问题做出分析研究，有利于进一步控制能耗消耗。

一、地铁通风与空调节能必要性

我国人口众多，要更好的满足人们生活、工作的需要，就要更好的满足人们交通需求，地铁在城市交通运行中，具有安全、环保、运输量大等优点。地铁作为地下交通运输工具，很大程度上减轻了地上交通压力，更好的覆盖了城市交通运输网。地上交通运输密度大、运输量有限，在上下班高峰时间更容易产生拥堵，容易引发交通事故。相比较而言，地铁的每小时单向运输量一般可以达到6万多人次。近几年来，我国城市尤其是发达的一、二线城市，地铁交通的兴建工作大范围开展。

但是由于地铁的主要运营场所是在地下，包括车站也是设立在地下隧道中，与外界的隔绝程度较高。地铁载客量庞大，产生的热量和消耗的能量也大。并且，地铁在地下运行时还会产生一种活塞效应，就是说对于人流量没有及时的疏导会干扰地铁内部秩序、加重地铁负荷。地铁运营时间增加的同时，地层地表会有蓄热作用产生进而导致地铁内部温度聚积，不利于内部运行安全。因此，地铁内部的通风设计、施工要合理，以免在造成地铁火灾的时候，不能及时有效的疏散人员，完成救灾、抢灾工作。地铁内部空调设计施工也要根据地铁内部实际构造和乘客运送量来科学的计划和安排，避免造成资源不必要的浪费。地铁通风与空调设置工作是地铁内部合理、安全运行的基本保障。同时，地铁通风与空调设备在设计、安装过程中合理规划、科学施工，增强其节能减排效用，是现代科学发展观和可持续发展观念的有力体现，也是经济社会发展的基本要求，更是人类生态文明和环境保护的重要体现。对地铁通风与空调系统设计及施工中常见问题展开分析研究也是促进地铁通风与空调系统节能环保工作开展的主要来源和动力[1]。

二、地铁通风与空调系统设计施工主要问题

2.1参数选用不合理

在地铁空调和通风设备的设计、使用过程中，对于技术运用和材料设备参数的选择不合理容易导致一系列问题。关于材料方面，如果作为空调通风用的管井隔墙材料使用不合理，质量系数不符合要求，会直接导致在砌筑通风管井时严实度不够。在地铁建筑施工时，排压风井和正压送风井之间一般需要砌筑一段隔离墙，墙面使用的材料是空心砖，一旦空心砖质量不符合要求，有一小部分的砖体破损的话，就会造成空气渗漏进来。相关施工操作队对于井壁两边有没有及时的抹灰处理，系统调试时，就会导致排烟口往外送风。由此可见，地铁通风空调技术与设备选用参数方面需要严格按照规范要求来选择，保证设备容量与电气设计容量相符合。尤其需要在图纸审核过程中比对好合同要求。地铁通风设备和空调设备的设计参数要有科学依据，材料使用要符合要求。

2.2系统设计噪声大

地铁人员输送量大、输送密度高，τ诳盏魃璞傅陌沧笆┕な潜乇傅模但是在设计过程中，容易产生一些噪声问题。在空调设计中如果通风机、制冷机、冷却塔和循环水泵的位置安排和机型选择不合理更影响其主要运行效率。如果没有在空调风机的出风口设置必要的消声设备会导致空调在运行过程中产生巨大的噪音。空调机房中也要设计安排相关隔音装置，优化风管系统和空调系统的设计安装工作。在空调通风系统设计中，没有科学安排送风管道的位置也会增加空调噪声，消声器选用参数和管道材料的不合理都会增大空调噪音。根据这些，需要在系统设计施工过程中增设必要的管道减震隔震设备。

2.3结构施工难协调

地铁空调设备设计施工的主要工作有风管、风管部件、消声器和除尘器的安装制作，对于风管和风管部件要做好基本的防腐和保温处理，冷水机、诱导器、风机盘管以及冷热水机组都要组好检查、安装。但是由于在实际的设计安装过程中，空调通风机构设置安排中不能协调各环节工作，导致材料的浪费，同时在质量安全方面也存在较大隐患。一般的像风机设备安装参数、产品规格型号以及具体的到货时间等没有及时获取，导致施工顺序打乱，工程机构设计和安装工序难以协调，土建中的预留位置、预留孔径和孔数都难以确定，使空调结构安装容易出现质量问题和安全隐患。同时，各环节工作不协调、不配合更是直接影响施工进度[2]。

三、地铁通风与空调系统设计施工问题解决措施

3.1优化节能设计

地铁运行中必不可少的是通风和空调设备的安装、运行，但是由于其能耗巨大，对于电量需求大，需要注重节能设计。有科学统计表明，地铁内部空调和通风装置的耗电量达到整个地铁站的百分之六七十，因而降低地铁空调能耗是主要任务。关于地铁通风空调节能方面，首先需要做好基本的客流量统计，划时段统计，数据来源可以参考检票系统等，对客流量预估统计后，将数据进行科学处理分析。在空调设备选用时可以选择具有变频调控功能的组合空调机或新风机等。这种主要是在设备送风量和转速等方面控制能耗，减轻地铁通风空调设备负荷。地铁运行中，最主要的能耗在空调通风上，需要从根本上上解决这个问题，就要根据实际的载客量，调试系统，选用合理设备。

3.2增加检修环节

地铁的空调设备和其他通风设备设计复杂、安装工程庞大，在实际的运行中容易出现故障，因此在设备检修方面需要增加人员的检修频次。因为在空调通风设备的设计过程中，相关人员没有考虑到这些方面，会影响后续的检修工作。公共场所的空调通风设计，主要需要防止在组合空调上方安置风阀、风机等；在实际的系统安置调试中，对于调节阀和防水阀的设计安排位置要方便以后的检修，如果设置在高压供电设备上或其他危险、隐蔽区域，不利于检修人员及时检查设备的运转。设计空调系统时，还要考虑水管和设备连接处，要使用活接头，否则不利于以后的检修和拆除。地铁空调通风设备运转频率、负荷大，发生故障的概率也高，因此需要加强设备检修，在一些关键系统和阀门的设计上要考虑安排合理、科学，保证拆装、检修工作顺利进行。

3.3施工准备充足

地铁施工工序较多，需要在各环节加强配合，做好基本的准备工作。例如在图纸审核上，要做好相关技术交底，施工人员需要根据地铁通风空调设备的安装程序做好技术交底和图纸把关。地铁工程施工有自己的特点和标准，需要在综合技术要求和材料要求的基础上，制定科学、详细施工计划。对于大型的空调通风设备要安排提前进场，保证运输通道的顺畅。在设备的规格和尺寸上要提前准备完善。空调通风设备要符合质量和规格要求，减少以后的返工维修处理频次。消声器和组合机的技术参数和质量参数要比对好施工合同上的要求，对于零部件要安排到位。做好基本的地铁空调通风设备准备工作，有利于进一步保证施工进度，这也是施工设计的关键环节。

3.4做好施工处理

在地铁空调通风设备设计施工阶段要检查好机械设备质量，按照相关要求处理好施工细节。地铁作为主要的低下交通运营工具，运输工作都是在相对潮湿、隐蔽的环境，空气湿度大，对于机械设备的腐化、锈化影响程度高。针对这种情况，在空调通风设备的设计、选用和安装过程中要能做好基本的防腐、防锈处理。在材料选用采购时，应该提高材料等级，保证施工质量。对于水阀和风阀的安装设计要综合考虑施工工艺要求，根据材料特点，做好防锈实验。在部件安装的同时，可以采用质量合格的支吊架减少部件与潮湿空气的直接接|面积，提高防锈、防腐等级。地铁施工具有能特殊性，需要在空调通风设备安装施工中考虑到防火、防堵等问题，处理好每一处施工难点，方便以后的检修，提高设备的使用等级和使用寿命[3]。

四、结束语

地铁作为重要的城市轨道交通，提高了载客量，减轻了城市交通压力，方便了人们的工作和生活，促进了社会经济的发展。但是由于地铁运营的特殊性，能源消耗尤其是电量消耗巨大。因此在地铁空调通风设备的设计施工上要重点考虑节能问题，提高系统结构的稳定性、提升部件配件的耐用性，加强检修处理，维护好地铁空调通风设备的运行工作，促进节能、减排，提高地铁运营的社会效益、经济效应和环境效应。

参 考 文 献

[1]丁强.地铁通风空调系统设备安装施工常见问题分析及措施[J].建筑技术开发，2016，08：44+47.

地铁节能减排措施范文第4篇

关键词：逆变回馈 仿真测试 城市轨道 节能

中图分类号：U231 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）02-0308-02

引言

城市轨道交通车辆（地铁、轻轨等）从中、高速牵引运行切换至制动过程时，异步电动机的转子转速大于定子磁场给定的“同步转速”，产生负转差率，转矩与转速反向，吸取机械功率，输出电功率，此时变频器控制励磁的给定频率、反并联的续流管为定子电流提供回路，整流后回馈至触线网，造成直流母线电压升高。为稳定其母线电压，目前的方案包括制动电阻、电容储能、飞轮储能及逆变回馈等。其中逆变回馈装置可将能量回馈电网，节能效果好，且系统简单，投资小，得到越来越多的关注和应用。

一、逆变回馈装置的简介

1.逆变回馈装置的基本原理

装置通过将运动中负载上产生的位能、机械能等通过能量回馈装置变换成电能，并通过回馈装置有效并网，将电能回馈到交流网中，可供负载再次使用或供其他用电设备使用，使负载本身在单位时间能耗能的降低，从而达到节约电能效果。

2.逆变回馈装置的优势

采用再生制动能量吸收逆变装置的优势在于：

2.1 牵引变电所吸收，可适度提高制动转换电压，增强再生功能；

2.2 将制动产生的能量回馈电网，降低隧道温升，减轻送风、排风、站台空调、车载空调的负荷；

2.3 免除车载制动电阻及其散热风机的辅助能耗；

2.4 回馈节能；

2.5 以高再生率弱化机械磨擦制动，延长制动系统的使用寿命等。

3.逆变回馈装置的组成

装置主要由隔离开关柜、逆变柜和隔离变压器柜组成，其主要功能为：能在列车制动时将多余的再生制动能量反馈回中压电网。

隔离开关柜内的主要器件有隔离开关、直流接触器、预充电接触器、放电接触器、预充电电阻、放电电阻等，其主要功能是用于连接直流电网，可以实现对整套装置上电时主回路的预充电和断电时主回路的放电，配备有隔离开关，可以用于设备在检修和维护时脱开直流电网，确保设备和人身安全。

逆变柜内的主要器件有直流滤波电容、逆变功率单元、滤波电抗器、电流互感器、电压互感器、同步变压器、交流接触器等，其主要功能是将列车产生的制动能量逆变成交流电反馈给交流电网供其他设备使用。

隔离变压器柜的主要器件有隔离变压器、温控器等，其主要功能是根据不同的交流电网配备不同电压等级的变压器，与并网的电压等级相匹配，具有温度显示和报警功能。

4.可靠性与可维护性

4.1可靠性

设备在设计时采用高可靠性措施。这些措施通过利用如下的技术以降低系统故障概率和有关影响正常运行的随机性：

4.1.1采用冗余措施，采用多单元并联的方式，其中一个单元出现故障后，整机会自动封锁对应单元的输出信号，不影响其余单元的正常运行。

4.1.2使用已证明具有高可靠性的元器件和零部件，整个装置均选用高可靠性的元器件和零部件，装置上选用的元器件和零部件都经过长期使用的考验。

4.1.3电磁辐射及兼容。

对于电子设备充分考虑防电磁干扰措施。任何子系统的运行都不应受其它子系统产生之电磁辐射的影响，或受到跟据经验所知的城市电磁环境及地铁环境的影响。

4.1.4预防虫害，所提供设备，都采用适当的措施以预防虫害。

4.2可维护性

4.2.1设备应设计成只需最少的调整和预防性维护，以及运行维护。产品设计包括故障隔离及诊断措施，以减少设备修复时间、维护材料和人工成本。

4.2.2通过制定合理的维修/更换策略、在线维修措施及维修支持设备的最佳运用来减少停机时间。

4.2.3整个装置维修到板级。

二、仿真测试

本次仿真测试以大连地铁1号线为例，通过仿真测试结果来探讨逆变回馈装置的在地铁中应用的可行性。

1.大连地铁一号线概况

大连地铁1号线经由姚家至河口站，全线长约26.623km共22站。共设牵引降压混合变电所9座，分别位于华北路、中华广场、松江路、春光街、兴工街、功成街、医大二院、海事大学、河口停车场；设独立牵引变电所1座，位于河口站；设降压变电所11座，分别位于姚家、泉水路、千山路、东纬路、香工街、沙河口火车站、会展中心、星海广场、黑石礁、学苑广场、高新园区，设跟随式降压变电所7座，其中正线4座，南关岭车辆段3座。

2.仿真测试条件设置

2.1行车参数设置

大连地铁1号线的行车计划为双线，右侧行车，采用受电弓的受流方式。所采用的车型为B2型车，初、近、远期均为6辆编组，4M2T，列车最大运行速度为120km/h，基本阻力。运行模式采用目标速度为50 km/h的模式。

2.2供电仿真条件设置

供电仿真主要是对整个供电系统的仿真，主要设置的参数包括发车对数计划、牵引所布点方案和供电系统参数。本次针对近期和远期情况进行逆变回馈装置系统设计的供电仿真计算。结合逆变回馈装置的启动电压在1690V-1750V之间可调，经之前所做诸多案列分析，在全所安装逆变回馈装置的前提下，大连地铁1号线逆变回馈装置启动电压设置为1730V较为合理。

3.仿真测试结果分析

3.1根据仿真计算结果统计，在逆变回馈装置启动电压为1730V时，大连地铁1号线近期全线安装逆变回馈装置的日反馈能量为8401.35kWh，节能率为8.92%。按照收费标准0.75元/度电，全日节省电费6301.01元，按一年365天计算，全年节能电费2299869.56元，约230万元。

3.2根据仿真计算结果统计，在逆变回馈装置启动电压为1730V时，大连地铁1号线远期全线安装逆变回馈装置的日反馈能量为3097.07kWh，节能率为1.47%。按照收费标准0.75元/度电，全日节省电费2322.80元，按一年365天计算，全年节能电费847822.91元，约85万元。

3.3当仅对部分牵引所试点安装逆变回馈装置时，假设每套逆变回馈装置200万元，若一牵引所每日反馈能量小于900kWh，当时所逆变回馈装置的投资回报周期约8年，可以不该所安装逆变回馈装置；对于连续多个牵引所日反馈能量低于900kWh的情况，可以每隔2到3个所安装逆变装置，据经验值估计一逆变回馈装置可吸收相邻牵引所区间回馈能量的60%左右，节能效果将更好。

三、结语

在轨道交通系统中，对于节能减排要求越来越高，伴随着科学技术的不断发展，各种技术手段也不断增加，逆变回馈技术作为新兴技术已经逐步进入了各节能系统当中。通过一系列的实践及仿真测试可以看出逆变回馈装置有着很好的节能作用，如果通过仿真计算，合理的安装装置，节能效果会更好、更经济，有效的将低了地铁的运营成本。

参考文献

[1]GB10411-2005，《城市轨道交通直流牵引供电系统》.

[2]GB3859-2013，《半导体变流器通用技术要求和电网换相变流器》.

地铁节能减排措施范文第5篇

关键词：地铁；综合监控系统；电能；管理

Application of Integrated Supervision Control System in Informationization Integrated Power Management

AbstractThis paper analyzes the problems existed in power management from the aspect of present situation of subway’s power management. Through the analysis of operation needs of power management, it puts forward to realize the informationization integrated power management on the basis ofISCS, and set up the power management analysis system, the assessment and evaluation system, and decision support system, in order to improve the refinement and intelligence of subway’s power management.

Key words Metro；Integrated supervision and control system；Power；Management.

First-author’s address China Railway Electrification Survey Design & Research Institute CO.,Ltd，300250，Tianjin，China.

中图分类号：U231+.92文献标识码：A文章编号：

概述

为方便地铁统一调度指挥，实现地铁各专业资源共享、信息互通，提升地铁自动化水平并提高地铁运营管理效率，全国大部分地铁均设置了综合监控系统。综合监控系统的采用解决了以前各系统独立调度指挥时的信息孤岛问题，提高了地铁监控管理水平。

随着近几年计算机及信息化技术的快速发展，综合监控系统在统一调度指挥和信息互通等功能方面有所发展，但目前国内城市轨道交通已投入运营使用的综合监控系统的功能还是以完成原独立子系统的功能并实现各种故障、灾害、阻塞模式下的系统间联动功能为主。当前的综合监控系统尽管解决了信息的整合问题，但对电能信息的挖掘和电能管理功能挖掘、电能分析功能等深层次的问题仍没有特别考虑。综合监控系统在信息化综合电能管理方面的优势并未得到足够的体现，达不到信息化综合电能管理的目标。

1.地铁电能管理现状

地铁目前的能耗以牵引和通风空调系统为主，两项之和约占地铁总能耗的3/4。在全国多个已经开通地铁运营的线路中，普遍存在着对各条线的各类设备电能数据的采集和分析不够全面、精细的问题，由于目前强调的主要是牵引和动力照明数据报表而不是整个地铁系统的信息化电能管理，因此目前大多只在主变电所进线、车站变电所牵引变压器及动力变压器高压侧、车站变电所0.4kV主要商业用电回路采集了电度计量信息，对低压配电系统的众多用电负荷没有详细分项计量，同时，目前主要采集的电度信息，对电能管理相关的谐波、电压波动与闪变、频率偏差等电能质量数据采集不够全面，不能全面、准确监测地铁电能质量和车站/区间的风、水、电各种负荷的电能消耗和耗能分配状况，不能对主要用电设备的能耗信息进行准确、全面的统计分析，无法为用户和管理者提供准确、量化的各类设备耗能统计分析结果和电能质量相关的参数，更无法为电能精细化管理提供决策依据。同时，地铁的进一步节能降耗由于电能管理的不完善而存在一定的困难，不便于节能潜力的挖掘和节能效果的验证。

2.信息化综合电能管理运营需求

随着近年来国内地铁建成线路的逐渐增多和在建线路的大量建设，如何详细了解各条线的电能数据及其电能利用状况，如何了解每条线牵引用电与车站照明、动力用电等计量点的详细情况，如何利用技术手段帮助地铁管理人员合理计划和利用电能、降低电能损耗，提高电能管理效率，同时减少人力成本，成了摆在地铁运营管理人员面前的一大难题。

运营管理人员在电能管理过程中，需要大量的、动态的设备电能基础数据和信息，并需要通过对这些信息和数据的统计、分析，来为确定电能管理、节能减排的重点方向和有序用电、提高能效提供重要参考依据，对信息化综合电能管理的主要需求表现为：

1）需要运行参数和电能消耗统计全面、精细

需要改变目前只在供电系统主所进线、馈线、车站变电所0.4kV主要商业用电回路等进行计量的情况，要在地铁主要耗能的机电系统设备用电回路通过集中与分散相结合的原则合理设置相关测量、计量表计，并将需要的数据上传，了解每个系统甚至每个主要耗能设备的用电情况和电能质量情况。

2）需要消除电能管理盲区

地铁末端用电负荷多，既有如照明、暖通、电梯、扶梯等常规用电负荷，也有专用通信、信号系统、自动售检票等地铁专用用电负荷，需要采取措施消除对地铁内部各系统消耗的电能缺乏监管的情况，消除存在的管理盲区，提高管理效率和数据的实时性、准确性。

3）需要对各系统电能消耗进行详细分析

目前由于底层采集的电能量信息过少，控制中心无法掌握各类用电负荷的用电情况，从而无法对电能管理功能做进一步的开发。

4）需要提升电能管理系统化、信息化水平

目前地铁电能管理不成系统，信息化程度不高，电能消耗数据综合可用率低，不利于从整体上实施节能措施，也不利于对各系统已经采取的节能措施进行评价。

3.综合监控系统下信息化综合电能管理系统构建

3.1信息化综合电能管理系统结构

信息化综合电能管理系统基于目前的综合监控系统实现，采用三层结构，一是设于控制中心的中央级电能管理系统，二是设于车控的车站级电能管理系统，三是设于各开关柜室和就地配电柜的现场级电能管理系统（主要是数据采集终端）。

中央级电能管理系统是信息化综合电能管理的核心，采集、存储、分析各车站级上传的相关电能管理数据，侧重全线各系统电能管理信息的分析、考核、评价等方面的综合实现。