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浅谈电能管理系统在智能轨道交通中的设计与应用

文章更新时间：2023-03-28　点击量：203

摘要：城市轨道交通可以填补市民出行方式的空缺，其运行需要持续的电能支持。为了为轨道交通创造稳定的运行环境，为了实现高质量的电能供应，迫切需要建立相应的电能管理系统。本文以相应的电能管理系统为基础，对其运行机制进行了分析，并提出了增强电能管理系统运行效率的有针对性方案。

关键字：轨道交通；电力建设；质量管理系统；评估机制；

虽然各种交通方式穿梭于城市的每一条街道，但轨道交通是理想的。在低碳环保时代，其地位尤为突出，不仅可以显著降低能耗，还具有更强的运输能力。这也提醒我们，要注意轨道交通的建设。

一研究现状

整车的运行需要从牵引机上获得动力，所以这也是用电比例*大的一个环节。此外，不同的气候要求列车调节温度，所以空调系统紧随其后。然后，照明等环节也需要一定的电量，但占比很小。详见图1。

图1轨道交通各内部环节的能耗情况

总体而言，电能质量不可能在很长一段时间内达到高质量水平，具体如下：①由于列车用电的特殊性和内部部件的影响，整体电流和电压波动，两者都是电能质量的因素，必然会导致电能质量的下降；②列车内含有丰富的PLC，作为一种工业计算机，当电力系统发生波动时，普通质量的电能将难以应用。

二架构设计

电能监管系统采用C/S架构实现系统功能，通过车站/停车场的FEP采集EMS电能数据和BAS电能数据，定期通过电能监管系统服务器程序查询FEP采集电能数据；通过ISCS系统采集，将PSCADA子系统的电能数据记录在当地数据库中。采集各车站和停车场的电能数据后，存储在当地实时数据库中，实时同步到中央历史数据库。通过分析和统计中央历史数据库中的全线电能数据，实现了全线级统计和报表生成。

图2电能监管系统

站内FEP从EMS和BAS子系统中收集电能数据。EmsAgent从FEP获取能量数据后，传输到MicsRdbAgent。MicsRdbAgent处理电能数据，根据行业规则生成报警和事件，并将报警发送到MicsAlarmAgent模块，并将事件发送到MicsDataAgent模块。MicsAlarmAgent模块负责将报警推送到工作站，并将报警数据记录到工作站数据库中。MicsDatagent负责运行为

三具体应用

在以往的检测模式下，轨道管理部门需要一定时间才能接收到检测部门获得的信息，这意味着信息传输明显滞后。信息技术引入后，全新的管理系统可以第一时间将当前获得的数据传输给轨道部门。此后，相关人员可以根据实时信息控制整个运输系统，创造更稳定的轨道交通运行环境。

1电能质量统计与分析

通过功能层面的讨论，可以将管理系统分为两个层次：①监控。这个环节需要依靠远程终端。电能评估可以从两个方面考虑，一个是电压，一个是电流。因此，终端必须获得上述两个方面的实时信号。为了更直观地呈现在用户面前，还可以转换它，最终形成相应的波形图。显然，这是一个多环节协调的过程，所以自然有很多模块被设计出来。除了基本的采集模块，还需要配备图形处理、传输等模块。当然，从细节上分析，远程监控不仅仅是电压和电流监控那么简单，还涉及到谐波、频率等具体内容。②分析。获得上述信息后，系统可以基于此进行具体分析。综合衡量各项指标，*最终判断电能的具体情况，然后第一时间将收益结果传递给用户。详见图3。

图3电能质量系统运行流程图

数字技术的深入进步为电能质量分析创造了更多的可能性。基于这项技术的衍生方法有很多，可以分为以下三种:

①频域分析法，涉及的参数包括频率扫描、混合谐波潮流等内容；②时域分析法，这是一种常见的方法，环节简单，运行效率高，可以直接分析波形，为用户呈现直观的结果；③以傅里叶转换为首的转换方法。

2电能质量评估

从功能角度来看，质量管理系统的服务对象是电能，具体涉及谐波、偏差等环节。通过监控接入点，可以在第一时间获取相应的信息，并同时传输给用户。根据各种电能质量评估案例，有两种方法:①有针对性地对单项指标进行分析；②全面分析多个指标。

图4.png

图4电能质量评估环节

以图4为基础，从上到下分析各个环节。在数据采集方面，需要借助远程终端来实现。此时可以获得谐波、偏差等各种所需指标，这是后续环节的基础，对监控的准确性提出了严格的要求。然后，我们将从两个方面进行分析。如果我们逐一分析各项指标，可以称之为单向指标评价环节；此外，各项指标*最终需要形成一个整体，因此综合评价是bu可huo缺的，这是综合评价环节。*最后，综合评价两个维度，可以得到更完善的评价结果，这是评价的实际环节。

引入层次分析法，可以高效评估电能质量。具体流程如下:选择所需测量的指标，逐一授权，然后在此基础上引入模糊的数学方法，最终实现全面评价。同时，在权重的确定上，采用了区间数接近法。此时，有必要引入直属权利理论，这样可以在不受人为因素干扰的情况下获得更理想的权重数据。过去，在收集各种指标的过程中，市场伴随着间歇现象，引入新方法后，可以获得更理想的连续性，使评估结果更加准确。

3智能数据展示和预警

需要充分肯定的是，无论是与电能质量相关的参数，还是具体的能耗情况，电能质量管理系统都具有优异的动态性，在这个系统的作用下都能很好地呈现出来。它的时效性更理想，数据显示更直观。对于轨道系统工作者来说，他们不需要花很多心思，只需要根据呈现的内容对具体的电能情况有深刻的了解。

系统采集设备状态事件信息产生报警事件，报警信息包括通信故障、设备故障、2进线失压段相、2进线相序错误、过载报警、电流不平衡等信息。报警信息根据等级显示不同的颜色，不同等级的报警播放不同的报警声音。报警发生时，报警栏显示设备报警信息，报警关闭时，报警栏删除相应报警。报警处理流程如图5所示。

图5

四安科瑞Acrel-3000WEB电能管理解决方案

1概述

用户端消耗整个电网80%的电能，用户端智能用电管理对用户的可靠性、安全性和节能性具有重要意义。构建智能用电服务体系，全面推广用户端智能仪器、智能用电管理终端等设备用电管理解决方案，实现电网与用户的双向良性互动。用户端急需解决的研究内容主要包括:先进的计算、智能建筑、智能电器、增值服务、客户用电管理系统、需求侧管理等课题。

通过对用户端用电情况的细分和统计，安科瑞Acrel-3000WEB电能管理解决方案通过直观的数据和图表向管理者或决策层展示了各分项用电情况，便于找出高能耗点或不合理的能耗习惯，有效节约电能，为用户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支持。

2应用场所

（1）办公建筑(商务办公、大型公共建筑等)；

（2）商业建筑(商场、金融机构等)；

（3）旅游建筑(酒店、娱乐场所等)；

（4）科教文卫建筑(文化、教育、科研、医疗卫生、体育建筑等)；

（5）通信建筑(邮电、通信、广播、电视、数据中心等)；

（6）运输建筑(机场、车站、码头建筑等)。).

3系统结构

结构.png