在如今，以互聯(lián)網(wǎng)、云計算、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)濟發(fā)展呈現(xiàn)蓬勃的勢頭。為實現(xiàn)對城市軌道交通用能設備進行數(shù)字賦能，有效控制城市軌道交通運營生產(chǎn)成本，需對供電系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、通風空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等設備的能耗進行數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測、分析，并實時掌控現(xiàn)場設備的能耗數(shù)據(jù)，通過相關監(jiān)控平臺進行動態(tài)分析，以實現(xiàn)城市軌道交通的智能化、數(shù)字化、精細化的管理。
1、背景
在城市軌道交通運營中，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)營成本。為此，為實現(xiàn)科學、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)是集遠程抄表系統(tǒng)和監(jiān)測管理系統(tǒng)為一體，來實現(xiàn)對城市軌道交通的供電系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、通風空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等能耗設備實時數(shù)據(jù)采集監(jiān)控。通過采集各被監(jiān)測點的歷史能耗數(shù)據(jù)，為軌道交通運營單位準確了解分析能耗情況，提供及時的數(shù)據(jù)，并為各部門建立起各設備的標準能耗指標，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、動力設備用電、空調(diào)用電、照明用電等用電設備的運行情況和能效情況。另外，能耗管理系統(tǒng)可按照不同的維度進行軌道交通能耗分析，以數(shù)據(jù)采集、精細化管理、發(fā)現(xiàn)問題、找出漏洞為主要方向，對能耗數(shù)據(jù)進行設計、公示、發(fā)布，并結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘?qū)Ρ仍O備實際能耗值和標準指標值，用以來發(fā)現(xiàn)存在的各類用能浪費問題，從而實現(xiàn)如下目標：
1）按典型能耗模型對現(xiàn)有計量點進行分類，然后進行能耗計量和采集。
2）建立科學的且適合于建筑物的數(shù)學分析模型，如預算模型、區(qū)域能耗模型、能耗指標模型等。
3）管理流程計算機化，不斷提升軌道交通運營單位對于動力設備、節(jié)能工作的管理能力。
4）提供完善的能耗費用成本分析功能，幫助軌道交通運營的用能管理部門及主管領導準確掌握每年能耗費用成本明細。
5）提供精細化的單位能耗指標，如辦公室人均用能等，并依此進行同比環(huán)比分析，找出不合理用能部門。
2、設計原則
能耗監(jiān)管平臺是一套完整的針對軌道交通運營單位的能源消耗進行監(jiān)測與綜合管理的系統(tǒng)平臺，其設計遵循下列原則：
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，實現(xiàn)全線統(tǒng)一的能源管理，并能夠?qū)Ρ拒囌镜哪芎倪M行分類、分項、分戶計量，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)對本車站主要用電負荷、用水情況分類統(tǒng)計分析，根據(jù)各用電負荷特點，對各種用能設備進行節(jié)能管理分析及預留節(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)實現(xiàn)車站級界面顯示。
5）以地鐵車站為計量單位，實現(xiàn)車站用電、用水的總計量，同時實現(xiàn)用電分項計量，對各計量回路實現(xiàn)三相電壓、電流、功率因數(shù)、有功功率、無功功率、有功和無功電度、頻率等電力參數(shù)的實時監(jiān)測。
3、系統(tǒng)網(wǎng)絡架構組成
城市軌道交通能耗管理系統(tǒng)由線路級、車站級、現(xiàn)場級三層網(wǎng)絡架構組成，如圖1所示為系統(tǒng)架構組成。
線路級系統(tǒng)設置于各線路的控制系統(tǒng)內(nèi)，綜合監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)監(jiān)控，是整個能耗管理平臺進行數(shù)據(jù)交換的重要節(jié)點，能提供能耗管理系統(tǒng)實時運行界面和歷史數(shù)據(jù)查詢服務。主要硬件設備有服務器、工作站、存儲設備以及通信網(wǎng)絡設備等，用于現(xiàn)場能耗數(shù)據(jù)的處理、存儲以及通信。
車站級系統(tǒng)主要設置于各車站、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，對現(xiàn)場環(huán)控系統(tǒng)的通風空調(diào)系統(tǒng)及水系統(tǒng)進行聯(lián)動節(jié)能監(jiān)視，并采集供電系統(tǒng)、動力照明系統(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)服務器，實現(xiàn)對本站車站級監(jiān)視功能，并在綜合監(jiān)控界面進行可視化展示，主要硬件由能耗管理系統(tǒng)工作站、綜合監(jiān)控通信服務器、交換機、打印機等設備組成。
現(xiàn)場級系統(tǒng)設置于能源管理設備房內(nèi)，對現(xiàn)場設備以組網(wǎng)的方式進行網(wǎng)絡能耗數(shù)據(jù)進行采集、存儲、計算等處理，主要硬件由多功能表（水表、電表等）、串口服務器及相互間的通信網(wǎng)絡組成，多功能表通過雙絞線構成的現(xiàn)場通信總線與綜合監(jiān)控系統(tǒng)串口服務器實現(xiàn)雙向通信。
4、系統(tǒng)軟件架構組成及功能
能耗管理系統(tǒng)軟件負責實時監(jiān)視軌道交通現(xiàn)場能耗運行情況，并可對能耗數(shù)據(jù)（水、電）、各類電力參數(shù)進行統(tǒng)計分析。為保證能耗參數(shù)監(jiān)視的實時性，能耗軟件人機界面設計采用C/S 架構，系統(tǒng)軟件架構自下而上為數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)存儲層、基礎服務層、應用層和數(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
數(shù)據(jù)采集層
采集層主要是應用各類傳感器（溫濕度、二氧化碳等傳感器）、智能儀表（水表、電表等）、節(jié)能終端等設備進行對能耗數(shù)據(jù)的自動采集，對于不具備自動采集的計量數(shù)據(jù)，可通過人工定期錄入的方式采集。主要包括：通過底層智能儀表進行自動采集的數(shù)據(jù)，包括用電量、用水量、空調(diào)機組送風冷 / 熱量等。通過OPC或其他標準接口獲取的數(shù)據(jù)，包括車站內(nèi)乘客流量信息等。通過接口手動錄入的數(shù)據(jù)，包括站廳站臺內(nèi)面積、列車營運時間、能源單價等。
數(shù)據(jù)存儲層
數(shù)據(jù)存儲層主要是基于數(shù)據(jù)挖掘技術，采集的數(shù)據(jù)存儲至實時數(shù)據(jù)庫，實時數(shù)據(jù)庫根據(jù)預先建立的環(huán)控系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、動力照明系統(tǒng)能效評估模型，供能耗管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)分析評估，并對主要耗能設備（如；通風空調(diào)系統(tǒng)）的運行狀態(tài)和效率進行動態(tài)監(jiān)管，實時評估能源利用效率，在線挖掘節(jié)能空間，為運營單位優(yōu)化提供建議和依據(jù)。
基礎服務層
基礎服務層主要提供實時數(shù)據(jù)抽取及校驗、數(shù)據(jù)報表定時生成、權限分配管理、系統(tǒng)配置、計量儀表管理等各種基礎服務，能提供設置多級限值超限告警，并可按預設策略進行控制，為軟件系統(tǒng)各業(yè)務模塊提供基礎支撐。
應用層
該層主要包含實時監(jiān)測系統(tǒng)、能耗統(tǒng)計分析系統(tǒng)、能耗公示系統(tǒng)以及移動端能耗管理系統(tǒng)，滿足能耗監(jiān)測、統(tǒng)計、分析等應用需求。可以根據(jù)本線路的相關數(shù)據(jù)（客流人次、運營公里數(shù)、建筑面積、空調(diào)通風面積等）建立線路能效評估指標體系，可通過Web實時查看樹狀結(jié)構的指標體系，并且能夠?qū)Ω黝惸茉丛谑褂眠^程中的重要環(huán)節(jié)提供能源平衡統(tǒng)計分析，實現(xiàn)能源損耗的超標自動提示與告警實時預警，為節(jié)能審計管理人員提供有關地鐵線路的能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果匯總和分析結(jié)論，自動生成綜合能效評估報告，輔助管理人員制定進一步的能源運行管理策略。
數(shù)據(jù)展示層
該層是人機對話的窗口，并基于地理導航圖，逐級展示地鐵全線、車站/區(qū)間/車輛段、建筑樓層（如站廳層、站臺層）、設備系統(tǒng)（如通風空調(diào)、屏蔽門、扶梯提升）的分類能源實時用能信息?？梢砸詳?shù)據(jù)、表格、曲線、餅圖、動畫等形式展示，方便管理人員直觀了解當前監(jiān)測對象的能耗消耗量、能耗變化趨勢、區(qū)域用能分布情況，以便管理者做出科學決策。同時，該層可以以工作站電腦、手機、平板、大屏為載體顯示終端，針對車站值班人員、運營維護人員、運營管理人員等不同類型用戶的需求及權限，配置相應功能界面。
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，并根據(jù)能耗管理系統(tǒng)收集的能耗信息，進行能耗數(shù)據(jù)整理與分析。
與供電系統(tǒng)接口應用
與電能質(zhì)量管理系統(tǒng)的接口應用
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)主機通信接口處，接口類型為光纖以太網(wǎng)，如圖3所示。通過電能質(zhì)量檢測系統(tǒng)交換機接入到綜合監(jiān)控系統(tǒng)通信服務器中，讀取開關柜內(nèi)能耗信息，其中智能電力儀表根據(jù)應用場所的電壓等級、回路用途和功能進行配置，詳細用途及功能如表1所示。
表1電量計量裝置配置
與動照系統(tǒng)接口
綜合監(jiān)控能耗管理系統(tǒng)與動照系統(tǒng)的接口，其接口位置位于每端通風空調(diào)電控柜能耗子系統(tǒng)主機通信接口處，接口類型為RS485或以太網(wǎng)，如圖4所示。通過車站兩端通風空調(diào)電控柜內(nèi)交換機，讀取車站通風空調(diào)電控柜的能耗信息，如：三相電壓、三相電流、頻率、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、電度、諧波等多項電能參數(shù)的實時測量，并在人機界面上進行存儲及顯示，詳細用途及功能如表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)能運行的功能，接口類型為RS485，如圖5所示。針對不同被控對象特點提供相應的監(jiān)控及節(jié)能運行方案，通過對各種環(huán)境參數(shù)進行檢測及各個能耗設備，包括但不限于：制冷機組、分水器、集水器、冷卻塔風機的能耗計量及統(tǒng)計分析，詳細用途及功能如表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(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。
7、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)。
8、系統(tǒng)結(jié)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(zhuǎn)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(jié)構進行設計，詳細拓撲結(jié)構如下：
9、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)。
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。
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。
9.3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)。
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?qū)崟r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(diào)整負載等技改措施提供數(shù)據(jù)支撐。
接入攝像頭，實時掌控企業(yè)內(nèi)實際情況。
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(diào)整負載，從而降低用電單耗，使電能損失降低。
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。
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。
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(diào)整能源分配策略，減少能源使用過程中的浪費。
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。
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(diào)整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。
對各類能源使用、消耗、轉(zhuǎn)換，按班組、區(qū)域、車間，產(chǎn)線、工段、設備等進行日、周、月、年、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(nèi)部能效水平和節(jié)能潛力，評定能源消耗是否合理。
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。可直接從動態(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。
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。
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
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。
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)。
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。
按照區(qū)域?qū)μ寂欧趴偭康淖兓厔葸M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(jié)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)。
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。
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。
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。
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。
可自定義時間段內(nèi)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。
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。
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。
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。
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(zhuǎn)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。
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。
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)。
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。
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。
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。
10、系統(tǒng)硬件配置
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應用場景 |
型號 |
圖 片 |
保護功能 |
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企業(yè)能源管控平臺 |
Acrel-7000 |
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安科瑞企業(yè)能源管控平臺采用自動化、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，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。 |
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智能網(wǎng)關 |
Anet-2E8S1 |
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8路RS485串口，光耦隔離，2路以太網(wǎng)接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPC UA等協(xié)議的數(shù)據(jù)接入，ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT 等協(xié)議上傳，支持不同協(xié)議向多平臺轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；輸入電源：AC/DC 220V，導軌式安裝。 |
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ANet-2E4SM |
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4路RS485 串口，光耦隔離，2路以太網(wǎng)接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPC UA、ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模塊）輸入電源：DC 12 V ～36 V 。支持4G擴展模塊，485擴展模塊。 |
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ANet-485 |
M485模塊：4路光耦隔離RS485 |
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ANet-M4G |
M4G模塊：支持4G全網(wǎng)通 |
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35kV/10kV/6kV進線 |
AM5SE-F |
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三段式過流保護、反時限過流保護、兩段式零序101過流/反時限過流保護、兩段式零序102過流/反時限過流保護、重合閘、后加速過流保護、過負荷保護、PT斷線告警、控制回路故障告警、頻率保護、FC閉鎖、失壓跳閘、逆功率保護、過電壓保護、零序過壓保護；斷路器遙控分/合閘操作；故障錄波；獨立的操作回路；檢同期；U、I、P、Q、Ep、Eq等電參量測量。 |
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35kV/10kV/6kV饋線 |
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配電變壓器 |
AM5SE-T |
三段式過流保護、反時限過流保護、兩段式零序101過流保護、兩段式零序102過流保護、101反時限過流保護、102反時限過流保護、過負荷保護、PT斷線告警、控制回路故障告警、非電量保護、FC 閉鎖；斷路器遙控分/合閘操作；故障錄波；獨立的操作回路；U、I、P、Q、Ep、Eq等電參量測量。 |
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電動機（2000KW以下） |
AM5SE-M |
過流一段保護（啟動中、已運行）、過流二段 保護、反時限過流保護、兩段式負序過流/負序 反時限過流保護、兩段式零序過流保護、熱過載保護、過負荷保護、堵轉(zhuǎn)保護、啟動時間過長保護、低電壓保護、非電量保護、PT斷線告警、控制回路故障告警、零序過壓告警、FC閉 鎖、電壓不平衡保護、相序保護、電壓斷相保 護、過電壓保護；斷路器遙控分/合閘操作；故 障錄波；獨立的操作回路；U、I、P、Q、Ep、 Eq等電參量測量。 |
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35kV/10kV/6kV母聯(lián) |
AM5SE-B |
兩段式過流保護、反時限過流保護、后加速過流保護、進線備投/母聯(lián)備投/聯(lián)切備投/自適應備投、PT斷線告警、控制回路故障告警、母線充電保護；斷路器遙控分/合閘操作；故障錄波；獨立的操作回路檢同期。 |
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35KV/10kV/6kV電容器 |
AM5SE-C |
兩段式定時限過流保護、反時限過流保護、兩段式零序過流保護、欠電壓保護、過電壓保護、零序過電壓保護、不平衡電壓保護、不平衡電流保護、非電量保護、PT斷線告警、控制回路故障告警；斷路器遙控分/合閘操作；故障錄波；獨立的操作回路；U、I、P、Q、Ep、Eq等電參量測量。 |
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主變 |
AM5SE-D2 |
兩圈變差動速斷保護、比率制動差動保護 |
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主變 |
AM5SE-TB |
三段式過流保護（帶復合電壓、帶方向閉鎖）、反時限過流保護、零序過流保護、間隙零序電流保護、零序電壓保護、過負荷保護、啟動通風、閉鎖有載調(diào)壓、斷路器遙控分合 閘、故障錄波、全電量測量、獨立操作回路、遙控升檔/降檔/急停、變壓器檔位測量；U、1、P、Q、Ep、Eq等電參量測量。 |
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PT并列監(jiān)測 |
AM5SE-UB |
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PT并列、低電壓告警、PT斷線告警、過電壓告警、零序過壓告警 |
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大功率異步電機 |
AM5SE-MD |
電機差動速斷保護、比率差動保護、啟動中過流一段保護、已運行定時限過流保護、過負荷保護、零序過流保護、過熱保護、堵轉(zhuǎn)保護、低電壓保護、斷路器遙控分合閘、獨立操作回路、故障錄波、全電量測量；U、I、P、Q、Ep、Eq等電參量測量。 |
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主變保護 |
AM5SE-D3 |
三圈變差動速斷保護、比率制動差動保護 |
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主變公共測控、進線公共測控 |
AM5SE-K |
20路遙信、10路開出、遙測 |
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35kV/10kV/6kV 弧光保護 |
ARB5-M |
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測量所有的常用電力參數(shù)，如三相電流、電壓，有功、無功功率，電度，諧波等，并具備完善的通信聯(lián)網(wǎng)功能，非常適合于實時電力監(jiān)控系統(tǒng)。 |
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ARB5-E |
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DIN35mm導軌式安裝結(jié)構，體積小巧，能測量電能及其他電參量，可進行時鐘、費率時段等參數(shù)設置，精度高、可靠性好、性能指標符合國標GB/T17215-2002、GB/T17883-1999和電力行業(yè)標準DL/T614-2007對電能表的各項技術要求，并且具有電能脈沖輸出功能；可用RS485通訊接口與上位機實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。 |
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ARB5-S |
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三相全電量測量，剩余電流、2-63次諧波，支持付費率，量值、電纜溫度，可選2G/4G通訊。 |
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35kV/10kV/6kV進線柜電能質(zhì)量在線監(jiān)測 |
APView500 |
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相電壓電流+零序電壓零序電流，電壓電流不平衡度，有功無功功率及電能、事件告警及故障錄波，諧波（電壓/電流 63 次諧波、50 組間諧波、35 組高次諧波、諧波含有率、諧波功率、諧波畸變率、K因子）、波動/閃變、電壓暫升、電壓暫降（故障源定位）、電壓中斷、沖擊電流、1024點波形采樣、定時錄波、電能質(zhì)量合格率統(tǒng)計，波形實時顯示及故障波形查看，內(nèi)存32G，16DO+22DI，2RS485+1RS232+1GPS，+3以太網(wǎng)接口+1WiFi+1USB接口支持U盤到處數(shù)據(jù)，支持61850協(xié)議。 |
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35kV/10kV/6kV間隔智能操控、節(jié)點測溫 |
ASD500 |
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液晶屏顯示一次回路動態(tài)模擬圖、彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗電、核相、3路溫濕度控制及顯示、遠方/就地、分合閘、儲能旋鈕、預分預合閃光指示、分合閘完好指示、分合閘回路電壓測量、人體感應、柜內(nèi)照明控制、1路以太網(wǎng)、2路RS485、1路USB接口、GPS對時、高壓柜內(nèi)電氣接點無線測溫、全電參量測溫、脈沖輸出、4~20mA輸出 |
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35kV/10kV/6kV傳感器 |
ATE400 |
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合金片固定，CT感應取電，啟動電流大于5安培，測溫范圍-50-125℃，測量精度±1℃；傳輸距離空曠150米 |
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35kV/10kV/6kV間隔 電參量測量 |
APM810 |
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三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In，四象限電能，實時及需量，本月和上月峰值，電流、電壓不平衡度，66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄，2-63次諧波，2DI+2DO，RS485/Modbus，LCD顯示 |
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低壓進線 |
APM810 |
三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In；四象限電能；實時及需量；本月和上月峰值；電流、電壓不平衡度；負載電流柱狀圖顯示；66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄；2-63次諧波；2DI+2DO RS485/Modbus；LCD顯示 |
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AEM96 |
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三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，總正反向有功電能統(tǒng)計，正反向無功電能統(tǒng)計；2-31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）；電流規(guī)格3×1.5(6)A，有功電能精度0.5S級，無功電能精度2級 |
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0.4kV無功補償 |
ARC |
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測量I、U、Hz、cosΦ，具備過電壓保護、欠流鎖定、電網(wǎng)諧波過大保護功能，可控制電容器的投切，RS485/Modbus協(xié)議 |
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APM810 |
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三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In，四象限電能，實時及需量，本月和上月峰值，電流、電壓不平衡度，66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄，2-63次諧波，2DI+2DO，RS485/Modbus，LCD顯示 |
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ANSVC |
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ANSVC低壓無功功率補償裝置并聯(lián)在整個供電系統(tǒng)中，能根據(jù)電網(wǎng)中負載功率因數(shù)的變化控制電力電容器投切進行補償，具有多種補償形式，可根據(jù)電網(wǎng)的實際情況，合理選用補償形式。 |
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0.4kV有源濾波 |
AnSin-□-M Ⅰ型 |
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采用DSP+FPGA全數(shù)字控制方式，并聯(lián)在系統(tǒng)中，兼補諧波和無功；可對2～51次諧波進行全補償或特定次諧波進行補償；具備完善的橋臂過流保護、直流過壓保護、裝置過溫保護功能；基于谷歌Fliutter框架構建的遙信、遙控軟件平臺，具備遠程服務與數(shù)據(jù)處理功能；支持IOS、安卓、PC多平臺交互；具備超前和滯后的功率因數(shù)校正功能，可將三相不平衡負荷調(diào)整至平衡；具備動態(tài)過溫降載功能，較大限度的保證濾波器的持續(xù)運行；具備智能風扇轉(zhuǎn)速控制功能，根據(jù)負荷率和環(huán)境溫度智能控制風扇轉(zhuǎn)速，降低損耗；具備動態(tài)擴容功能。 |
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0.4kV出線 |
AEM72 |
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三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，總正反向有功電能統(tǒng)計，正反向無功電能統(tǒng)計；2-31次分次諧波及總諧波含量分析、分相諧波及基波電參量（電壓、電流、功率）；電流規(guī)格3×1.5(6)A，有功電能精度0.5S級，無功電能精度2級 |
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ARD3M |
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ARD3智能電動機保護器適用于額定電壓至AC690V、額定電流至AC800A、額定頻率為50/60Hz的電動機，可與接觸器、電動機起動器等電器元件構成電動機控制保護單元，有遠程自動控制、現(xiàn)場直接控制、面板指示、信號報警、現(xiàn)場總線通信等功能。 |
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ANHPD300 |
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對用電設備產(chǎn)生的隨機高次諧波、脈沖尖峰、電涌等具有吸收作用，能濾除電壓尖峰雜波、矯正畸變的電壓波形，對諧波噪聲進行消化和吸收，防止保護裝置誤跳閘，保證用電設備正常運行。 |
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DTSD1352 |
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三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，分相正向有功電能統(tǒng)計，總正反向有功電能統(tǒng)計，總正反向無功電能統(tǒng)計；紅外通訊；電流規(guī)格：經(jīng)互感器接入3×1(6)A，直接接入3×10(80)A，有功電能精度0.5S級，無功電能精度2級 |
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變壓器繞組溫度檢測 |
ARTM-8 |
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8路溫度巡檢，熱電阻信號輸入，RS485接口，2路繼電器輸出，預埋PT100 |
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變壓器接頭測溫 低壓進出線柜接頭測溫 |
ARTM-Pn-E |
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可以嵌入式安裝低壓柜面板上，每臺裝置可以接收60個無線傳感器的數(shù)據(jù)。裝置帶有一路485接口，可將采集到的溫度數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控。2路告警出口，全電參量測量 |
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ATE400 |
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合金片固定，CT感應取電，啟動電流大于5（A），測溫范圍-50-125℃，測量精度±1℃；傳輸距離空曠150米 |
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配套附件 |
AKH-0.66 |
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測量型互感器，采集交流電流信號 |
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AKH-0.66L |
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剩余電流互感器，采集剩余電流信號。 |
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柜內(nèi)環(huán)境溫濕度 |
AHE |
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無線溫濕度傳感器，溫度精度：±1℃，濕度精度：±百分之3RH，發(fā)射頻率：5min，傳輸距離:200m，電池壽命：≥3年（可更換） |
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ATC600 |
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兩種工作模式：終端、中繼。ATC600-Z做中繼透傳，ATC600-Z到ATC600-C的傳輸距離空曠1000m，ATC600-C可接收AHE傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，1路485，2路報警出口。 |
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智能遠傳水表 |
物聯(lián)網(wǎng)水表 LXSY-O-M/NB |
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電子直讀式，高清晰液晶顯示，具備誤差自動修正功能；各參數(shù)可設；斷電后數(shù)據(jù)可保存10年以上；可根據(jù)需要擴展遠程控制閥門開關功能；可在120℃下長期工作，水解穩(wěn)定；抗酸堿腐蝕性強不易被腐蝕，阻燃性能好；水資源免遭二次污染 |
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智能遠傳 燃氣表 |
燃氣表 |
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直接讀取燃氣表的窗口值，無累計誤差；電子部分平時可不工作，可在讀表瞬間工作；直讀燃氣表無需初始化；表計地址可以靈活設定 |
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冷熱量表 |
冷熱量表 |
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流量計量無機械齒輪，無磁傳感器，耐磨、耐腐蝕、防攻擊；電壓低或受到攻擊破壞時自動報警；溫度傳感器斷路、短路時自動報警；流量和溫度分段，準確度高；溫度的冷熱端采用數(shù)字方法修正和校準，誤差接近于0；根據(jù)流速智能降耗；數(shù)據(jù)多重備份自動糾錯技術；低功耗 |
11、結(jié)束
城市軌道交通能耗管理系統(tǒng)的應用，實現(xiàn)了軌道交通各系統(tǒng)之間的信息互聯(lián)與資源共享。通過實時的跟蹤、監(jiān)控節(jié)能措施的實施效果，以數(shù)據(jù)說話。通過各類用電分析和節(jié)能效果評估報表客觀、準確了解情況，及時發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的新問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營單位的節(jié)能管理水平，實現(xiàn)運營單位節(jié)能管理工作的持續(xù)改進并達到規(guī)劃的節(jié)能效果。
參考文獻
[1]一種城市軌道交通的能耗管理系統(tǒng)設計.龐家治.
[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與選型手冊.2022.05版.
[3]安科瑞企業(yè)能源管控平臺.2020.08版.
作者簡介：龔永波，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電，Email: 28801392115@qq.com QQ:2881392115
