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杂志名称:《价值工程》
主管单位:河北省科学技术协会
主办单位:河北省技术经济管理现代化研究会
国际刊号:1006-4311
国内刊号:13-1085/N
邮发代号:18-2
责任编辑:张崇
咨询电话:18132119945
投稿邮箱:vezzs02@163.com

新闻动态
电能管理系统在智能轨道交通中的设计与应用

城市轨道交通可以填补市民出行方式的空缺,它的运行需要有持续的电能提供支持。为了给轨道交通营造稳定的运行环境,迫切需要建立相应的电能管理系统,以此实现高质量的电能供给。在本文中,将对应的电能管理系统作为基础,对其运行机制做以解析,并提出针对性方案,以此增强电能管理系统的运作效率。

1 研究现状

       整车的运行需要从牵引机上获得动力,因此这也是用电比例*大的一个环节。此外,不同的气候要求列车需要对温度加以调整,因此空调系统紧随其次。而后,诸如照明等环节也需要一定电量,但所占比例较少,具体可参照图1。

图1 轨道交通各内部环节的能耗情况

       总的来说,电能的质量不可能时长处于高质水平,它受多方面的影响,具体如下:①由于列车用电存在特殊性,加之内部元器件的影响,使得整体电流与电压均出现波动,而二者又是电能质量的因素,所以必将带来电能质量的下降;②列车内部含有丰富的PLC,作为一种工业计算机,当电力系统出现波动后,普通质量的电能将难以适用。

2 架构设计

电能监管系统采用C/S架构实现系统功能,EMS电能数据和BAS电能数据通过车站/停车场的FEP进行采集,电能监管系统服务端程序定时轮询FEP采集电能数据;PSCADA子系统的电能数据通过ISCS系统采集记录到本地数据库。各个车站和停车场的电能数据采集后,存储在本地实时数据库,实时同步到中央历史数据库。全线级别的统计、报表生成通过对中央历史数据库中的全线电能数据进行分析统计来实现。电能监管系统的架构如图2所示。

图2

     车站的FEP从EMS和BAS子系统中采集电能数据。EmsAgent从FEP获取到能数据后,传送到MicsRdbAgent。MicsRdbAgent对电能数据进行处理,根据业规则生成报警和事件,并且把报警发送到MicsAlarmAgent模块,事件发送到MicsDataAgent模块。MicsAlarmAgent模块负责把报警推送到工作站,把报警数据记录到车站数据库中。MicsDataAgent负责把数据点状态事件推送到工作站,把事件和业务数据记录到车站数据库中。车站ISCS负责采集PSCADA的电能数据,记录到车站数据库,实时同步到中央历史数据库。

3 具体应用

       在以往的检测模式中,检测部门获取到的信息需要经过一定的时长后,轨道管理部门才能接收到对应的内容,这就意味着信息的传输存在明显的滞后性。当引入信息技术后,全新的管理系统可以将当下获取的数据第一时间传送给轨道部门。此后相关人员能够针对实时性的信息对整个运输系统进行调控,可以创造更稳定的轨道交通运行环境。

3.1电能质量统计与分析

       从功能层面探讨,可将管理系统划分为两个层面:①监测。此环节需要依赖于远程终端而进行,对电能的评估可从两方面考虑,一个是电压,另一个则是电流,因此终端便要获取以上两方面的实时信号,为了将其更直观地呈现在用户面前,还能够将其转化,*终形成相应的波形图。显然这是一个多环节相协调的过程,因此设计到的模块自然不少,除了基本的采集模块外,还需配有图形处理、传输等模块。当然,从细节上分析,远程监控并非只是电压与电流进行监测这么简单,它具体涉及到谐波、频率等各个具体内容。②分析。在得到上述信息后,系统能够以此为基准,展开具体的分析。综合衡量各项指标,*终判断出电能的具体情况,而后将所得结果在第一时间传送至用户手中。

具体可参见图3。

图3 电能质量系统运作流程图

       数字技术的深度进步,为电能质量分析工作创造了更多的可能。以此技术为基础衍生出的方法多种多样,具体可分为如下三种:

①频域分析法,所涉及到的参量有频率扫描以及混合谐波潮流等内容;②时域分析方法,这是一种*为普遍的方法,它的环节简单,运作效率高,可直接对波形展开分析,为用户呈现直观的结果;③以傅里叶变换为首的变换法。

3.2电能质量评估

       从功能角度看,质量管理系统的服务对象是电能,具体涉及到谐波、偏差等各个环节,通过对接入点进行监测,能够在第一时间获得相应信息,并同步传输至用户手中。综合各类电能质量评测案例可知,无外乎两种方法:①对具有针对性地对单项指标展开分析;②对多项指标进行全面分析。

图4 电能质量评估环节

       以图4为基础,由上至下对各环节展开分析。在数据采集方面,需要借助远程终端而实现,此时可获取各类所需的指标,诸如谐波、偏差等,这是后续环节的基础,对监测的准确性提出了严苛的要求。接着将进行两方面的分析,若对各项指标逐一分析,便可称之为单向指标评估环节;此外,各项指标*终需要构成整体,因此综合性评估也不必可少,这便是综合评估环节。*终,综合两个维度的评估环节,可以得出更为完善的评估结果,这便是评估结论环节。*终,以所得结论为基础,综合轨道交通系统的实际情况,制定出相应的策略,为运输提供保障。

引入层次分析法,可以高效地对电能质量展开评估。其具体流程为:选定所需测定的各项指标,并逐一加以赋权,在此基础上再引入模糊数学法,*终实现全面评估。同时,在权重的确定上,采用的是区间数逼近法,此时需要引入嫡权理论,它能获得更理想的权重数据,不受人为因素的干扰。在过去,对各项指标的采集过程中,市场伴有间断现象的出现,而引入新方法后,可以获得更理想的连续性,使得评定结果能够更加准确。

3.3智能化数据展示及预警

       需要充分肯定的是,电能质量管理系统具备优良的动态性,无论是与电能质量有关的各项参数,还是具体的能耗情况,都可在此系统作用下完好地呈现出来。它的时效性更加理想,同时数据展示更加直观,对于轨道系统工作者而言,无需花费大量的心思,只需根据所呈现的内容便可对具体的电能情况做以深度了解。

系统采集设备状态事件信息产生报警事件,报警信息包含通信故障、设备故障、2进线失压段相、2进线相序错误、过负荷报警、电流不平衡等信息。报警信息依据等级显示不同颜色,不同等级的报警播放不同的报警声。报警产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。

图5

4安科瑞Acrel-3000WEB电能管理解决方案

4.1概述

       用户端消耗着整个电网80%的电能,用户端智能化用电管理对用户可靠、安全、节约用电有十分重要的意义。构建智能用电服务体系,全面推广用户端智能仪表、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:先进的表计,智能楼宇、智能电器、增值服务、客户用电管理系统、需求侧管理等课题。

       安科瑞Acrel-3000WEB电能管理解决方案通过对用户端用电情况进行细分和统计,以直观的数据和图表向管理人员或决策层展示各分项用电的使用消耗情况,便于找出高耗能点或不合理的耗能习惯,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撑。

      某煤矿采用了电能管理系统的应用使电能管理部门通过网络监控电能使用情况及用能单位的能耗数据提高了企业电能管理的及时性、准确性及电能利用效率科学地提高了峰谷比值。目前某矿用电峰谷比由应用电能管理系统前的1:1:1提高到1:1:5,平均每月节约电费50多万元。

 

       (转载)

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