DOI:10.13238/j.issn.1004-2954.2013.06.018 ·电力 / 电气化· 城市轨道交通能源管理系统设计方案 韩 冶 （ 中铁第四勘察设计院集团有限公司，武汉 430063） 摘 要： 城市轨道交通能源管理系统以轨道交通运营消耗的电、水、燃气、燃油、冷（ 热） 量等为主要管理对象，通过 在车站、车辆段（ 或停车场） 、控制中心、主变电所的主要耗能设备设置计量表计，利用现场控制网络实现实时在线 采集和分类、分项、分户计量。该系统结合其他系统提供的相关信息分析能源利用效率，制定出相应的优化管理措 施，达到节能和降低运营成本的目的，提高城市轨道交通能源利用水平。 关键词： 城市轨道交通； 能源管理； 节能； 设计方案 中图分类号： U239. 5 文献标识码： A 文章编号： 1004-2954（ 2013） 06-0157-03 Design Scheme of Energy Management System for Urban Rail Transit HAN Ye （ China Railway SIYUAN Survey and Design Group Co． ，Ltd． ，Wuhan 430063，China） Abstract： Electricity，water，gas，fuel oil，cold and heat energy and other relevant energy resources which will be consumed in the operation of urban rail transit are taken as the main management objects by this Energy Management System （ EMS） ． Intelligent energy measuring meters will be fitted at the main energy-consuming equipments in the stations，rolling stock depots，Operation Control Center （ OCC） and main substations． By using field control network， the real-time online data collection of energy consumption can be realized，and then classified，itemized and household metering modes can be achieved． After combing with relevant information provided by other systems，the energy utilization efficiency can be analyzed by this system and corresponding optimal management measures can be drawn up，with the aim of energy saving and cost reduction so as to improve energy utilization efficiency of urban rail transit． Key words： urban rail transit； energy management； energy saving； design scheme 城市轨道交通作为公众交通服务项目几乎是不存 在盈利的， 其建设投资高、运营成本高，是个高亏损、高 补贴的行业。城市轨道交通能源消耗成本通常占运营 直接成本的 30% 以上。与此同时我国面临非常严峻的 能源安全和环境压力， 政府正大力推行节能减排战略。 为了响应政府大力推行节能减排战略，推进城市 轨道交通节能降耗，提高城市轨道交通用能效率，降压 轨道交通运营成本，建立地铁能源管理系统已经是当 务之急。 城市轨道交通是大运量的交通运输系统，也是耗 能大户。作为重点用能单位，应按照科学用能的原则， 加强节能管理，提高能源利用效率。 节能工作应该讲 求实效和重视节能数据统计分析，挖掘节能潜力。 能 源管理系统能帮助地铁运营单位方便地取得各类 、各 项、各户的用能状况分析数据，从中找出各用能环节的 真正问题，并制定行之有效的节能措施。 城市轨道交通能源管理系统简述 收稿日期： 2013-04-08 作者简介： 韩 冶（ 1959—） ，男，高级工程师，1982 年毕业于西南交通 大学，工学学士。 1 ［8］ 于万聚． 高速电气化铁路接触网［M］． 成都： 西南交通大学出版 ［11］ 中华人民共和国铁道部． TB / T3271—2011 轨道交通 受流系统 城市轨道交通能源管理系统简单的说就是对轨道 檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾 2002． 社， 受电弓 与 接 触 网 相 互 作 用 准 则［S］． 北 京： 中 国 铁 道 出 版 ［9］ 《常用道岔主要参数手册》编写组． 常用道岔主要参数手册［M］． ［10］ 唐伟． 动车组特殊编组方式下的接触网电分相设计［J］． 电气化铁 2011（ 4） ： 15-18． 道， 铁道标准设计 RAILWAY 2012． 社， ［12］ 中华人民共和国铁道部． 建技［2004］42 号 关于印发《接触网分 2005． 北京： 中国铁道出版社， 相装置及设置的规定（ 试行） 》的通知［S］． 北京： 中华人民共和国 2004． 铁道部， STANDARD DESIGN 2013（ 06） 157 ·电力 / 电气化· 韩 冶—城市轨道交通能源管理系统设计方案 交通运营消耗的能源 （ 如： 电、水、燃气、燃油、热力、冷 量） 进行监测、记录、分析。 实时监测各种能源的详细 传输速率不小于 10 Mbps。 车站级工作站一般仅设置 在较大规模车站、车辆段和停车场。 使用情况，为节能降耗提供直观科学的依据 ，促进管理 水平的提高，降低运营成本，使能源充分合理使用，控 数据采集终端与智能表计之间通信网络采用现场 总线技术组建，通信接口采用 RS485 或 Lonworks，通信 制浪费，达到节能减排，提高用能效率的目的。 协议采用 Modbus 或 Lontalk。数据采集终端通常根据 现场环境选用机架式或壁挂式，关键部分冗余设计。 能源管理系统为城市轨道交通的能源在线计量 、 能源质量监测、能耗数据统计、节能潜力分析、节能控 制、节能效果验证以及能耗数据管理及上传等方面提 供科学的技术手段。可依托能源管理系统建立能耗定 额、能耗考核等一整套能源管理体系 。 2 城市轨道交通能源管理系统结构 城市轨道交通能源管理系统主要由中心级能源管 理系统、车站级能源管理系统、智能表计以及相互联系 的通信网络组成。城市轨道交通能源管理系统结构如 数据采集终端支持多种本地和远传通信方式 ，支持一 发多收，支持各种智能表计通信规约，设有内部存储 器，失电后数据不丢失。 3 城市轨道交通能源管理系统表计配置 轨道交通能源管理系统应根据能源的种类配置相 应的能耗计量器具，如智能电表、水表、燃气表、燃油 表、冷（ 热） 量表等。 3. 1 智能电表的配置方案 智能电表配置方案应符合下列要求 ： （ 1） 主变电所主变压器高压进线及中压 母 线 进 图 1 所示。 线、车站变电所中压馈线应设置智能表计 ，采集全线总 电耗、牵引用电总电耗，并可通过计算得出变压器损耗 及线路损耗。 （ 2） 车站变电所应设置智能电表的低压 配 电 回 路： 低压总进线回路、工作照明、节电照明、广告照明、 区间照明、给排水泵、电梯和自动扶梯、屏蔽门、公共区 域空调通风系统、设备及管理用房空调通风系统、空调 水系统、VRV 空调、隧道风机、商业用电。 车站变电所宜设置智能电表的低压配电回路 ： 变 电所用电、通信系统、信号系统、ISCS 系统、AFC 系统、 图1 2. 1 城市轨道交通能源管理系统结构 中心级能源管理系统 中心级能源管理系统采用双机冗余系统，热备用 方式，并设置 WEB 服务器，接入 办 公 自 动 化 系 统 网 络，用户可利用办公自动化系统实现对能源管理系统 BAS 系统、FAS 系统等特殊用电。 （ 3） 车站环控电控室应设置智能电表的低压配电 回路： 空调机组、排风机、送风机、冷水机组、冷冻水泵、 冷却水泵、冷却塔风机。 （ 4） 控制中心、车辆段、综合基地及其他沿线建筑 的浏览查看。 的商业跟随式降压变电所、配电室按电能分项设置智 能电表。 中 心 级 能 源 管 理 系 统 主 要 由 主 备 系 统 服 务 器、 WEB 服务器、操作员工作站、维护工作站、打印机、防 （ 5） 控制中心应设置办公楼宇的各租赁单位等分 户智能电表； 控制中心可设置楼层、部门、办公室等分 火墙、交换机等设备组成。 中心级通信网络采用以太 网技术组建，网络传输媒介采用屏蔽双绞线或光纤 ，通 户智能电表。 信传输速率不小于 100 Mbps。 2. 2 车站级能源管理系统 车站级能源管理系统主要由车站级工作站 、交换 车辆段及综合基地应设置以下分户智能电表 ： 综 合办公楼、检修库、维修车间、食堂、泵房等。 （ 6） 电力功率不低于 10 kW 的用电回路宜设置智 能电表，其他设施（ 如景观照明、开水炉、分体空调等 ） 机、数据采集终端等设备组成。 车站级通信网络采用 以太网与现场总线相结合的方式，独立于变电所综合 宜设置智能电表。 3. 2 智能水表的配置方案 自动化系统通信网络单独设置。 车站、控制中心、车辆段及综合基地等总进水、各 主要分项进水应设置智能水表； 车站等驻场商户进水 车站级工作站与数据采集终端之间通信网络采用 以太网技术组建，网络传输媒介采用屏蔽双绞线，通信 158 应设置智能水表； 其他耗水量大的分支用水管路或用 铁道标准设计 RAILWAY STANDARD DESIGN 2013（ 06） 韩 冶—城市轨道交通能源管理系统设计方案 ·电力 / 电气化· 水设备前端。 3. 3 智能燃气表的配置方案 合理有效地分析节能情况。如牵引的用电与地铁列车 运行相关，需设置与信号系统接口； 车站照明用电与车 智能燃气表应在控制中心、车辆段及综合基地等 总进气设置。 站人流量相关，需设置与 AFC 系统接口； 通风空调的