城市軌道交通能源管理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)初探

袁若岑 李金龍 彭秀梅 汪群軍 皮雁南

(1. 北京市地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司地鐵運(yùn)營(yíng)技術(shù)研發(fā)中心 北京 102208；2. 北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司 北京 100037；3. 北京市地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司 北京 100044；4. 江蘇聯(lián)宏自動(dòng)化系統(tǒng)工程有限公司 南京 210046)

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城市軌道交通能源管理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)初探

袁若岑1李金龍2彭秀梅3汪群軍4皮雁南1

(1. 北京市地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司地鐵運(yùn)營(yíng)技術(shù)研發(fā)中心 北京 102208；2. 北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司 北京 100037；3. 北京市地鐵運(yùn)營(yíng)有限公司 北京 100044；4. 江蘇聯(lián)宏自動(dòng)化系統(tǒng)工程有限公司 南京 210046)

通過對(duì)國(guó)內(nèi)外能源管理系統(tǒng)的研究分析與對(duì)比，結(jié)合城市軌道交通能源管理工作的實(shí)際情況，從能源管理系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)原則、能源計(jì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選擇依據(jù)、能源計(jì)量器具配置要求以及主要功能模塊設(shè)計(jì)4個(gè)方面提出城市軌道交通行業(yè)能源管理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)框架。最后提出，相關(guān)企業(yè)應(yīng)著重從加強(qiáng)能源計(jì)量器具配備以及企業(yè)自身能源管理考核工作的角度完善標(biāo)準(zhǔn)編制工作。

城市軌道交通；能源管理系統(tǒng)；標(biāo)準(zhǔn)；框架設(shè)計(jì)

近些年來隨著城市軌道交通的跨越式發(fā)展，能源消耗一直保持迅速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。但由于缺乏總體的規(guī)劃設(shè)計(jì)、統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和開發(fā)平臺(tái)，造成已建的能源管理系統(tǒng)之間、能源管理系統(tǒng)與其他在線系統(tǒng)之間難以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通和信息的大規(guī)模集成，給信息共享造成了很大障礙，制約了能源管理系統(tǒng)應(yīng)用水平的整體提高。因此，迫切需要開展能源管理系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的編制工作，為政府級(jí)及企業(yè)級(jí)的能源管理系統(tǒng)在建工程提供技術(shù)指導(dǎo)，以逐步達(dá)到“信息采集自動(dòng)化、傳輸網(wǎng)絡(luò)化、管理數(shù)字化、決策科學(xué)化”的目標(biāo)；同時(shí)也為正在規(guī)劃中的新線能源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與建設(shè)工程打下標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)。

1 能源管理系統(tǒng)研究及應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外現(xiàn)狀

半個(gè)多世紀(jì)以來，走過工業(yè)化發(fā)展之路的發(fā)達(dá)國(guó)家提前意識(shí)到能源緊缺的嚴(yán)重性，其采用政策導(dǎo)向和信息化技術(shù)手段雙管齊下的方式逐步提高自身的能源管理水平。

在政策、法律法規(guī)制定方面，發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)推行了一系列節(jié)約能源的標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)以及合格評(píng)定程序，涉及重點(diǎn)領(lǐng)域包括節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、可再生能源、環(huán)境管理、廢舊產(chǎn)品利用和清潔生產(chǎn)等[1]。從歐盟、日本、澳大利亞等國(guó)家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)可以看出，要在節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)化工作方面取得成績(jī)，就需要以法律法規(guī)來確立其重要地位，并從系統(tǒng)工程角度聯(lián)合各部門綜合采取多種手段來推進(jìn)工作。

在信息化技術(shù)應(yīng)用和研究方面，發(fā)達(dá)國(guó)家很早就開始關(guān)注能源管理系統(tǒng)的應(yīng)用及研究。在通過信息化手段對(duì)各類能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行有效整理和統(tǒng)計(jì)計(jì)算的同時(shí)，逐步實(shí)現(xiàn)了能源管理工作的規(guī)范化和程序化，提高了信息處理的速度和準(zhǔn)確性[2]。隨著信息化技術(shù)的迅猛發(fā)展，專家們已不再滿足于系統(tǒng)的傳統(tǒng)開發(fā)模式，正在逐步致力于面向高層管理，解決多層次大范圍的決策問題以及非結(jié)構(gòu)化信息的處理工作，系統(tǒng)也逐漸開始強(qiáng)調(diào)綜合管理功能、多維服務(wù)模式，人機(jī)協(xié)調(diào)、智能化、集成化的計(jì)算機(jī)輔助等管理功能[3]。

與此同時(shí)，能源數(shù)據(jù)庫的研究和開發(fā)也取得了階段性成果。20世紀(jì)80年代末，英國(guó)開展的NDBS(non-domestic building stock)項(xiàng)目，對(duì)已建和在建的工業(yè)建筑、商業(yè)建筑和公共建筑等進(jìn)行了全面統(tǒng)計(jì)，建立了包括建筑類型、結(jié)構(gòu)類型、建造年代、墻體材料、空調(diào)形式、能耗情況等的詳細(xì)數(shù)據(jù)庫。日本和美國(guó)也對(duì)本國(guó)的商業(yè)建筑能耗有詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

1.2 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀

目前，國(guó)內(nèi)能源管理系統(tǒng)的研究及應(yīng)用工作正處于起步階段，城市軌道交通行業(yè)的能源管理平臺(tái)建設(shè)同樣處于摸索階段，在缺乏針對(duì)城市軌道交通行業(yè)能源計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的情形下，普遍存在能源計(jì)量器具配備率偏低、信息自動(dòng)化采集程度不高等問題。

在能源計(jì)量器具配備率方面，城市軌道交通運(yùn)營(yíng)企業(yè)通常會(huì)在運(yùn)營(yíng)線路加裝計(jì)量牽引供電和動(dòng)力照明的總用電計(jì)量器具，以掌握總體用能情況，但是考慮到管理成本較高等問題，不再繼續(xù)關(guān)注動(dòng)力照明分項(xiàng)的計(jì)量工作，造成表征主要機(jī)電設(shè)備(如空調(diào)、電梯等)用電情況的分項(xiàng)計(jì)量數(shù)據(jù)嚴(yán)重缺乏。企業(yè)的用水、天然氣和熱力計(jì)量工作也存在類似的問題。如果不增加能源計(jì)量配備率，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致企業(yè)節(jié)能潛力分析工作無法開展，節(jié)能量化考核難以實(shí)現(xiàn)等問題。

在系統(tǒng)自動(dòng)化采集程度方面，由于部分城市既有地鐵線路建設(shè)時(shí)期較早，且缺乏能源管理系統(tǒng)的總體規(guī)劃，造成既有線路的部分能源計(jì)量器具不具備信息采集的自動(dòng)化和數(shù)據(jù)信息遠(yuǎn)傳的功能，再加上缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，造成信息采集的時(shí)空間隔、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)精度、交換格式與表達(dá)方式呈現(xiàn)多樣化特征，這樣會(huì)削減能源計(jì)量數(shù)據(jù)的集成和利用價(jià)值，加大能源信息資源開發(fā)利用的難度。

2 標(biāo)準(zhǔn)框架研究

基于能源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建設(shè)階段的實(shí)際情況，結(jié)合國(guó)內(nèi)外能源管理系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，根據(jù)軌道交通行業(yè)的主要特點(diǎn)，筆者提出軌道交通系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)框架設(shè)計(jì)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下方面的問題。

2.1 明確現(xiàn)場(chǎng)能源計(jì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)

現(xiàn)場(chǎng)能源計(jì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選取原則應(yīng)綜合考慮能源消耗的種類、主要用途、不同消耗主體等因素，按照分類、分項(xiàng)及分戶的形式進(jìn)行選擇。一般而言，城市軌道交通能源資源消耗種類主要包括電力、天然氣、熱力和水等。其中，電力是軌道交通運(yùn)營(yíng)過程中的主要消耗能源，消耗能量通常占比80%左右，主要分為牽引用電和動(dòng)力照明用電。

牽引供電系統(tǒng)由牽引變電所和牽引網(wǎng)系統(tǒng)組成，牽引變電所將三相高壓交流電變成適合電力機(jī)車應(yīng)用的750 V(1 500 V)直流電；饋電線再將牽引變電所的直流電送到牽引網(wǎng)上，電力機(jī)車通過受流器與牽引網(wǎng)的直接接觸而獲得電能[4]。通過分析牽引供電系統(tǒng)的電能消耗過程，得出牽引用電主要包含車輛牽引用電、車輛輔助用電以及牽引降壓變電所損耗等，由于車輛牽引用電計(jì)量難度較大，且大多數(shù)計(jì)量方法尚在摸索階段。因此，為了逐步研究車輛牽引電量的變化規(guī)律，建議針對(duì)牽引變壓器的前端、后端以及車輛輔助設(shè)備加裝用電計(jì)量裝置。

動(dòng)力照明用電一般是指車站站臺(tái)機(jī)電設(shè)備的耗電量。由于耗電設(shè)備種類繁多，而且以機(jī)電設(shè)備為主，從節(jié)能潛力分析的角度，摸清設(shè)備特性與環(huán)境參數(shù)關(guān)系尤為重要。因此，應(yīng)重點(diǎn)考慮動(dòng)力照明用電的分項(xiàng)與分戶計(jì)量監(jiān)測(cè)的問題，出于研究主要耗電設(shè)備特性與環(huán)境參數(shù)關(guān)系的角度，將耗電量較大的設(shè)備以及與運(yùn)營(yíng)安全相關(guān)的設(shè)備定為現(xiàn)場(chǎng)能源計(jì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)，比如通風(fēng)空調(diào)、電梯以及照明用電等。此外還需關(guān)注400 V回路細(xì)分項(xiàng)的異常用電情況，逐步達(dá)到通過能源監(jiān)測(cè)工作，優(yōu)化主要耗能設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，輔助安全運(yùn)營(yíng)服務(wù)的目的。

正線水耗計(jì)量一般分為3大類：生產(chǎn)用水、生活用水以及消防用水。其中，生產(chǎn)用水和生活用水的細(xì)分回路不易分開，通常統(tǒng)稱為生產(chǎn)、生活用水。設(shè)置水計(jì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮與運(yùn)營(yíng)過程緊密相連的主要耗水設(shè)施設(shè)備，一般包括空調(diào)補(bǔ)水、商業(yè)用水和衛(wèi)生間用水等。另外，當(dāng)考慮進(jìn)行水平衡分析時(shí)，還應(yīng)對(duì)所有進(jìn)出水管路加裝計(jì)量裝置，保證進(jìn)水量計(jì)量數(shù)值與出水量計(jì)量數(shù)值一致。

熱力能源通常用于為廠房和辦公樓供暖，在北方城市中應(yīng)用較多。由于管道老化且年久失修等原因，可能造成無法實(shí)時(shí)監(jiān)控?zé)崃芫W(wǎng)的安全運(yùn)行情況，一旦管線發(fā)生跑、冒、滴、漏等問題，無法第一時(shí)間找到原因并妥善處理事故，容易貽誤事故處理的最佳時(shí)間，從而擴(kuò)大事故的損失程度及范圍。因此，建議加裝針對(duì)單體建筑的分戶熱力計(jì)量裝置，并形成這個(gè)熱力管網(wǎng)的管控體系。

天然氣通常用于員工食堂、浴室等區(qū)域，雖然消耗量較小，但是仍然建議根據(jù)應(yīng)用區(qū)域進(jìn)行分戶計(jì)量；有的北方城市還將天然氣用于供暖，天然氣就會(huì)轉(zhuǎn)換為熱力能源，造成天然氣的消耗量驟然提高，這時(shí)需要考慮同時(shí)進(jìn)行天然氣與熱力的分戶計(jì)量工作，以便逐步開展熱力鍋爐運(yùn)行效率、氣-熱轉(zhuǎn)換率和熱量利用率等形式的節(jié)能管理及控制工作。

國(guó)內(nèi)某地鐵運(yùn)營(yíng)公司根據(jù)自身計(jì)量與管理要求搭建了企業(yè)級(jí)能源管理系統(tǒng)能源分類、分項(xiàng)計(jì)量模型框架(見圖1)和能源分戶計(jì)量模型框架(見圖2)。其中，該地鐵公司按照分戶形式開展能源管理工作，實(shí)際計(jì)量工作卻是按照分類、分項(xiàng)形式進(jìn)行的。雖然模型中關(guān)于能源計(jì)量細(xì)項(xiàng)需根據(jù)各地區(qū)地鐵公司能源管理要求以及消耗能源的種類和分項(xiàng)而定，但是能源消耗計(jì)量細(xì)分的工作思路值得借鑒。

圖1 企業(yè)級(jí)能源管理系統(tǒng)能源分類、分項(xiàng)計(jì)量模型框架

圖2 企業(yè)級(jí)能源管理系統(tǒng)能源分戶計(jì)量模型框架

2.2 確定能源計(jì)量器具配置要求

2.2.1 明確能源計(jì)量器具配置率要求

確定企業(yè)能源計(jì)量器具配置原則應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注企業(yè)管理模式及其相應(yīng)的管理分區(qū)，并結(jié)合能源計(jì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置，根據(jù)GB/T 17167—2006標(biāo)準(zhǔn)[5]要求，能源管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的能源計(jì)量器具配備率應(yīng)不低于表1的規(guī)定。其中，單臺(tái)設(shè)備能源消耗量大于或等于表2中一種或多種能源消耗量限定值的為主要用能設(shè)備。

表1 能源計(jì)量器具配備率要求單位 %

表1中：① 進(jìn)出用能單位的季節(jié)性供暖用蒸汽(熱水)可采用非直接計(jì)量載能工質(zhì)流量的其他計(jì)量結(jié)算方式;②進(jìn)出主要次級(jí)用能單位的季節(jié)性供暖用蒸汽(熱水)可以不配備能源計(jì)量器具;③在主要用能設(shè)備上作為輔助能源使用的電力和蒸汽、水等載能工質(zhì)，其耗能量很小(低于表2的要求)可以不配備能源計(jì)量器具。

表2 主要用能設(shè)備能源消耗量(或功率)限定值

表2中：① 對(duì)于可單獨(dú)進(jìn)行能源計(jì)量考核的用能單元(裝置、系統(tǒng)、工作、工序、工段等)，如果用能單元已配備了能源計(jì)量器具，用能單元中的主要用能設(shè)備可以不再單獨(dú)配備能源計(jì)量器具；② 對(duì)于集中管理同類用能設(shè)備的用能單元(鍋爐房、泵房等)，如果用能單元已配備了能源計(jì)量器具，用能單元中的主要用能設(shè)備可以不再單獨(dú)配備能源計(jì)量器具。

然而，對(duì)于軌道交通運(yùn)營(yíng)企業(yè)而言，上述標(biāo)準(zhǔn)中部分限值可能要求偏低，比如主要用能設(shè)備電力消耗量(功率)限定值為100 kW，而達(dá)到這個(gè)限值的主要設(shè)備只有站臺(tái)通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中的個(gè)別風(fēng)機(jī)和一部分冷水機(jī)組。因此，建議軌道交通企業(yè)應(yīng)在達(dá)到GB/T 17167標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身實(shí)際情況，制定能源分類、分戶、分項(xiàng)計(jì)量模型，以及相應(yīng)能源的配備率標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.2 合理選用能源計(jì)量器具

根據(jù)GB/T 17167—2006的標(biāo)準(zhǔn)要求，能源計(jì)量器具的性能應(yīng)滿足相應(yīng)的生產(chǎn)工藝和使用環(huán)境(如溫度、溫度變化率、濕度、照明、振動(dòng)、噪聲、粉塵、腐蝕、電磁干擾等)要求。對(duì)于軌道交通行業(yè)而言，地下環(huán)境較為復(fù)雜，各企業(yè)應(yīng)在摸清自身安裝環(huán)境的基礎(chǔ)上選擇相應(yīng)的計(jì)量器具。除此之外，能源管理系統(tǒng)所選用的計(jì)量器具還須能夠提供計(jì)量數(shù)據(jù)的輸出接口。

能源管理系統(tǒng)計(jì)量器具準(zhǔn)確度等級(jí)要求不應(yīng)低于表3的規(guī)定。

表3 用能單位能源計(jì)量器具準(zhǔn)確度等級(jí)要求

表3中：1) 當(dāng)計(jì)量器具是由傳感器(變送器)、二次儀表組成的測(cè)量裝置或系統(tǒng)時(shí)，表中給出的準(zhǔn)確度等級(jí)應(yīng)是裝置或系統(tǒng)的準(zhǔn)確度等級(jí)。裝置或系統(tǒng)未明確給出其準(zhǔn)確度等級(jí)時(shí)，可用傳感器與二次儀表的準(zhǔn)確度按誤差合成方法合成;2) 運(yùn)行中的電能計(jì)時(shí)裝置按其所計(jì)量電能的多少，將用戶分為Ⅴ類。Ⅰ類用戶為月平均用電量500萬kWh及以上或變壓器容量為10 000 kVA及以上的高壓計(jì)費(fèi)用戶；Ⅱ類用戶為小于Ⅰ類用戶量(或變壓器容量)但月平均用電量為100萬kWh及以上或變壓器容量為2 000 kVA及以上的高壓計(jì)費(fèi)用戶，Ⅲ類用戶為小于Ⅱ類用戶用電量(或變壓器容量)但月平均用電量10萬kWh及以上或變壓器容量為315 kVA及以上的計(jì)費(fèi)用戶；Ⅳ類用戶為負(fù)荷容量為315 kVA以下的計(jì)費(fèi)用戶；Ⅴ類用戶為單相供電的計(jì)費(fèi)用戶。

2.3 系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)原則

能源管理系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)原則應(yīng)結(jié)合軌道交通行業(yè)的特點(diǎn)，充分考慮硬件設(shè)備防塵、防腐蝕、防潮、防霉、防振、抗電磁干擾和靜電干擾的能力，此外還需考慮企業(yè)的經(jīng)濟(jì)承受能力，逐步完善。然而，對(duì)于運(yùn)營(yíng)時(shí)間較久遠(yuǎn)的軌道交通運(yùn)營(yíng)企業(yè)，由于部分線路設(shè)計(jì)年代較早，并未統(tǒng)籌考慮過能源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題，建議遵循“新線新辦法，老線老辦法”的原則，一方面敦促建設(shè)方在新線建設(shè)時(shí)統(tǒng)一考慮能源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及接入問題，另一方面對(duì)既有線路的能源計(jì)量情況進(jìn)行梳理及分析，分批次區(qū)別對(duì)待不同時(shí)期開通的地鐵線路，爭(zhēng)取最大限度地統(tǒng)一新老線路能源管理系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)原則。

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)應(yīng)基于成熟的軟件平臺(tái)，充分考慮按照用戶需求進(jìn)行二次開發(fā)的問題，并提供必要的完善和升級(jí)空間。軟件平臺(tái)應(yīng)基于開放系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)技術(shù)開發(fā)，能夠協(xié)調(diào)并提供每一個(gè)功能模塊公用數(shù)據(jù)的訪問。

2.4 主要功能模塊設(shè)計(jì)

結(jié)合軌道交通行業(yè)特點(diǎn)，能源管理系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)需求包括以下方面。

1) 感知需求。通過對(duì)城市軌道交通的能源消耗進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到相關(guān)傳感器的工作運(yùn)行數(shù)據(jù)、能耗監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)等。

2) 傳輸需求。是指采用無線通信網(wǎng)絡(luò)、有線通信網(wǎng)絡(luò)為系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸過程提供遠(yuǎn)傳通信信道。

3) 應(yīng)用需求。城市軌道交通能源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與建設(shè)理念應(yīng)深度挖掘能源消耗與機(jī)電設(shè)備特性、環(huán)境參數(shù)與客流特征的關(guān)系，充分利用軌道交通運(yùn)營(yíng)企業(yè)自身的數(shù)據(jù)庫，結(jié)合客流信息系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)等軟硬件設(shè)施，統(tǒng)籌考慮、資源共享。企業(yè)可以根據(jù)自身能源管理系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求，逐步完善軌道交通能源管理系統(tǒng)功能模塊的設(shè)計(jì)工作。

2.4.1 能源數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)模塊

能源數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)模塊應(yīng)能自動(dòng)采集各類能源計(jì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)瞬時(shí)量和累計(jì)量，數(shù)據(jù)類別一般包括能耗數(shù)據(jù)以及能源質(zhì)量瞬時(shí)數(shù)據(jù)，采集周期可以根據(jù)數(shù)據(jù)類別的不同在1 min～24 h范圍內(nèi)浮動(dòng)。采集數(shù)據(jù)項(xiàng)目應(yīng)符合地方、行業(yè)以及企業(yè)自身能源統(tǒng)計(jì)和能源計(jì)量管理部門的要求。

2.4.2 采集數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)、查詢系統(tǒng)模塊

結(jié)合軌道交通行業(yè)的特點(diǎn)，建議能源管理系統(tǒng)采用分布式數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)從下而上一般包括現(xiàn)場(chǎng)級(jí)數(shù)據(jù)采集設(shè)備、數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站和企業(yè)級(jí)能源管理平臺(tái)。其中，根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)及查詢的需求，數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站可以由車站級(jí)管理子系統(tǒng)和(或)線路級(jí)管理子系統(tǒng)組成。

計(jì)量裝置和數(shù)據(jù)采集器之間應(yīng)采用符合各相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議。對(duì)于電能表，參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 645—1997《多功能電表通信規(guī)約》執(zhí)行。對(duì)于水表、燃?xì)獗砗蜔?冷)量表，參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ/T 188—2004《用戶計(jì)量?jī)x表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件》執(zhí)行。支持Modbus開放式協(xié)議，參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19582—2008《基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范》執(zhí)行[6]。為確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全，上傳數(shù)據(jù)包可采用加密方式壓縮，加密口令可由上下級(jí)相關(guān)平臺(tái)約定。

結(jié)合企業(yè)自身能源管理需求，建議從數(shù)據(jù)的安全性、完整性和互為備份手段的角度合理考慮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的時(shí)效性和存儲(chǔ)成本。一般而言，建議數(shù)據(jù)采集器配置至少能存儲(chǔ)15 d能耗數(shù)據(jù)的專用存儲(chǔ)空間，企業(yè)級(jí)能源管理平臺(tái)中心服務(wù)器實(shí)時(shí)監(jiān)控歷史數(shù)據(jù)一般要求保存不少于60 d。系統(tǒng)數(shù)據(jù)應(yīng)具備定期備份和災(zāi)難恢復(fù)機(jī)制，有條件者可實(shí)行數(shù)據(jù)異地備份。

2.4.3 企業(yè)能源管理輔助決策功能模塊

企業(yè)能源管理輔助決策功能是指運(yùn)用數(shù)據(jù)匯總和計(jì)算分析方法按照系統(tǒng)設(shè)定的各種能耗定額指標(biāo)和節(jié)能量化指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算分析，并自動(dòng)形成對(duì)比分析圖表和相關(guān)結(jié)果。當(dāng)超過預(yù)定指標(biāo)值時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)立即報(bào)警予以提示，以便企業(yè)能夠在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)能源消耗異常情況，及時(shí)糾正、改進(jìn)并有效控制能源消耗和能源成本開支。企業(yè)能源管理輔助決策功能可以包括能耗監(jiān)測(cè)與用能數(shù)據(jù)分析功能、節(jié)能考核監(jiān)管功能、對(duì)標(biāo)管理功能、節(jié)能潛力分析功能和節(jié)能預(yù)測(cè)預(yù)警功能等。

軌道交通運(yùn)營(yíng)企業(yè)應(yīng)結(jié)合行業(yè)和企業(yè)自身實(shí)際情況，根據(jù)GB6422、GB16615、GB/T 17167、GB13234和GB15587[7-11]等與能源管理相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，制定能耗指標(biāo)體系，并通過實(shí)際測(cè)量、仿真以及統(tǒng)計(jì)方法為指標(biāo)建立計(jì)算模型，逐步完善企業(yè)能源管理輔助決策功能模塊的設(shè)計(jì)過程。當(dāng)采用統(tǒng)計(jì)方法時(shí)，統(tǒng)計(jì)周期不宜小于3年。

2.4.4 報(bào)表統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)模塊

報(bào)表統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)模塊功能是根據(jù)國(guó)家、地方、行業(yè)以及企業(yè)自身的管理需求，自動(dòng)生成并導(dǎo)出能源管理工作所需表格，包含企業(yè)耗能設(shè)備表格、企業(yè)能源計(jì)量器具表格、能源消耗統(tǒng)計(jì)及分析報(bào)表、運(yùn)營(yíng)信息報(bào)表等。

3 標(biāo)準(zhǔn)編制建議

標(biāo)準(zhǔn)化是城市軌道交通能源管理系統(tǒng)在設(shè)計(jì)及建設(shè)中一項(xiàng)關(guān)鍵性的基礎(chǔ)工作。為確保系統(tǒng)建設(shè)達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，真正實(shí)現(xiàn)能源管理的規(guī)范化、信息化和科學(xué)化。結(jié)合近幾年國(guó)內(nèi)能源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建設(shè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)建議：一方面盡快開展針對(duì)軌道交通行業(yè)的能源計(jì)量器具配備標(biāo)準(zhǔn)的編制工作，為軌道交通行業(yè)的能源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及建設(shè)工作提供有力的技術(shù)支撐；另一方面軌道交通運(yùn)營(yíng)企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)能源管理考核指標(biāo)的制定工作，將能源管理工作與運(yùn)營(yíng)服務(wù)、設(shè)備管理等重要業(yè)務(wù)板塊關(guān)聯(lián)起來，進(jìn)一步促進(jìn)企業(yè)內(nèi)部資源共享，整體提高企業(yè)能源管理效率。

[1] 鄭丹，石榮珺，許紅，等.節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀及標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建研究：以北京市市政市容系統(tǒng)為例[J].標(biāo)準(zhǔn)研究，2014，12(10)：25-28.

[2] 李永超.民用機(jī)場(chǎng)能源信息管理系統(tǒng)[D].北京：北京交通大學(xué)，2010.

[3] 徐軍庫.綠色機(jī)場(chǎng)建設(shè)與智能建筑[J].智能建筑與城市信息，2008，139(6):18-20.

[4] 張開波.長(zhǎng)大坡道區(qū)間牽引網(wǎng)上下行并聯(lián)供電的探討[J].都市快軌交通，2015，28(4):75-79.

[5] 王月仙.關(guān)于動(dòng)車組列車能耗影響因素的研究[J].鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)，2016，38(6)：84-89.

[6] 用能單位能源計(jì)量器具配備和管理通則：GB/T 17167—2006[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

[7] 基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)規(guī)范：GB/T 19582—2008[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[8] 用能設(shè)備能量測(cè)試導(dǎo)則：GB/T 6422—2008[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[9] 企業(yè)能量平衡表編制方法：GB/T 16615—1996[S].北京： 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1996.

[10] 企業(yè)節(jié)能量計(jì)算方法：GB/T 13234—2009[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[11] 工業(yè)企業(yè)能源管理導(dǎo)則：GB/T 15587—2008[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

(編輯：郝京紅)

Preliminary Study on Standard of Energy Management System for Urban Rail Transit

Yuan Ruocen1Li Jinlong2Peng Xiumei3Wang Qunjun4Pi Yannan1

(1. Beijing Mass Transit Operation Technology Center, Beijing 102208;2. Beijing Urban Construction Design & Development Group Co., Ltd., Beijing 100037;3. Beijing Mass Transit Railway Operation Co., Ltd., Beijing 100044;4. Jiangsu Lianhong Automation Co., Ltd., Nanjing 210046)

This paper analyzes and compares both domestic and international energy management systems at first. Then, considering the actual situation of urban rail transit energy management, the framework standards of energy management for urban rail transit is proposed from 4 perspectives, which are the hardware and software design principles, the principles for choosing monitoring points for energy measurement, the configuration requirements for energy measurement meters, and the main design for functions and modules. Finally, this paper points out that the enterprises should pay greater attention to the use of energy measurement meters and conducting self-examination of energy management so as to establish better standards.

urban rail transit; energy management system; standard; framework design

10.3969/j.issn.1672-6073.2016.04.017

2015-11-14

2015-11-26

袁若岑，女，工程碩士，工程師，主要從事軌道交通安全與環(huán)境方向研究工作，490034458@qq.com

U231

A

1672-6073(2016)04-0075-06