西南鐵路客運(yùn)樞紐成都東客站配電能源管理系統(tǒng)介紹

0、前言

在高速鐵路路網(wǎng)建設(shè)快速推進(jìn)，高鐵、動(dòng)車(chē)出行進(jìn)入尋常百姓生活的大背景下，我國(guó)政府將節(jié)能減排目標(biāo)納入了國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的中長(zhǎng)期規(guī)劃。承諾到2020年，我國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%。如何提高能源利用效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，是鐵路項(xiàng)目設(shè)計(jì)建設(shè)的基本原則。

成都東客站是目前西南地區(qū)規(guī)模最大、功能設(shè)施最先進(jìn)、現(xiàn)代化程度最高的客運(yùn)樞紐站。成都東站主要辦理運(yùn)行遂成鐵路動(dòng)車(chē)客運(yùn)業(yè)務(wù)以及運(yùn)行成昆鐵路、寶成鐵路特快、快速、普快客運(yùn)業(yè)務(wù)。成都東客站設(shè)計(jì)融合金沙文化以及青銅面具元素，直屬成都鐵路局。成都東站是集鐵路客運(yùn)、長(zhǎng)途及旅游客運(yùn)、城市軌道交通、城市公交、出租及社會(huì)停車(chē)等功能于一體的大型現(xiàn)代化綜合交通樞紐，站房工程主要包括高架候車(chē)層、站臺(tái)層、出站層（交換大廳）及兩層地鐵，將成為成都的重要城市功能中心。下面介紹在確保高可靠性、高安全性的前提下，為提高本項(xiàng)目能源系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)效率和管理水平，并實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，所采取的能源管理技術(shù)措施和實(shí)際效果。

圖1 成都東客站整體外貌

1、工程概況

成都東客站位于成都成華開(kāi)發(fā)區(qū)，三環(huán)路成渝立交處；該項(xiàng)目是成都2010年重點(diǎn)建設(shè)工程，是西南地區(qū)標(biāo)志性建筑之一。成都東站包括東廣場(chǎng)、西廣場(chǎng)以及站房3個(gè)部分。成都東站占地面積大約45333㎡；站場(chǎng)設(shè)有14個(gè)站臺(tái)、26條股道；站房面積大約108000㎡，設(shè)有5層，自上向下：候車(chē)層（3F）、站臺(tái)層（2F）、出站層（1F）、地2層（-1F）、地7層（-2F）。

成都東客站能源管理系統(tǒng)監(jiān)控范圍：適用于東客站上下5層(包含夾層)所有動(dòng)力柜上的智能儀表（上海安科瑞PZ80L-E4/K、ARTU-K32）。

2、能源管理需求分析

由于成都東客站是一個(gè)大型現(xiàn)代化綜合交通樞紐，對(duì)系統(tǒng)可靠性和安全性要求高，負(fù)荷密集、供電容量大，因此對(duì)能源管理系統(tǒng)也提出了相應(yīng)的要求：

a 極高的安全性與可靠性。綜合交通樞紐運(yùn)營(yíng)必將帶來(lái)大量的人群聚集，為確保安全、對(duì)照明、通風(fēng)等系統(tǒng)的持續(xù)可靠運(yùn)行提出了極高的要求。

b 長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。綜合交通的功能要求站房設(shè)施必須能夠確保長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，這就要求能源管理系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

c 能源成本管控的要求。人性化設(shè)施水平和滿足舒適的使用體驗(yàn)要求，必然帶來(lái)很大的空調(diào)、照明通風(fēng)能耗，需要對(duì)能耗進(jìn)行分類監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)，并針對(duì)實(shí)際客流變化進(jìn)行合理調(diào)控，以降低整體運(yùn)營(yíng)成本。

d 降低整體設(shè)施運(yùn)營(yíng)管理強(qiáng)度的要求。對(duì)于成都東客站綜合交通樞紐這樣規(guī)模大、設(shè)施分布空間廣、客流密度高的綜合交通設(shè)施，其日常運(yùn)營(yíng)的管理強(qiáng)度極大，僅僅靠傳統(tǒng)的站場(chǎng)管理模式根本無(wú)法滿足正常功能和可靠性的保障的要求，必須借助現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)手段以提高管理效率。

e 適應(yīng)發(fā)展提高管理水平的要求。中國(guó)高鐵代表著世界領(lǐng)先的鐵路設(shè)施水準(zhǔn)，要求對(duì)應(yīng)設(shè)施管理水平要有相應(yīng)的提升，以便充分發(fā)揮設(shè)施的功能。

要滿足上述要求必須采用動(dòng)態(tài)能源管理技術(shù)，對(duì)設(shè)施整體能源系統(tǒng)進(jìn)行全面實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)管理，以提供設(shè)施運(yùn)營(yíng)管理工具和能源管理手段。

綜合成都東客站鐵路樞紐站的設(shè)施規(guī)模、建筑特點(diǎn)，以及上述要求，要實(shí)現(xiàn)對(duì)其能源系統(tǒng)進(jìn)行全面管理的功能要求，能源管理系統(tǒng)技術(shù)方案應(yīng)具有下述特點(diǎn)：

a 設(shè)施規(guī)模巨大對(duì)系統(tǒng)容量的特殊要求。成都東客站鐵路樞紐站設(shè)施規(guī)模巨大，空間分布廣，能源系統(tǒng)種類較多，耗能設(shè)備分布區(qū)域廣且復(fù)雜，所以本項(xiàng)目能源管理系統(tǒng)涉及的能耗與能效參數(shù)檢測(cè)點(diǎn)數(shù)量極大，導(dǎo)致系統(tǒng)總?cè)萘恳蟠蟠蟪^(guò)一般系統(tǒng)規(guī)模，對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)模和設(shè)計(jì)也提出了特殊要求。

b 空間分布廣對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的要求。能耗與能效參數(shù)采集點(diǎn)量多且面廣，大量數(shù)據(jù)由配電鏈路末端傳送到系統(tǒng)后臺(tái)，要求網(wǎng)絡(luò)有足夠的通信寬帶，保證各分區(qū)分類能耗數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸和存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步及互操作。因此系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)必須具有很高的可靠性和可擴(kuò)展性。

c 多能源系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)性和可擴(kuò)展性的要求。成都東客站綜合交通樞紐的多能源系統(tǒng)要求其能源管理系統(tǒng)具有足夠的開(kāi)放性，具備與其他系統(tǒng)集成的兼容和開(kāi)放的接口與數(shù)據(jù)庫(kù)，便于與其他系統(tǒng)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

d 能耗負(fù)載復(fù)雜性對(duì)檢測(cè)設(shè)備適應(yīng)性的要求。高鐵樞紐內(nèi)部負(fù)載設(shè)備復(fù)雜多樣，要求能耗與能效監(jiān)測(cè)設(shè)備足夠的魯棒性和可靠性，能適應(yīng)惡劣環(huán)境要求，要求在電壓、電流波形嚴(yán)重畸變的情況下也能夠快速準(zhǔn)確采集數(shù)據(jù)。

3 解決方案

3.1 概述

綜合上述需求分析，結(jié)合成都東客站鐵路樞紐站的建筑特點(diǎn)，本項(xiàng)目選用Acrel-5000全時(shí)動(dòng)態(tài)能源管理技術(shù)進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)。整體架構(gòu)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，由中央監(jiān)控室主站系統(tǒng)、主干通信網(wǎng)絡(luò)與測(cè)控層數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)以及底層能耗與能效監(jiān)測(cè)設(shè)備等部分組成。

3.2 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)拓?fù)鋱D如圖2所示，自上而下包括系統(tǒng)層、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)層和測(cè)控層。

圖2 系統(tǒng)拓?fù)鋱D

如圖所示：現(xiàn)場(chǎng)中的IO設(shè)備的通訊線纜采用RVSP 2*1.5屏蔽雙絞線連接現(xiàn)場(chǎng)智能裝置的RS485通訊接口，每根總線連接儀表的最大數(shù)量為32臺(tái)。在現(xiàn)場(chǎng)6間弱電機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)有通訊采集箱，動(dòng)力柜和墻柜內(nèi)的智能裝置連接至附近的通訊采集箱內(nèi)，然后通過(guò)光纖上傳至中控室內(nèi)，在后臺(tái)監(jiān)控主機(jī)對(duì)上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中采集處理。

3.2.1 能源管理系統(tǒng)主站

    設(shè)備列表如表格1所示：

表1 能源管理系統(tǒng)主站設(shè)備清單