西南鐵路客運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、動車出行進(jìn)入尋常百姓生活的大背景下，我國政府將節(jié)能減排目標(biāo)納入了國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的中長期規(guī)劃。承諾到2020年，我國單位國內(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，實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，是鐵路項目設(shè)計建設(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樞紐站。成都東站主要辦理運行遂成鐵路動車客運業(yè)務(wù)以及運行成昆鐵路、寶成鐵路特快、快速、普快客運業(yè)務(wù)。成都東客站設(shè)計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、長途及旅游客運、城市軌道交通、城市公交、出租及社會停車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層、站臺層、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，為提高本項目能源系統(tǒng)的運營效率和管理水平，并實現(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發(fā)區(qū)，三環(huán)路成渝立交處；該項目是成都2010年重點建設(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、西廣場以及站房3個部分。成都東站占地面積大約45333㎡；站場設(shè)有14個站臺、26條股道；站房面積大約108000㎡，設(shè)有5層，自上向下：候車層（3F）、站臺層（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大型現(xiàn)代化綜合交通樞紐，對系統(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。綜合交通樞紐運營必將帶來大量的人群聚集，為確保安全、對照明、通風(fēng)等系統(tǒng)的持續(xù)可靠運行提出了極高的要求。

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

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要求，必然帶來很大的空調(diào)、照明通風(fēng)能耗，需要對能耗進(jìn)行分類監(jiān)測和統(tǒng)計，并針對實際客流變化進(jìn)行合理調(diào)控，以降低整體運營成本。

d 降低整體設(shè)施運營管理強(qiáng)度的要求。對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，其日常運營的管理強(qiáng)度極大，僅僅靠傳統(tǒng)的站場管理模式根本無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。中國高鐵代表著世界領(lǐng)先的鐵路設(shè)施水準(zhǔn)，要求對應(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態(tài)能源管理技術(shù)，對設(shè)施整體能源系統(tǒng)進(jìn)行全面實時的監(jiān)測管理，以提供設(shè)施運營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，以及上述要求，要實現(xiàn)對其能源系統(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：

a 設(shè)施規(guī)模巨大對系統(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，所以本項目能源管理系統(tǒng)涉及的能耗與能效參數(shù)檢測點數(shù)量極大，導(dǎo)致系統(tǒng)總?cè)萘恳蟠蟠蟪^一般系統(tǒng)規(guī)模，對系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫的規(guī)模和設(shè)計也提出了特殊要求。

b 空間分布廣對通信網(wǎng)絡(luò)的要求。能耗與能效參數(shù)采集點量多且面廣，大量數(shù)據(jù)由配電鏈路末端傳送到系統(tǒng)后臺，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)的實時傳輸和存儲，實現(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)對系統(tǒng)開發(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)具有足夠的開放性，具備與其他系統(tǒng)集成的兼容和開放的接口與數(shù)據(jù)庫，便于與其他系統(tǒng)對接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

d 能耗負(fù)載復(fù)雜性對檢測設(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，本項目選用Acrel-5000全時動態(tài)能源管理技術(shù)進(jìn)行項目設(shè)計。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)與測控層數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)以及底層能耗與能效監(jiān)測設(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)層和測控層。

圖2 系統(tǒng)拓?fù)鋱D

如圖所示：現(xiàn)場中的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。在現(xiàn)場6間弱電機(jī)房內(nèi)設(shè)有通訊采集箱，動力柜和墻柜內(nèi)的智能裝置連接至附近的通訊采集箱內(nèi)，然后通過光纖上傳至中控室內(nèi)，在后臺監(jiān)控主機(jī)對上傳的數(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