劉曉冰

地鐵站能量管理分析與節(jié)能設(shè)計＊

劉曉冰

（廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 510430）

分析了地鐵站的用能特征，指出目前地鐵站在能量管理方面存在的問題。在滿足地鐵站能量基本需求的前提下，以節(jié)能為根本出發(fā)點，提出一種基于無線傳感器的地鐵站節(jié)能設(shè)計方案。

地鐵站；能量管理；動力照明；列車牽引

1 引言

隨著中國城市軌道交通的快速發(fā)展，地鐵站數(shù)量及規(guī)模的不斷擴大，地鐵站節(jié)能逐漸成為了國家和行業(yè)所關(guān)注的焦點。為約束現(xiàn)有地鐵站能耗及引導(dǎo)新建地鐵站的節(jié)能設(shè)計，本文首先分析了目前地鐵站的基本能量管理情況，并根據(jù)其存在的缺點與不足，提出了一種節(jié)能設(shè)計方案。

2 地鐵站能量管理情況

2.1 地鐵站用能特征

地鐵用能體系中，最大的用能包括列車牽引和車站動力照明兩部分，各約占地鐵運營總能耗的50%。具體能耗情況如圖1所示[1]。

圖1 具體能耗情況

由圖1可知，地鐵站的主要用能部分包括環(huán)控系統(tǒng)、照明系統(tǒng)以及電扶梯等車站設(shè)備，而其中環(huán)控是最大的能耗組成部分。

2.2 地鐵站能量管理情況

目前，對于地鐵站能量管理方面存在著較多的不足，雖針對各用能設(shè)備采取了一定的節(jié)能措施，但均局限在局部的節(jié)能，未能有一套更顧全大局的能量管理系統(tǒng)。

環(huán)控部分：各種風(fēng)機長期按固定設(shè)置定頻運行，未能隨負荷的變化作出靈活的調(diào)節(jié)，導(dǎo)致設(shè)備輸出的能量未被有效利用，有時甚至是完全浪費，缺乏一種能夠立足于全局、根據(jù)實際環(huán)境進行靈活調(diào)控的方法[2]。

照明、電扶梯及其他車站設(shè)備：采用統(tǒng)一打開、統(tǒng)一切斷的方式，無論是人員活動的高峰期或是無人時，所有的設(shè)備均處于全力運行狀態(tài)，輸出遠大于需求。

2.3 地鐵站的節(jié)能設(shè)計

為了解決目前地鐵站能量管理存在的問題，本文提出一個基于無線傳感器的智能、低碳型能量管理系統(tǒng)設(shè)計方案，實現(xiàn)對地鐵站能耗的有效管理，提高節(jié)能效率。該設(shè)計方案的主要創(chuàng)新點如下：①在地鐵站燈控節(jié)點中增加光敏傳感器和人體感應(yīng)器，使燈光隨著外界光強度來調(diào)節(jié)亮度，并且可以通過人體感應(yīng)來實現(xiàn)有人時燈亮，人離開后燈便滅的智能控制，從而實現(xiàn)節(jié)能。②在電器控制節(jié)點設(shè)備中集成各種傳感器，包括在空調(diào)控制節(jié)點增加了溫度傳感器和人體感應(yīng)器，能自動檢測環(huán)境溫度來調(diào)節(jié)溫度，能自動檢測地鐵站臺、站廳等位置是否有人，從而決定空調(diào)的開關(guān)；能自動檢測自動售票機、自動扶梯及升降梯、閘機等車站設(shè)備的使用情況來實現(xiàn)待機、關(guān)機還是正常運行，從而實現(xiàn)節(jié)能減排。③構(gòu)建基于ZigBee的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，改進通訊網(wǎng)絡(luò)的安全性，同時，支持與物聯(lián)網(wǎng)的通訊機制，利用互聯(lián)網(wǎng)Web服務(wù)器可遠程控制地鐵站的每一個節(jié)點，可實現(xiàn)智能遠程監(jiān)控。

3 結(jié)論

將WSN技術(shù)與能量管理系統(tǒng)相結(jié)合應(yīng)用于地鐵站的節(jié)能，既可以實現(xiàn)對地鐵站耗能設(shè)備的統(tǒng)一管理、集中調(diào)度，同時，可以根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境情況進行更靈活、更人性化的調(diào)節(jié)設(shè)置，從而實現(xiàn)更大程度的節(jié)能。

［1］高玉龍.地鐵系統(tǒng)能源流管理模型研究［D］.天津：河北工業(yè)大學(xué)，2012.

［2］楊樂.地鐵站用能特征與節(jié)能策略研究［D］.北京：清華大學(xué)，2017.

［3］馬學(xué)鵬，夏國臣.城市軌道交通能源管理系統(tǒng)研究［J］.城市軌道交通研究，2014（4）：102-107.

［4］沈文杰.地鐵車站能源管理系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用［J］.電氣技術(shù)，2015（10）：65-67.

廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院2015年院級科研項目（軌道交通特色專項）“基于WSN的低碳型智能車輛站段能量管理系統(tǒng)研究與設(shè)計”（編號：GTXYT1502）

U298

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.23.044

2095－6835（2019）23－0100－01

〔編輯：張思楠〕