摘 要 在現(xiàn)代化的城市發(fā)展建設(shè)當(dāng)中，地鐵是重要的交通工具，能夠?yàn)槌鲂刑峁┍憷?，也是?dāng)今城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施。為了更好地提升地鐵系統(tǒng)的效率，需要重視起地鐵內(nèi)的節(jié)能降耗問題，從而實(shí)現(xiàn)功能的最優(yōu)化，本文基于地鐵環(huán)控系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化角度進(jìn)行分析，從而提出優(yōu)化方案的具體設(shè)計。

關(guān)鍵詞 地鐵環(huán)控系統(tǒng);BAS;節(jié)能優(yōu)化

前言

地鐵環(huán)控系統(tǒng)在軌道交通系統(tǒng)中是耗電大戶，為滿足乘車體驗(yàn)，耗電設(shè)備也逐漸增多，因此在地鐵環(huán)控系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化已經(jīng)成為必不可少的舉措。同時伴隨著控制工程以及機(jī)電一體化建設(shè)的落實(shí)，使得在地鐵環(huán)控系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)行節(jié)能技術(shù)的使用成為可能，因此可以實(shí)現(xiàn)降低成本提升地鐵經(jīng)濟(jì)效益的效果。

1進(jìn)行地鐵節(jié)能的重要價值

在城市軌道交通的環(huán)控系統(tǒng)當(dāng)中，包含了各類的風(fēng)機(jī)以及水泵。同時對于環(huán)控系統(tǒng)而言，通常情況下是通過對風(fēng)閥的控制，從而實(shí)現(xiàn)對環(huán)控設(shè)備的有效控制。為此，當(dāng)需要相關(guān)設(shè)備進(jìn)行滿負(fù)荷的運(yùn)行時，就需要針對實(shí)際的需求來改變通風(fēng)的模式，但是這樣的模式轉(zhuǎn)換會導(dǎo)致風(fēng)量都會以風(fēng)閥的節(jié)流方式損失，這樣就會導(dǎo)致其無法進(jìn)行精準(zhǔn)的控制，從而導(dǎo)致設(shè)備故障頻發(fā)，加大了運(yùn)行成本，同時也對相關(guān)設(shè)備帶來了極大的影響，不利于地鐵的經(jīng)濟(jì)效益。通常情況下，地鐵機(jī)電類的設(shè)備基本上都是采用異步電動機(jī)進(jìn)行直接驅(qū)動。在電機(jī)啟動的過程中，產(chǎn)生的電流一般會超過額定電流的2～3倍，這樣的情況下會導(dǎo)致一些變頻器設(shè)備的出現(xiàn)一定程度的損耗，從而降低了其使用的壽命。同時，設(shè)備在啟動過程中帶來的機(jī)械沖擊現(xiàn)象也會導(dǎo)致設(shè)備的停運(yùn)過程導(dǎo)致元器件、管道等重要構(gòu)件的損壞，一定程度上提升了地鐵維修的成本。

2地鐵環(huán)控系統(tǒng)（BAS）節(jié)能優(yōu)化設(shè)計

2.1 控制中心級BAS系統(tǒng)功能

①首先建立起的BAS系統(tǒng)需要可以對全線各站的設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行顯示，并且能夠隨時發(fā)出所需要的控制指令。②系統(tǒng)需要對地鐵全站的BAS系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測，從而將每個站的系統(tǒng)進(jìn)行串聯(lián)。③需要系統(tǒng)能夠針對地鐵運(yùn)營的具體情況，對全站進(jìn)行通風(fēng)模式的指令下達(dá)。

2.2 車站級的BAS系統(tǒng)功能

①需要對車站當(dāng)中的各個子系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行狀況的收集。②可以接收到OCC發(fā)出的控制指令，并利用PLC控制器進(jìn)行指令的執(zhí)行。③實(shí)時監(jiān)測車站控制系統(tǒng)當(dāng)中的溫濕度數(shù)據(jù)，并進(jìn)行邏輯運(yùn)算。

2.3 地鐵環(huán)控系統(tǒng)能耗分析

在現(xiàn)有的系統(tǒng)之上，首先需要進(jìn)行定風(fēng)量的運(yùn)行，并對該地鐵全年的環(huán)控系統(tǒng)能耗情況進(jìn)行分析。以某市的地鐵運(yùn)行為例，該系統(tǒng)當(dāng)中存在著多種的運(yùn)行模式，其中在夏季模式運(yùn)行時，車站的送風(fēng)機(jī)以及排風(fēng)機(jī)會啟動作業(yè)。在外界溫度在9攝氏度以下的時候，就會開啟冬季模式，關(guān)閉動風(fēng)機(jī)以及排風(fēng)機(jī)，而開啟出入口對車站進(jìn)行通風(fēng)換氣。在這樣的控制模式之下，建立起的BAS系統(tǒng)能耗如下圖1所示。

通過數(shù)據(jù)的實(shí)際分析中可以看出，對于當(dāng)前的地鐵來說，最為有效的節(jié)能優(yōu)化方式就是風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的使用。這樣的技術(shù)具有較大的技術(shù)優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)對風(fēng)量的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，同時還不會因?yàn)轱L(fēng)量的調(diào)節(jié)導(dǎo)致運(yùn)行效率的下降，進(jìn)而保障了地鐵運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。

因此可以制定出以下幾種環(huán)控系統(tǒng)運(yùn)行方案：

首先依據(jù)當(dāng)?shù)夭煌臍夂驐l件來進(jìn)行通風(fēng)模式的設(shè)計。

在夏天的時候，需要利用大溫差小送風(fēng)的形式進(jìn)行通風(fēng)。

在排風(fēng)管道當(dāng)中，存在著較小的阻力，為此可以有效地利用排風(fēng)機(jī)以及排風(fēng)道進(jìn)行高效率的通風(fēng)[1]。

2.4 閉環(huán)控制

在不同模式的使用過程中，需要不斷地對車站的溫度與額定值進(jìn)行比較分析，一旦車站的溫度較高，就需要提升風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。反之，在車站溫度較低的時候，需要降低風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。在地鐵當(dāng)中，由于回風(fēng)口設(shè)置在軌道的頂端和站臺的下方，為此，在列車進(jìn)出的過程中會導(dǎo)致回風(fēng)溫度發(fā)生一定的變化，所以并不能依據(jù)回風(fēng)溫度進(jìn)行控制的參考，同時，在進(jìn)行車站溫度的參考時，需要盡可能地降低溫度變化帶來的影響。

同時還需充分利用變頻器來實(shí)行對送風(fēng)機(jī)電源輸入頻率的調(diào)節(jié)，使得風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速能夠同電源頻率呈現(xiàn)正向的比值，同時保障送風(fēng)量能夠同轉(zhuǎn)速呈現(xiàn)正向的比值。為此，在這樣的模式下會使得送風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的具體送風(fēng)量波動是依靠輸入電源頻率來實(shí)現(xiàn)的[2]。在車站的整體系統(tǒng)當(dāng)中，利用軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻的調(diào)節(jié)，使得風(fēng)機(jī)不會出現(xiàn)效率的下降，進(jìn)而充分地保障了地鐵運(yùn)行過程所帶來的經(jīng)濟(jì)效益。

3結(jié)束語

綜上所述，在對于BAS的地鐵環(huán)控系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化設(shè)計分析中，首先需要明確地鐵在使用環(huán)控系統(tǒng)當(dāng)中的能耗使用情況，之后才能夠有針對性地進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化，使得地鐵站的環(huán)控系統(tǒng)具有良好的節(jié)能效果，同時地鐵系統(tǒng)的變頻調(diào)節(jié)也不會導(dǎo)致通風(fēng)效率的下降。

參考文獻(xiàn)

[1] 羅定鑫，吳疆，張瑞.基于全生命周期的廣州地鐵環(huán)控系統(tǒng)的研究[J].制冷與空調(diào)，2020，20（4）：28-34.

[2] 楊昕紅.地鐵環(huán)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的分析與應(yīng)用[J].沈陽工程學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2020，16（2）：71-74，91.

作者簡介

崔海全（1987-），男，山西省臨汾人;畢業(yè)院校：太原科技大學(xué)，學(xué)歷：研究生，職稱：中級工程師，現(xiàn)就職單位：西安和利時系統(tǒng)工程有限公司，研究方向：自動化。