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淺析軌道地鐵智能照明系統(tǒng)的能耗分析及節(jié)能優(yōu)化措施
2023-11-14 10:15:29 來源:安科瑞陳芳芳摘要:地鐵智能照明系統(tǒng)的建設(shè)是保證地鐵照明合理配置的關(guān)鍵。文章針對我國地鐵智能照明系統(tǒng)建設(shè)的現(xiàn)狀,總結(jié)了智能照明系統(tǒng)的能耗問題,并提出了優(yōu)化節(jié)能技術(shù)、提高地鐵智能照明系統(tǒng)集成建設(shè)質(zhì)量的策略。
關(guān)鍵詞:地鐵照明;智能照明系統(tǒng);地鐵能耗
0引言
地鐵智能照明系統(tǒng)對于當(dāng)前地鐵基本運行技術(shù)的改造至關(guān)重要。地鐵智能照明系統(tǒng)的突出優(yōu)點是節(jié)能,對此展開分析有助于進一步發(fā)揚其優(yōu)點,提高節(jié)能效果。
1智能照明系統(tǒng)概述
我國照明控制系統(tǒng)的發(fā)展主要經(jīng)歷了四個階段,即手動控制階段、定時控制階段、自動調(diào)光控制階段,以及EIB智能控制階段[1]。在地鐵發(fā)展初期,因為計算機技術(shù)才剛剛開始發(fā)展,人工控制基礎(chǔ)的應(yīng)用受到了比較多的限制,主要是結(jié)合現(xiàn)場情況及操作時間上的差異來配置照明管理人員,并由該人員完成照明參數(shù)的設(shè)定工作,這種控制方式缺乏合理性,可能會造成能源浪費等問題。
目前,自動控制在通信技術(shù)的發(fā)展過程中得到了廣泛應(yīng)用,在交通領(lǐng)域,也開始關(guān)注智能照明控制技術(shù),著手應(yīng)用智能照明系統(tǒng)。智能照明控制系統(tǒng)主要是指以智能化的方式完成照明管理工作,以科學(xué)的方式控制照明時間和光源群,使得調(diào)光、場景控制、傳感器控制等得以實現(xiàn)的系統(tǒng)。在智能照明控制系統(tǒng)的應(yīng)用過程中,應(yīng)該結(jié)合地鐵內(nèi)部的實際情況和環(huán)境需求,收集相關(guān)照明數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進行分析,從而更好地實現(xiàn)控制效果。
2我國地鐵車站能耗的基本情況
與其他城市交通方式相比,地鐵具有低能耗的優(yōu)勢。然而,由于地鐵系統(tǒng)的規(guī)模相對較大,其總能耗非常高。例如,2008年上海地鐵1號線的總成本接近3億元,其中電費占總成本的40%,這進一步說明在地鐵站改用智能照明系統(tǒng)的重要性與必要性。
在軌道交通運行過程中,電力負荷是其中一項關(guān)鍵的能源消耗。在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展的今天,人們越發(fā)關(guān)注節(jié)能問題,大多數(shù)的鐵路車站設(shè)備都會考慮節(jié)能控制的應(yīng)用。例如,當(dāng)溫度和空氣質(zhì)量達到一定的標(biāo)準(zhǔn)時,空調(diào)及通風(fēng)系統(tǒng)就會開始運行。再如,大部分地鐵的自動扶梯都會應(yīng)用節(jié)能裝置,在有乘客搭乘時開始運行,而沒有乘客時會停止運行。雖然在地鐵運行過程中,照明系統(tǒng)只是其中很小的一個分支,但是因為在設(shè)計與管理方面存在不足,使得地鐵照明系統(tǒng)經(jīng)常會出現(xiàn)資源浪費的現(xiàn)象。
3地鐵車站照明系統(tǒng)的能耗分析
通過調(diào)查發(fā)現(xiàn),大多數(shù)地鐵站站臺和大廳的能源浪費現(xiàn)象非常普遍,多數(shù)情況下,在地鐵車站結(jié)束一天的運營之后,幾乎全部的站臺及大廳依舊燈火通明,這造成了能源浪費。由于地鐵站的照明系統(tǒng)沒有儀表,因此無法記錄和監(jiān)測實際耗電量。此外,地鐵車站的用電量與工作人員的經(jīng)濟利益之間沒有相關(guān)性,他們很少積極主動地及時關(guān)燈。
在地鐵車站中有很多廣告燈箱,這些廣告燈箱會用到大量的電能,使得地鐵車站廣告照明的負荷能耗較高。目前,地鐵廣告燈箱在設(shè)計和安裝的過程中,都需要依靠無屏蔽門站臺來完成設(shè)計,通過豐富的色彩和有吸引力的畫面,以滿足燈箱廣告的需求。在完成了站臺屏蔽門的設(shè)置以后,屏蔽門廣告便難以引起乘客的注意,廣告無法達到預(yù)期效果。因此,廣告商為了達到廣告效果,采取了提高燈箱亮度及增加廣告色彩的措施,從而大大增加了能耗。另外,由于廣告燈箱的設(shè)計獨立于車站照明的設(shè)計,地鐵車站的設(shè)計只保留了廣告燈箱的電氣控制和位置,廣告燈箱的照明功能不能得到充分發(fā)揮,這也是造成地鐵車站照明系統(tǒng)能耗居高不下的原因之一。
4地鐵智能照明系統(tǒng)在節(jié)能方面的不足
目前,智能控制技術(shù)已經(jīng)在地鐵運營中得到了較為廣泛的應(yīng)用,這也推動了地鐵照明自動化技術(shù)的發(fā)展,但由于各種因素的影響,當(dāng)前的地鐵照明系統(tǒng)在節(jié)能方面仍然存在很大的不足。比如,當(dāng)前的智能控制技術(shù)雖然已經(jīng)結(jié)合了電子技術(shù)與通信技術(shù),具有一定的優(yōu)勢,但是仍無法滿足個性化節(jié)能需求,在需要進行大面積公共照明的區(qū)域,無法進行自動運行管理及節(jié)能管理,無法保障智能照明系統(tǒng)的良好運行。同時,由于當(dāng)前的地鐵智能照明系統(tǒng)在調(diào)光功能方面還不夠完善,使得照明效果與照明質(zhì)量仍不盡如人意。雖然地鐵智能照明系統(tǒng)的應(yīng)用可以進一步提升管理效率,并提高節(jié)能水平,但由于當(dāng)前我國的智能照明系統(tǒng)還不完善,在節(jié)能方面仍有很大的進步空間。
這要求相關(guān)從業(yè)人員重視地鐵智能照明系統(tǒng)在節(jié)能方面存在的不足,尋找有效的措施解決問題。在節(jié)能系統(tǒng)中,系統(tǒng)方案主要決定了資源的組成、配置和應(yīng)用。在對目前已有的系統(tǒng)功能方案進行設(shè)計時,尚存在如下方面的問題。
一,在設(shè)計過程中,尚未能研究清楚車輛的控制現(xiàn)狀,因而無法準(zhǔn)確地分析出控制網(wǎng)關(guān)在構(gòu)建過程中存在的問題,從而導(dǎo)致車站構(gòu)建好的開關(guān)模塊可能不能滿足系統(tǒng)的共建需求。
第二,在構(gòu)建節(jié)能系統(tǒng)的過程中,沒有充分分析技術(shù)應(yīng)用的功能和范圍,忽視了不同系統(tǒng)的不同功能價值,進而導(dǎo)致地鐵的相關(guān)輔助設(shè)備在配置過程中無法匹配節(jié)能系統(tǒng)的應(yīng)用特點,不同模塊節(jié)能技術(shù)的集成對接難于實現(xiàn)。
第三,在節(jié)能方案設(shè)計過程中,對照明小區(qū)管理措施的建設(shè)狀況重視度不夠,特別是對人員流動未能做到科學(xué)有效的管理,使得節(jié)能系統(tǒng)電力方案在設(shè)計階段未能兼顧照明服務(wù)質(zhì)量。
第四,在對節(jié)能技術(shù)的創(chuàng)新及相關(guān)的應(yīng)用策略進行分析時,技術(shù)人員無法地分析出地鐵在高峰時段內(nèi)乘客對照明系統(tǒng)的需求,尤其是對各種列車運輸工況的分析還不夠準(zhǔn)確,使得智能照明系統(tǒng)建設(shè)和運行的具體需求很難被準(zhǔn)確識別,也就無法提高高峰時段地鐵智能照明服務(wù)水平。
5地鐵智能照明系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化策略
5.1制訂科學(xué)合理的節(jié)能系統(tǒng)功能方案
相關(guān)人員需要進一步強化對地鐵智能照明系統(tǒng)相關(guān)方案的調(diào)查與分析,特別是要研究清楚車輛控制的現(xiàn)狀,從控制機構(gòu)和控制入口兩個層面上做好智能照明系統(tǒng)功能特點的分析工作,從而保證地鐵照明管理系統(tǒng)的建設(shè)可以得到滿足。另外,還應(yīng)該根據(jù)地鐵在高峰時段和普通時段的不同特點,對系統(tǒng)功能進行個性化設(shè)計,確保平時至少有20%~50%的照明燈具處于節(jié)能狀態(tài);夜間客流量較少時,只需要打開20%~30%的燈具;地鐵車站關(guān)閉以后,僅保留應(yīng)急照明。同時,還要重視分析傳感器在智能照明系統(tǒng)中的性能應(yīng)用,特別是總結(jié)傳感器系統(tǒng)的覆蓋范圍和功能特點,確保節(jié)能系統(tǒng)的功能方案更加匹配智能照明系統(tǒng),進一步完善系統(tǒng)功能方案,使得照明系統(tǒng)的綜合能耗控制在規(guī)定范圍內(nèi)。
從地鐵照明區(qū)域的實際情況看,應(yīng)該關(guān)注不同功能區(qū)照明系統(tǒng)的特點,尤其是要準(zhǔn)確地分析系統(tǒng)功能方案中的各個組成部分,從而確保地鐵車站的照明服務(wù)可以同時滿足使用和節(jié)能環(huán)保的需求。另外,在設(shè)計系統(tǒng)功能方案時,還應(yīng)該關(guān)注人員的流動情況,尤其是對于一些人流量比較少的區(qū)域,應(yīng)該根據(jù)實際情況對車站內(nèi)的燈光亮度進行自動調(diào)節(jié),保證地鐵智能照明系統(tǒng)的節(jié)能性。
5.2提高地鐵智能照明系統(tǒng)控制方式的設(shè)計質(zhì)量
在對智能照明系統(tǒng)進行優(yōu)化時,應(yīng)該考慮時間因素及空間因素,確保智能照明系統(tǒng)可以滿足地鐵工程建設(shè)與運行的實際需求。在設(shè)計過程中,可以應(yīng)用BAS系統(tǒng)來對地鐵內(nèi)部的照明回路進行控制,從而使BAS系統(tǒng)實現(xiàn)不錯的使用效果。隨著智能照明系統(tǒng)的發(fā)展,還需要進一步提高光模塊的利用率,使智能照明系統(tǒng)能夠在不增加光模塊數(shù)量的情況下,以模塊化的方式優(yōu)化控制,構(gòu)建組控模式。針對不同時段地鐵運營的特點,應(yīng)合理調(diào)整地鐵各區(qū)域的亮度,進一步優(yōu)化并完善地鐵車站的照明系統(tǒng),使優(yōu)化后的控制方案可以滿足地鐵智能照明的實際需求。在構(gòu)建控制模式的過程中,應(yīng)更多地關(guān)注列車運行的實際情況,特別是地鐵運行高峰時段智能照明系統(tǒng)的詳細情況,使得各種供電模式可以實現(xiàn)靈活且智能的切換,有效地適應(yīng)地鐵智能照明系統(tǒng)的創(chuàng)新應(yīng)用要求。另外,還應(yīng)該對智能照明系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢進行進一步的研究,助推我國地鐵行業(yè)的進一步發(fā)展。
6 Acrel-EIOT能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺
(1)概述
Acrel-EIoT能源物聯(lián)網(wǎng)開放平臺是一套基于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺,建立統(tǒng)一的上下行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),為互聯(lián)網(wǎng)用戶提供能源物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)的平臺。用戶僅需購買安科瑞物聯(lián)網(wǎng)傳感器,選配網(wǎng)關(guān),自行安裝后掃碼即可使用手機和電腦得到所需的行業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)。
該平臺提供數(shù)據(jù)駕駛艙、電氣安全監(jiān)測、電能質(zhì)量分析、用電管理、預(yù)付費管理、充電樁管理、智能照明管理、異常事件報警和記錄、運維管理等功能,并支持多平臺、多語言、多終端數(shù)據(jù)訪問。
(2)應(yīng)用場所
本平臺適用于公寓出租戶、連鎖小超市、小型工廠、樓管系統(tǒng)集成商、小型物業(yè)、智慧城市、變配電站、建筑樓宇、通信基站、工業(yè)能耗、智能燈塔、電力運維等領(lǐng)域。
(3)平臺結(jié)構(gòu)
(4)平臺功能
◆電力集抄
電力集抄模塊可以實現(xiàn)對各種監(jiān)測數(shù)據(jù)的查詢、分析、預(yù)警及綜合展示,以保證配電室的環(huán)境友好。在智能化方面實現(xiàn)供配電監(jiān)控系統(tǒng)的遙測'、遙信、遙控控制,對系統(tǒng)進行綜合檢測和統(tǒng)一管理;在數(shù)據(jù)資源管理方面,可以顯示或查詢供配電室內(nèi)各設(shè)備運行(包括歷史和實時參數(shù),并根據(jù)實際情況進行日報、月報和年報查詢或打印,提高工作效率,節(jié)約人力資源。
變壓器監(jiān)控
配電圖
◆能耗分析
能耗分析模塊采用自動化、信息化技術(shù),實現(xiàn)從能源數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控、能源介質(zhì)消耗分析、能耗管理等全過程的自動化、科學(xué)化管理,使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過程有機結(jié)合起來,運用先進的數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù),進行離線生產(chǎn)分析與管理,實現(xiàn)全廠能源系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度,優(yōu)化能源介質(zhì)平衡、有效利用能源,提高能源質(zhì)量、降低能源消耗,達到節(jié)能降耗和提升整體能源管理水平的目的。
能耗概況
◆預(yù)付費管理
1)登陸管理:管理操作員賬戶及權(quán)限分配,查看系統(tǒng)日志等功能;
2)系統(tǒng)配置:對建筑、通訊管理機、儀表及默認參數(shù)進行配置;
3)用戶管理:對商鋪用戶執(zhí)行開戶、銷戶、遠程分合閘、批量操作及記錄查詢等操作;
4)售電管理:對已開戶的表進行遠程售電、退電、沖正及記錄查詢等操作;
5)售水管理:對已開戶的表進行遠程售水、退水、記錄查詢等操作;
6)報表中心:提供售電、售水財務(wù)報表、用能報表、報警報表等查詢,本系統(tǒng)所有的報表及記錄查詢,都支持excel格式導(dǎo)出。
預(yù)付費看板
◆充電樁管理
通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),對接入系統(tǒng)的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控,同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進行預(yù)警。云平臺包含了充電收費和充電樁運營的所有功能,包括城市級大屏、交易管理、財務(wù)管理、變壓器監(jiān)控、運營分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能。
充電樁看板
◆智能照明
智能照明通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對安裝在城市各區(qū)域的室內(nèi)照明、城市路燈等照明回路的用電狀態(tài)進行不間斷地數(shù)據(jù)監(jiān)測,也可以實現(xiàn)定時開關(guān)策略配置及后臺遠程管理和移動管理等,降低路燈設(shè)施的維護難度和成本,提升管理水平,并達到一定節(jié)能減掛的效果。
監(jiān)控頁面
◆安全用電
安全用電采用剩余電流互感器、溫度傳感器、電氣火災(zāi)探測器,對引發(fā)電氣火災(zāi)的主要因素(導(dǎo)線溫度、電流和剩余電流)進行不間斷的數(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計分析,并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時推送給企業(yè)管理人員,指導(dǎo)企業(yè)實現(xiàn)及時的排查和治理,達到消除潛在電氣火災(zāi)安全隱患,實現(xiàn)“防患于未然”的目的。
◆智慧消防
通過云平臺進行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析,幫助實現(xiàn)科學(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格化管理、落實多元責(zé)任監(jiān)管等目標(biāo)。填補了原先針對“九小場所”和危化品生產(chǎn)企業(yè)無法有效監(jiān)控的空白,適應(yīng)于所有公建和民建,實現(xiàn)了無人化值守智慧消防,實現(xiàn)智慧消防“自動化”、“智能化”、“系統(tǒng)化”、用電管理“精細化”的實際需求。
(5)系統(tǒng)硬件配置
7結(jié)語
綜上所述,人們的出行離不開地鐵車站,而要想保證地鐵的安全運行,照明管理非常重要,需要在保證照明質(zhì)量的前提條件下,實現(xiàn)節(jié)能照明,避免不必要的能源消耗。在地鐵運行過程中,確保地鐵智能照明系統(tǒng)的節(jié)能效果,有利于節(jié)約地鐵的成本支出。建設(shè)并應(yīng)用智能照明系統(tǒng),有利于優(yōu)化地鐵的整體節(jié)能效果。因此,分析地鐵照明系統(tǒng)的節(jié)能效果,并制定出科學(xué)合理的節(jié)能控制方案,可以進一步提高地鐵智能照明系統(tǒng)的綜合應(yīng)用質(zhì)量。
參考文獻
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[4]企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.05版.
[5]王代軍.地鐵智能照明系統(tǒng)的能耗分析及節(jié)能優(yōu)化措施
作者簡介:
陳芳芳,安科瑞電氣股份有限公司,
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