隨著我國(guó)城市化進(jìn)程不斷加快，軌道交通已成為城市公共交通的骨干。截至2024年，內(nèi)地共有59個(gè)城市開(kāi)通城市軌道交通運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路338條，運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路總長(zhǎng)度超過(guò)1.12萬(wàn)公里，年度完成建設(shè)投資規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。在這一背景下，軌道交通的能源管理面臨著新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。“雙碳”目標(biāo)推動(dòng)行業(yè)向綠色化、智能化方向轉(zhuǎn)型，如何實(shí)現(xiàn)能源的高效利用和可靠供應(yīng)，成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。

圖片1：軌道交通總體情況數(shù)據(jù)表

軌道交通供電系統(tǒng)具有負(fù)荷密集、運(yùn)行連續(xù)、安全要求高等特點(diǎn)。根據(jù)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50157-2013），地鐵用電設(shè)備負(fù)荷分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)，其中火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、應(yīng)急照明、通信信號(hào)系統(tǒng)等被列為一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷。這些設(shè)備對(duì)供電可靠性要求極高，任何中斷都可能影響運(yùn)營(yíng)安全。

圖片2：地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范中關(guān)于動(dòng)力與照明的負(fù)荷分級(jí)說(shuō)明

在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，軌道交通能源系統(tǒng)存在數(shù)據(jù)采集不精細(xì)、多系統(tǒng)協(xié)同能力弱、運(yùn)維效率低等問(wèn)題。許多線(xiàn)路尚未建立完善的能源管理體系，導(dǎo)致電能消耗缺乏有效控制。此外，新能源設(shè)備如光伏、儲(chǔ)能系統(tǒng)的接入，也對(duì)傳統(tǒng)供電系統(tǒng)提出了新的技術(shù)要求。

面對(duì)這些挑戰(zhàn)，一套覆蓋“網(wǎng)-源-儲(chǔ)-車(chē)”的智慧能源管理平臺(tái)成為行業(yè)發(fā)展的必然需求。安科瑞電氣股份有限公司基于多年技術(shù)積累，推出了AcrelEMS城市軌道交通智慧能源管理系統(tǒng)。該平臺(tái)集成電力監(jiān)控、電能質(zhì)量管理、電氣安全、智能照明、充電樁運(yùn)營(yíng)及分布式光伏監(jiān)測(cè)等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)軌道交通能源流的全面感知與優(yōu)化調(diào)控。

圖片3：軌道交通綜合能源管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

在變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，平臺(tái)通過(guò)AM6系列微機(jī)保護(hù)裝置、APView500電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置、ASD500開(kāi)關(guān)柜綜合測(cè)控裝置等硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)35kV至0.4kV配電系統(tǒng)的全面監(jiān)控。其中，AM6系列裝置具備完善的事故分析能力，包括SOE事件記錄和故障錄波，可為進(jìn)線(xiàn)、饋線(xiàn)、變壓器等關(guān)鍵設(shè)備提供過(guò)負(fù)荷、低電壓、非電量等保護(hù)功能。

圖片4：AM6系列微機(jī)保護(hù)裝置功能參數(shù)表

電氣安全是軌道交通運(yùn)營(yíng)的重中之重。平臺(tái)通過(guò)ARCM系列電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各回路剩余電流、溫度及故障電弧，符合《電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)》（GB14287-2014）和《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50116-2013）的要求。此外，ASCP200/300系列電氣防火限流式保護(hù)器能在短路故障發(fā)生時(shí)以微秒級(jí)速度實(shí)現(xiàn)快速限流，有效預(yù)防電氣火災(zāi)。

圖片5：ASCP系列電氣防火限流式保護(hù)器功能說(shuō)明

電能質(zhì)量直接影響設(shè)備壽命和系統(tǒng)穩(wěn)定性。軌道交通中大量使用的電力電子設(shè)備，如牽引變流器和整流器，易產(chǎn)生諧波污染和電壓波動(dòng)。APView500電能質(zhì)量在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置具備穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)和瞬態(tài)監(jiān)測(cè)功能，可生成電能質(zhì)量評(píng)估報(bào)告，并結(jié)合AnSin有源濾波裝置和AnCos無(wú)功補(bǔ)償裝置進(jìn)行綜合治理，保障供電質(zhì)量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

圖片6：電能質(zhì)量治理裝置AnSin/AnCos系列產(chǎn)品列表

在應(yīng)急照明與疏散指示系統(tǒng)方面，平臺(tái)遵循《消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB51309-2018），針對(duì)地鐵站廳、站臺(tái)、區(qū)間隧道等不同場(chǎng)景，提供具備雙網(wǎng)口通信、FAS協(xié)議聯(lián)動(dòng)功能的集中電源和燈具方案。例如，區(qū)間疏散標(biāo)志燈支持米標(biāo)紅外可調(diào)，適應(yīng)長(zhǎng)距離隧道環(huán)境；地面標(biāo)志燈具采用灌膠工藝，提升使用壽命。

圖片7：站臺(tái)、站廳、設(shè)備區(qū)標(biāo)志燈具示意圖

智能照明控制系統(tǒng)通過(guò)ALIBUS總線(xiàn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)站廳、候車(chē)區(qū)、設(shè)備區(qū)等場(chǎng)所的集中控制與感應(yīng)調(diào)光。系統(tǒng)支持定時(shí)控制、場(chǎng)景切換、光照感應(yīng)與人體感應(yīng)，在保障照明需求的同時(shí)，有效降低能耗。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，通過(guò)智能化改造，部分車(chē)站照明能耗可降低20%以上。

圖片8：智能照明控制系統(tǒng)拓?fù)鋱D

充電樁運(yùn)營(yíng)管理是軌道交通綠色出行的重要環(huán)節(jié)。隨著電動(dòng)汽車(chē)普及，站點(diǎn)周邊充電需求快速增長(zhǎng)。平臺(tái)支持7kW交流樁至480kW直流充電主機(jī)的全系列產(chǎn)品，具備智能計(jì)量、遠(yuǎn)程升級(jí)、云平臺(tái)監(jiān)控等功能，并通過(guò)有序充電策略，平衡變壓器負(fù)荷，提升充電效率與用戶(hù)體驗(yàn)。

圖片9：交流與直流充電樁產(chǎn)品示意圖

在新能源應(yīng)用方面，平臺(tái)支持分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)與分析，包括逆變器運(yùn)行狀態(tài)、發(fā)電量統(tǒng)計(jì)、碳減排量計(jì)算等。AM5SE-IS防孤島保護(hù)裝置可在電網(wǎng)失壓時(shí)快速切斷并網(wǎng)點(diǎn)，防止非計(jì)劃性孤島運(yùn)行，保障維修人員安全和系統(tǒng)穩(wěn)定。

圖片10：防孤島保護(hù)裝置功能說(shuō)明圖

無(wú)錫地鐵1、2號(hào)線(xiàn)電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)改造項(xiàng)目是平臺(tái)落地應(yīng)用的典型案例。該線(xiàn)路于2014年開(kāi)通，原有系統(tǒng)已接近使用壽命。通過(guò)更換符合新國(guó)標(biāo)的電氣火災(zāi)監(jiān)控主機(jī)與探測(cè)器，構(gòu)建集中監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了36個(gè)車(chē)站、2700多個(gè)回路的狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)分析，提升了系統(tǒng)安全性與運(yùn)維效率。

圖片11：無(wú)錫地鐵電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)架構(gòu)圖

項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，通過(guò)繪制動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D、生成配電分析報(bào)告、設(shè)置設(shè)備全生命周期監(jiān)測(cè)等增值服務(wù)，為運(yùn)營(yíng)單位提供了更全面的決策支持。類(lèi)似項(xiàng)目已在昆明地鐵、北京地鐵17號(hào)線(xiàn)、青島地鐵2號(hào)線(xiàn)等多條線(xiàn)路中推廣應(yīng)用。

圖片12：項(xiàng)目實(shí)施安全交底現(xiàn)場(chǎng)照片

綜上所述，軌道交通智慧能源管理不僅關(guān)乎運(yùn)營(yíng)成本，更是保障城市安全、推動(dòng)綠色轉(zhuǎn)型的重要支撐。通過(guò)一體化平臺(tái)與專(zhuān)業(yè)技術(shù)的結(jié)合，有望實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)的可靠、安全、節(jié)約與高效運(yùn)行，為城市軌道交通的可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。

審核編輯 黃宇