周可立
珠海派诺科技股份有限公司广东省珠海市519000
摘要：能源管理系统在铁路站房中的应用技术已日臻成熟，但对与系统采集的数据，仍然没有合理的利用；本文主要介绍通过构建综合能源管控一体化平台，利用系统采集数据，帮助用户制定节能目标以及相关节能策略的落地实施和验证，进而推进站房的节能减耗，建设绿色站房。
关键词：综合能源管控；能源可视化；数据诊断；运维管理
前言
随着我国经济的快速发展，我国高铁站规模不断扩大和铁路运输需求大幅增加，高铁站能源的消耗也在快速增长，中国铁路总公司颁发的《“十三五”节能规划》中要求强化能耗管理，推广智能化节能管控，提高能源的综合利用率，进一步加大节能减排力度，建设绿色铁路。
现有站房内能源管理系统、机电设备监控系统、消防设备电源监控系统以及供配电监测系统都得到了普遍利用，但各系统孤岛自治，无法信息共享，信息利用率低，无法实现综合控制；多个系统均需要人员值守，工作强度大；传统的业务多为复制性建设，定制化操作难，用户个性化服务缺失。
铁路站房设计需要新的技术来满足绿色铁路发展需求，搭建一个综合能源管控平台是必然趋势。下面主要介绍综合能源管控系统的相关功能及技术措施。
1、综合能源管控平台定义
综合能源管控平台旨在提高站房的全生命周期运营价值，在能源供应及传输系统实时监控的基础上，对用户能耗信息、环境信息、设备信息及运营信息进行统计、分析，得出与能源消耗及能源效率相关的决策性数据和信息，帮助管理人员了解历史和当前的能源使用状况，及预测未来的能耗趋势，辅助管理人员作出正确的能源改善策略，形成客观的以数据为依据的能源消耗评价体系，减少能源管控的成本，提高能源管控的效率，及时了解各区域的真实能耗情况和提出节能降耗的技术和管理措施，协助管理者制订对站房内各区域的能源管控措施，实现主动型、精细型的能源管控。
综合能源管控平台系统架构图
1）应用管理层
应用管理层是系统的核心组成部分，所有实时监测数据、能耗数据、告警数据等都在该层进行集中展示、分析、处理，提供友好的人机界面及工作窗口供用户使用。
该层软硬件包括：数据库服务器、应用及Web服务器、工作站、UPS、平台软件、数据库软件等。
2）网络汇聚层
网络汇聚层是连接应用管理层与设备采集层的中间连接部分，负责把分散的数据上传到应用管理层。同时，该层也是系统与其他智能化系统对接的中间接口，实现系统之间的数据共享。
该层设备包括：数据采集器、空调控制器、工业网络交换机、单模光电转换器、电源模块等。
3）设备采集层
设备采集层主要由各种仪表、传感器、末端控制设备组成，完成平台中各系统所需的数据采集，是整个平台的基础。
该层设备主要包括：智能电表、水表、燃气表、能量表、电能质量分析仪、漏电火灾报警器、温湿度传感器、压力传感器、流量、液位等。
2、综合能源管控平台主要功能
2.1界面模块化
综合能源管控平台具有软件界面模块化设计的特点，展现的画面内容形式、分析数据源维度均可组态，灵活、快捷的实现站房的个性化需求。选用模块化的设计，对于今后站房改扩建、功能区域变更、增加减少监测计量点、改变分析重点的展示等具有重要意义，可以在不影响其他模块的前提下实现随时变化的管理需求。
2.2能源应用可视化
综合能源管控平台可根据站房内部布局，结合管理需求按其功能进行合理的区域划分，并按区域进行用能统计分析，以地图的形式直观显示站房内不同区域能源消耗情况及各项能耗相关数据。同时可通过对各个区域、能源流向等用能数据的采集统计，完成实时用能的监测，并利用这些数据绘制能源流向图，包括用能数据及主要能源使用等信息，为系统的能效评估分析提供数据支撑，同时可以量化由于“跑、冒、滴、漏”等情况带来的能源损耗。
2.3机电设备运行管理
综合能源管控平台基于车站的列车时刻表、室外气象条件，室内环境参数，同时结合站房第三方信息系统所提供的人员流量、密度等情况，动态调整空调系统的负荷。并根据能耗系统积累的运行数据，建立系统能耗模型，利用智能算法进行学习，在保证环境舒适度的前提下，实现设备及运行工况的最佳匹配，并根据能耗模型实现负荷预测功能，提前对空调系统进行调控，动态调整系统负荷。
同时充分利用自然资源，有机结合新能源系统，联动各个系统、动态调控成本和负荷，杜绝不合理用能，达到整体用能，实现直接的节能增收。
?平台实时监控并累计设施运行主要参数，方便随时对设施的使用情况进行分析，为客户改善设施效益提供重要数据参考，以最大限度地提高整体设备运行效率。
2.4变配电系统运行管理
综合能源管控平台可对站区所有高压和低压配电室高低压柜的运行情况进行在线监控，可实时显示各项电参数、断路器分合状态、高压综保运行情况等信息，将安全隐患消除的萌芽中，比如：变压器或者负载过负荷、过温、烟感、浸水等提前预警，提示值班人员及时排除故障，或快速定位跳闸原因，及时恢复供电，同时平台可对跳闸开关或者重要参量突变引发的事故进行追忆反演，记录并重现该事故发生前一段时间以及事故发生后一段时间内的遥信遥测数据变化，以曲线或表格的形式呈现给用户，便于调度人员进行事故原因分析
平台可对高压侧实现远程分合闸，低压侧分闸功能，有效减少维护人员与强电接触的安全隐患。并对采集的谐波数据进行频谱分析和时域分析，并记录成报表，以便用户针对性的对负荷和回路进行谐波的治理和改造，以减少设备损耗和用电损耗。
2.5数据分析及诊断
综合能源管控平台可根据站区内用能分类、用能时段、各用能点之间或用能点与标准值之间的能耗对比，对能源数据进行多维度管理与分析，并针对火车客站站房用能特点建立能耗分析模型，对整体及各环节的能耗情况进行评估分析，并通过数据分析查找能耗漏洞，使车站各部分的用能量透明化，不仅能帮助管理人员建立合理的能效考核指标（能耗总量、单位面积能耗等多种类型能耗指标值），通过图形化的界面显示用户能源成本趋势变化、各用能单元能耗费用排名、多种能源费用占比等信息，还能帮助运维人员快速发现系统能耗异常点，及时解决故障，减少能源浪费，提升车站整体能效水平。
平台具备错误诊断功能，可以通过链路诊断、指令诊断、数据包诊断等方式有针对性的对各种故障情况进行诊断，帮助维护人员尽快定位故障位置，区分是网络传输故障、数据采集器故障、设备单体故障、控制器故障、传感设备故障等，便于维护人员及时解决处理。
2.6运维优化管理
综合能源管控平台具备工作流管理模块，平台可提供工单管理功能与报警状态实时联动，支持基于工作流引擎的工单流程驱动，实现报警自动生成工单，分配工单，处理工单和完成工单的全流程自动化管理和控制。站房管理人员可以通过在手机APP进行工单管理远程操作，实现随时随地进行工单查询、工单处理，更新状态和上传相关图片和关闭工单。站房管理人员可根据系统提供的工单历史数据和实时数据了解工作人员的工作量，工作分配和状态，便于人力的合理安排。同时管理人员可通过平台录入的的设备台账，掌握设备的全生命周期。
综合能源管控平台支持多种业务类型报表输出（能耗数据报表、能耗账单、能耗分析报表、能源平衡报表、综合报告等），并可对各重要机电设备进行集中管理，对设备运行状态和能耗进行统计分析，同时生成相应的分析图表（负荷曲线、能耗柱状图、运行效率关系图等），为站房节能工作提供依据。
2.7信息发布及共享
平台提供WEB发布功能，支持局域网访问和广域网访问，支持对站房整体能耗情况及节能整改措施进行大屏展示发布，提供给项目信息发布系统数据共享，同时支持移动客户端在线查询以及APP应用。具备有效的安全管理机制，数据过滤功能，完整的病毒防护机制及防火墙机制，可支持多个并发用户访问。
平台可为终端用户定制专用APP，便于用户随时随地通过移动设备掌控站区内能耗状况、设备运行情况、维修人员工作情况，大幅度提高管理的便捷性和工作效率。
2.8平台的开放性及兼容性
综合能源管控平台可以通过组态方式直接连接支持工业标准接口的控制系统、各种基于关系数据库的应用系统，如ERP系统、MES系统、财务系统等；可以提供多种方式集成用户方程序和算法，从外部和内部均易于将先进应用嵌入平台之中。同时平台支持标准控制协议的控制器和标准接口的国际通用控制系统，可以自由连接各类广泛应用于工业的PLC、DCS、综保等设备或系统；当客户端的数量有所变化时，管理员可以在服务器端对访问用户数限度进行更新，对使用的操作客户端无任何影响。
平台的每个功能模块都是由多个质量可靠的独立组件搭建而成。根据用户的不同需求，每个项目采用“搭积木”的方式实现，保证用户“所见即所得”，项目的进度和质量可控；平台的操作端采用B/S结构，这样即可满足现场操作的要求，又可以在管理层通过浏览器方式进行，不同的客户可以组态不同的画面和操作能力，客户端实现零维护。
结语
火车客站站房的节能需要一种结构化的、持久的解决方法，设计阶段充分考虑了节能策略及手段如设计BA楼宇自控系统、智能照明系统等，使用阶段，一方面是寻找节能空间并安装节能装置，以便对能耗进行优化处理；另一方面节能的关键在于仪表测量、监控和能效分析，应当在节能方案评估与实施两大关键阶段对能效进行测量和对标，在开始执行节能计划之前，能效的测量和对标将有助于确定发生能耗的场所及能量的浪费程度，还可以为未来的比较提供基准线，在实施阶段进行测量将有助于查明需要予以纠正的不足之处，以便能够节约能源。
根本上，需要主动节能与被动节能相结合，通过管控一体化平台进行监控、维护与完善。因而通过平台对整体用能进行持续的监测与管理，在持续改进的管理节能基础上，不断优化用能设备的运行效率，系统科学的按步骤采取各种节能措施，才能达到最优的节能效果。