地鐵站能量管理分析與節能設計＊

劉曉冰

地鐵站能量管理分析與節能設計＊

劉曉冰

（廣州鐵路職業技術學院，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，以節能為根本出發點，提出一種基于無線傳感器的地鐵站節能設計方案。

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展，地鐵站數量及規模的不斷擴大，地鐵站節能逐漸成為了國家和行業所關注的焦點。為約束現有地鐵站能耗及引導新建地鐵站的節能設計，本文首先分析了目前地鐵站的基本能量管理情況，并根據其存在的缺點與不足，提出了一種節能設計方案。

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控系統、照明系統以及電扶梯等車站設備，而其中環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，雖針對各用能設備采取了一定的節能措施，但均局限在局部的節能，未能有一套更顧全大局的能量管理系統。

環控部分：各種風機長期按固定設置定頻運行，未能隨負荷的變化作出靈活的調節，導致設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、根據實際環境進行靈活調控的方法[2]。

照明、電扶梯及其他車站設備：采用統一打開、統一切斷的方式，無論是人員活動的高峰期或是無人時，所有的設備均處于全力運行狀態，輸出遠大于需求。

2.3 地鐵站的節能設計

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設計方案，實現對地鐵站能耗的有效管理，提高節能效率。該設計方案的主要創新點如下：①在地鐵站燈控節點中增加光敏傳感器和人體感應器，使燈光隨著外界光強度來調節亮度，并且可以通過人體感應來實現有人時燈亮，人離開后燈便滅的智能控制，從而實現節能。②在電器控制節點設備中集成各種傳感器，包括在空調控制節點增加了溫度傳感器和人體感應器，能自動檢測環境溫度來調節溫度，能自動檢測地鐵站臺、站廳等位置是否有人，從而決定空調的開關；能自動檢測自動售票機、自動扶梯及升降梯、閘機等車站設備的使用情況來實現待機、關機還是正常運行，從而實現節能減排。③構建基于ZigBee的無線傳感器網絡，改進通訊網絡的安全性，同時，支持與物聯網的通訊機制，利用互聯網Web服務器可遠程控制地鐵站的每一個節點，可實現智能遠程監控。

3 結論

將WSN技術與能量管理系統相結合應用于地鐵站的節能，既可以實現對地鐵站耗能設備的統一管理、集中調度，同時，可以根據現場環境情況進行更靈活、更人性化的調節設置，從而實現更大程度的節能。

［1］高玉龍.地鐵系統能源流管理模型研究［D］.天津：河北工業大學，2012.

［2］楊樂.地鐵站用能特征與節能策略研究［D］.北京：清華大學，2017.

［3］馬學鵬，夏國臣.城市軌道交通能源管理系統研究［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設計應用［J］.電氣技術，2015（10）：65-67.

廣州鐵路職業技術學院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研究與設計”（編號：GTXYT1502）

U298

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.23.044

2095－6835（2019）23－0100－01

〔編輯：張思楠〕