城市轨道交通机电工程节能管理策略

城市轨道交通机电工程节能管理策略

刘金鹏

中建安装集团有限公司 江苏南京  210046

摘要：近几年，随着社会的发展，人们对环境保护的认识和节约能源的意识也在不断增强。针对铁路工程的设计，要考虑到线路规划以及车辆段选址等方面，除此之外，还要考虑到车辆及系统设备选型及维护等，以避免盲目投资和低水平重复建设。由于轨道交通是一个多学科的复杂项目，需要在各个专业、多个领域、多层次、系统化地进行节能设计。

关键词：交通工程；城市轨道；机电工程；节能管理；策略分析

引言

随着我国城市的发展，城市轨道交通对电力的需求日益增加，为了减少能耗和节省运营费用，文章在对城市轨道交通机电工程进行分析时，主要从技术以及管理型节能等方面，对地铁机电项目能耗环节进行了深入的研究，对能耗的影响因素进行了分析，对现有节能技术的改进、新技术的引进和实施节能管理的实施，实现了对城市轨道交通机电项目节能效果的全面优化和提高，为新项目的实施提供了经验和参考。

1轨道交通能耗情况简介

铁路的能源消耗以电力为主，水、柴油、天然气是其中的一部分，换算成煤后，就会将能源的消耗计算在内。柴油主要用于线路巡检车，数量较小，在整个铁路能源消耗中可以忽略不计；其中，生产、生活用水和食堂用气合计占能源消耗总量的1%；剩下的99%，都是用来发电的。根据不同的用途，电能可以分为牵引电力和电力照明等低压设备，其中火车牵引电力占50%~60%。电力照明等低压设备包括：通风空调设备以及给排水设备等。在低压设备中，中通风空调的耗电量大约为40%，在车站设备中大约为20%，其他行业在5-10%左右。如图所示，是城市轨道交通的主要能源消耗装置。由于地铁地铁站点众多，所以通风、空调、电扶梯的设备数量众多，导致了其能源消耗的比例很大。在掌握了轨道交通能源使用状况之后，可以根据需要进行节能设计的专业，制定出可行的设计方案，并在今后进行重点监控。

图1城市轨道交通系统的主要耗能设备

2城市轨道交通运营管理型节能

2.1能效管理系统

城市轨道交通运营管理中的节能管理环节比较多，其实施过程比较繁琐，而采用能效管理体系对企业进行节能管理具有重要意义。能源效率管理系统主要包括三部分，其中包括数据采集系统以及服务器系统等，各个模块互相连接，承担着各自的职能，对系统的运行过程进行分析，并根据能耗高的特点，制定相应的节能措施，包含车辆制动节能以及车站照明节能等。图2显示了系统分析的架构模块。

图2系统分析结构模块图

2.2节能管理水平

(1)建立对城市轨道交通能源消耗情况的调查与统计，为城市轨道交通的节能管理提供依据；(2)加强系统建设，通过制订、健全节能管理的有关制度，规范企业职工的工作行为，促使其自觉地形成节约能源的习惯。(3)健全信息反馈机制，强化数据分析，分析、比较收集到的数据，并提出相应的建议，进行反馈，对能源消耗进行细化，进行分级，对能源消耗高的部分进行重点分析，并进行针对性的研究。(4)加强各部门的合作与协调，落实有关的制度，建立健全的长效机制，培养节约能源的意识。各单位要切实履行自己的节能责任，严格按照规定的时间和质量完成任务，为达到总的节能效果奠定基础。

3城市轨道交通机电工程技术型节能

3.1电能质量分析

电力质量监测系统是一种能够对现场进行实时监测的电力质量信息的系统。在电力系统中，电力数据包括电压、电流等。电力品质指标包括电压偏差、波动等。对监测结果进行分析，得出了电力品质指标。城市轨道交通系统是一种比较复杂的系统，它包含了大量的设备，从能量质量的角度，可以把耗能装置划分为列车和站台设备。车站设备的能耗主要由3个部件组成：自动扶梯、通风空调和灯光系统。对电力品质进行分析，能够清楚地反映出日常运行中的电力消费情况，同时又能够确保城市轨道交通的安全、稳定运行。通过建立数据采集、分析等反馈机制，对能耗进行科学合理的分析，总结出了能源消耗问题较为突出的几个环节，指出了提高技术技能和加快技术研发的重点。

3.2智能低压配电系统

近年来，智能低压配电技术的发展，克服了传统配网的诸多缺陷，实现了对电力系统的智能化控制，并逐步向相关领域推广，取得了很好的成效。在城市轨道交通中，采用智能化的低压配电网，可以有效地改善其运行的安全性和稳定性，从而进一步降低城市的能源消耗。该配电网具有功能完备、工作可靠、便于现场布线等特点，可以实现数据的实时上传和后台的操作，操作更加直观、高效。通过对城市轨道交通监控系统的分析，可以对配电网络的运行状况进行实时监控，并对存在的问题进行及时的排查。

3.3通风空调系统节能

在目前的技术条件下，采用新型的变频技术，可以根据车厢内的旅客数量和高峰期，适当调节温度、湿度，以最小的能源消耗，营造出最舒适的乘坐体验。通过对现有的空调器进行不断的改造，可以寻找到更加符合要求的节能、环保的新技术和新技术，既节约了资金，又为以后的发展打下了坚实的技术基础。

3.4照明系统节能

从城市轨道交通系统的能源消耗状况来看，照明系统占据了很大的比例，针对照明系统，可以科学的规划照明，并且选择合适的节能照明灯具等都可以有效地减少照明系统的能量消耗，促进系统的整体性能。

4城市轨道交通机电工程创新型节能

4.1太阳能技术和空气能热水技术

采暖方式以电辅热为主，燃气或太阳能为主，也可采用独立供暖。集中供暖。利用太阳能和空气能互补技术，为城市轨道交通提供必要的热水。热水供应系统设定了初始温度，并通过传感器将热量导入到太阳能循环泵中，白天有足够的能源，太阳能板在蓄能后，为循环泵提供电力，并提供给水箱的电力；如果能源不足，可以通过热泵将水箱内的水加热到预定的温度，然后停止工作。虽然太阳能和空气能热水器的缺点是存在的，但综合比较，不难看出，这个方案的使用成本最低，投资小，使用寿命长，隔热和可靠性都很高，所以选择了这个方案。

4.2风光互补+储能的照明系统

在现阶段，风力发电和太阳能发电已经是一种新型的分布式发电方式，而在微型电网中，储能技术占有很大的比重。综合以上因素，三者结合，才能达到最大的效果。利用天然的风力，带动风扇转动，将风力转化为电力，另外，采用整流滤波、稳压电路，可满足照明系统的电源要求，当风向低且有足够的太阳能时，可利用光电转换为所需的电力。如果有足够的风向和日照，可以通过储存能量来储存多余的电力，以满足电力需求，从而形成一个真正的闭环微网。

结束语

综上所述，文章针对轨道交通的各个专业进行了探讨，在此基础上，对电力系统的节能设计进行了分析，涉及到了电力系统的各个专业，也涉及到了各个专业的设计，需要对其进行整体的控制，并将其应用于以后的建设、运营等各个方面，缺一不可，否则就达不到节能的目的，相关人员在对轨道交通进行设计和施工时，要考虑到上述因素，在此基础上，采取有效的措施进行施工和设计，这样才能够保证工程发挥一定的作用和效果。

参考文献：

[1]颜怀奇.城市轨道交通机电工程接口管理策略[J].江西建材,2022(02):195-197.

[2]刘毅.城市轨道交通机电工程节能管理策略研究[J].工程建设与设计,2019(11):266-269.DOI:10.13616/j.cnki.gcjsysj.2019.06.094.

[3]张兴凯.城市轨道交通机电工程接口管理策略研究[D].郑州大学,2019.