一、背景

在全球氣候變化與"雙碳"目標背景下，城市軌道交通作為能源消耗和碳排放的重要領(lǐng)域，其綠色轉(zhuǎn)型和低碳發(fā)展已成為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。安科瑞電氣股份有限公司推出的AcrelEMS軌道交通能效管理系統(tǒng)，正以其全面的用電管理能力和智能化的運營模式，為軌道交通行業(yè)提供了一套安全、低碳、高效的能源配電解決方案。

二、軌道交通能源管理面臨的挑戰(zhàn)

隨著中國城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)的迅速擴張（截至2024年，內(nèi)地已有59個城市開通運營線路338條，總長度達11224.54公里），傳統(tǒng)的能源管理系統(tǒng)已難以滿足現(xiàn)代軌道交通的復雜需求。系統(tǒng)普遍存在電能消耗高、能耗控制手段不足、多系統(tǒng)協(xié)同管控能力弱等問題。同時，光伏等新能源設(shè)備接入軌道交通牽引供電系統(tǒng)，也對系統(tǒng)的可靠性和安全性提出了新的挑戰(zhàn)。

更為棘手的是，目前許多軌道交通項目中的能源管理系統(tǒng)與電力監(jiān)控系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)的接口關(guān)系不明確，導致數(shù)據(jù)匯集困難，無法從頂層設(shè)計、運營維護方面提供精準、高效的可視化、智能化、自動化支撐。隨著未來軌道交通電網(wǎng)日益復雜，對內(nèi)部用電管理以及用電數(shù)字化運營效率提出了更高要求。

三、AcrelEMS系統(tǒng)的創(chuàng)新解決方案

安科瑞AcrelEMS軌道交通能效管理系統(tǒng)應運而生，它是一套全面的、智能化的能源管理解決方案，旨在提升能源效率、降低運營成本、確保能源系統(tǒng)的可靠性，并實現(xiàn)綠色運營目標。

?變電所綜合自動化系統(tǒng)(PSCADA)

系統(tǒng)通過在供配電的車站變電站、環(huán)控、關(guān)鍵設(shè)備上安裝監(jiān)測、計量、控制、保護等各類智能傳感器，搭建涵蓋35kV到0.4kV的完整電力測量、計量、控制體系。結(jié)合視頻監(jiān)視手段，實現(xiàn)"五遙"功能——遙測、遙信、遙控、遙調(diào)、遙視，實時監(jiān)測變電所的電氣設(shè)備運行狀態(tài)。

AM6系列微機綜合保護裝置具有數(shù)據(jù)處理、邏輯運算和信息存儲能力，可為35kV及以下電壓等級的進線、饋線、變壓器等對象提供過負荷、低電壓、過電壓等保護功能。裝置具有完善的事故分析能力，包括SOE事件記錄、故障錄波記錄等，使系統(tǒng)可遠程監(jiān)視、保護和控制配電回路運行狀態(tài)。

?電能質(zhì)量監(jiān)測與治理

軌道交通系統(tǒng)中大量使用電力電子設(shè)備，如牽引變流器和整流器，這些設(shè)備產(chǎn)生的非線性負載會引起諧波電流，導致電壓畸變、設(shè)備發(fā)熱等問題。AcrelEMS系統(tǒng)通過APView系列電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置和AnSin/AnCos系列治理裝置，有效解決了諧波污染、電壓波動、無功功率波動等電能質(zhì)量問題。

APView500裝置具備完整的穩(wěn)態(tài)監(jiān)測、暫態(tài)監(jiān)測、瞬態(tài)監(jiān)測能力，支持故障錄波和事件記錄、電壓暫降容忍度曲線與分析等功能，并獲得國家機構(gòu)A類認證。系統(tǒng)能夠精確監(jiān)測各進線回路電能質(zhì)量，包括電壓暫降、暫態(tài)、穩(wěn)態(tài)、諧波畸變等數(shù)據(jù)波形記錄，進而判斷配電系統(tǒng)擾動方向，生成專業(yè)的電能質(zhì)量分析報告。

?電氣火災安全與終端治理

針對軌道交通中嚴峻的電氣火災風險，系統(tǒng)配置了ARCM系列漏電火災監(jiān)控系統(tǒng)，對低壓用電環(huán)節(jié)各回路中的剩余電流、溫度和故障電弧等進行實時監(jiān)測。當剩余電流越及時報警，防止因漏電引起的火災發(fā)生。

特別值得一提的是ASCP系列電氣防火限流式保護器，它有效克服了傳統(tǒng)斷路器存在的短路電流大、切斷短路電流時間長、短路時產(chǎn)生的電弧火花大等弊端。發(fā)生短路故障時，能以微秒級速度（150微秒內(nèi)）快速限制短路電流以實現(xiàn)滅弧保護，顯著減少電氣火災事故。

?軌道交通能源管理系統(tǒng)EMS

在車站配電柜、空調(diào)等設(shè)備上安裝監(jiān)測、計量、等各類智能傳感器，實現(xiàn)軌道交通能源監(jiān)控、控制和優(yōu)化平臺，旨在提升能源效率、降低運營成本、確保能源系統(tǒng)的可靠性，并實現(xiàn)綠色運營目標，對軌道交通運營中的復雜能源系統(tǒng)進行全面管理和優(yōu)化。軌道交通能源管理系統(tǒng)是一套全面的、智能化的能源管理解決方案，適應現(xiàn)代軌道交通對高效、安全、可持續(xù)能源管理的需求。

?分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)

隨著新能源在軌道交通領(lǐng)域的應用，系統(tǒng)還集成了光伏發(fā)電監(jiān)測功能，可對逆變器直流側(cè)、交流側(cè)運行狀態(tài)進行監(jiān)測及報警，統(tǒng)計發(fā)電量并進行效率分析。系統(tǒng)配置了AM5SE系列防孤島保護裝置，當檢測到逆向電流超過額定輸出的5%時，光伏發(fā)電系統(tǒng)可在2s內(nèi)自動降低出力或停止向電網(wǎng)線路送電，確保維修人員安全和設(shè)備穩(wěn)定運行。

四、智能化運維與管理創(chuàng)新

AcrelEMS系統(tǒng)不僅在硬件層面提供了全面解決方案，更在管理運維層面實現(xiàn)了多項創(chuàng)新：

?設(shè)備全生命周期管理

記錄設(shè)備運行數(shù)據(jù)、維護記錄、故障歷史等信息，根據(jù)設(shè)備的運行狀態(tài)和使用年限，智能推薦維護或更換計劃，幫助管理人員科學安排設(shè)備維護工作，延長設(shè)備使用壽命。

?智能巡檢與維護

系統(tǒng)支持流程化運維巡檢、自動發(fā)布任務(wù)、巡檢節(jié)點跟蹤、缺陷處理跟進、報警聯(lián)動消警等功能，通過平臺和APP實現(xiàn)通知與管理。

?數(shù)據(jù)可視化與分析

系統(tǒng)提供豐富的可視化界面，包括配電主接線圖、曲線分析、光字牌顯示等，支持一鍵生成車站配電分析報告，為決策提供數(shù)據(jù)支持。

?移動端管理

通過手機APP，運維人員可隨時隨地監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)，接收報警信息，處理運維任務(wù)，大大提高了響應速度和管理效率。

五、成功案例與實踐驗證

安科瑞AcrelEMS系統(tǒng)已在多個軌道交通項目中成功應用，包括無錫地鐵1、2號線電氣火災運營改造項目、昆明地鐵能效管理升級改造、北京地鐵17號線未來科學城項目、青島地鐵2號線一期工程等。

以無錫地鐵項目為例，系統(tǒng)對已運行近10年的電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)進行了全面升級改造，按照最新國家標準更換了剩余電流式電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，有效解決了電氣短路、觸點氧化和磨損、電弧故障風險等安全隱患，顯著提升了地鐵運營的安全性和可靠性。

六、面向未來的軌道交通能源管理

隨著"綠智融合"成為軌道交通發(fā)展的核心方向，安科瑞AcrelEMS系統(tǒng)將持續(xù)演進，通過數(shù)字賦智、科技賦能，推動軌道交通從低維度運行向高維度運營的轉(zhuǎn)變升級。系統(tǒng)未來將更加注重新能源集成、碳排放管理、智能算法優(yōu)化等領(lǐng)域，為實現(xiàn)"碳達峰、碳中和"目標提供強有力的技術(shù)支撐。

在軌道交通建設(shè)進入平穩(wěn)發(fā)展期的背景下，安科瑞AcrelEMS能效管理系統(tǒng)以其全面的功能、智能化的設(shè)計和可靠的性能，正成為軌道交通行業(yè)實現(xiàn)安全低碳運營的重要利器，為城市軌道交通的可持續(xù)發(fā)展保駕護航。