一种铁路车站能量管理系统.pdf

1、(10)申请公布号 CN 104268719 A (43)申请公布日 2015.01.07 C N 1 0 4 2 6 8 7 1 9 A (21)申请号 201410550019.3 (22)申请日 2014.10.17 G06Q 10/06(2012.01) G05B 19/418(2006.01) (71)申请人成都四为电子信息股份有限公司 地址 610000 四川省成都市高新区新文路 22号 (72)发明人翟纯玉 付明 张军 毛虎林 (74)专利代理机构成都金英专利代理事务所 (普通合伙) 51218 代理人袁英 (54) 发明名称 一种铁路车站能量管理系统 (57) 摘要 本发明公开

2、了一种铁路车站能量管理系统， 它包括处理单元、数据统计单元、数据计算单元、 数据分析单元、决策单元、评估单元和控制单元， 处理单元与数据计算单元、数据统计单元、数据分 析单元、评估单元、决策单元和控制单元连接，数 据统计单元与数据计算单元连接，数据计算单元 与数据分析单元连接、数据分析单元与决策单元 连接，决策单元与评估单元连接，评估单元与控制 单元连接，数据统计单元还通过联动接口与机电 设备监控系统和远程自动抄表及负荷管理系统连 接，控制单元还通过联动接口与机电设备监控系 统和远程自动抄表及负荷管理系统连接。本发明 从系统节能的观点出发，对能量管理进行统一规 划和部署，有效地降低能量消耗和管

3、理成本。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104268719 A CN 104268719 A 1/1页 2 1.一种铁路车站能量管理系统，其特征在于：它包括处理单元、数据统计单元、数据计 算单元、数据分析单元、决策单元、评估单元和控制单元，处理单元与数据计算单元、数据统 计单元、数据分析单元、评估单元、决策单元和控制单元连接，数据统计单元与数据计算单 元连接，数据计算单元与数据分析单元连接、数据分析单元与决策单元连接，决策单元与评 估单元连

4、接，评估单元与控制单元连接，数据统计单元还通过联动接口与机电设备监控系 统和远程自动抄表及负荷管理系统连接，控制单元还通过联动接口与机电设备监控系统和 远程自动抄表及负荷管理系统连接； 数据统计单元负责采集并统计能源数据，数据计算单元根据设定好的规则进行数据计 算，数据分析单元根据参考值与采集的能源数据或计算后的能源数据进行数据分析，决策 单元根据数据分析结果确定对应的处理方案，评估单元负责对处理方案进行评估，以决定 是否采纳处理方案，并输出评估报告或报表，控制单元负责实施采纳后的处理方案，通过联 动接口控制机电设备监控系统或远程自动抄表及负荷管理系统。 2.根据权利要求1所述的一种铁路车站能

5、源管理系统，其特征在于：所述的机电设备 监控系统包括照明监控系统、送排风监控系统、新风监控系统、空调监控系统、制冷监控系 统、电扶梯监控系统和热交换监控系统，照明监控系统通过联动接口与数据统计单元和控 制单元连接，送排风监控系统通过联动接口与数据统计单元和控制单元连接，新风监控系 统通过联动接口与数据统计单元和控制单元连接，空调监控系统通过联动接口与数据统计 单元和控制单元连接，制冷监控系统通过联动接口与数据统计单元和控制单元连接，电扶 梯监控系统通过联动接口与数据统计单元和控制单元连接，热交换监控系统通过联动接口 与数据统计单元和控制单元连接。 3.根据权利要求1所述的一种铁路车站能源管理系

6、统，其特征在于：所述的远程自动 抄表及负荷管理包括远程自动抄表、负荷管理和负荷控制； 所述的远程自动抄表主要是指电能表计量检测装置的遥测抄表； 所述的负荷管理是通过抄表数据自动完成电量统计和分析，自动生成曲线图表、整理 电费帐单，帮助用户有效的管理负荷，定时送断电，控制波峰电价时的用电，减少非正常耗 电，最终实现降低电能花费的目的； 所述的负荷控制主要指对用电开关或电能表计量检测装置开关的远程跳跳闸、合闸控 制，它包括遥控跳闸、电量控制和功率控制三种方式； 所述的遥控跳闸方式为：主站下发跳闸或合闸命令，终端立即执行跳闸或合闸； 所述的电量控制方式为：用户用电超过规定的有功电量定值时被自动跳闸，

7、按电量设 定值进行控制；电量控制包括用电量控制、时间-电量控制、电费控制和保电形式； 所述的功率控制方式为：用户用电实时功率超过规定功率值时被自动跳闸，按功率设 定值进行控制，功率控制包括按时段控制、厂休控制和紧急压负荷控制。 4.根据权利要求1所述的一种铁路车站能源管理系统，其特征在于：所述的处理单元 包括多个预设功能模块，预设功能模块能在系统内自动运作，也可根据现场情况而作出相 应的设定，实现优化控制，所述的预设功能模块包括：每日预定时间表、每年预定日程表、假 期安排表、临时超越控制安排表、最佳启停功能、夜间设定点自动调节控制、焓值切换功能、 天气补偿、周期性负载、温度设定点重置、冷冻机组

8、的组合及次序控制、热交换器的组合及 次序控制和用电量高峰期的限制模块。 权 利 要 求 书CN 104268719 A 1/5页 3 一种铁路车站能量管理系统 技术领域 0001 本发明涉及一种能量管理领域，特别是涉及一种铁路车站能量管理系统。 背景技术 0002 能源已成为人类社会不可或缺的基本要素，随着能源日益紧张和环境恶化，获得 经济方便环保的能源变成一个关系人类生存与可持续发展的急迫问题，寻找提高能源利用 效率的解决之道成为小到社会家庭，大到企业与政府等全社会的共同责任，节约能源已是 国家可持续发展的一项基本国策。 0003 各类水、电、气设备与分类能耗是工业设施、社会基础设施与各类建

9、筑建设投资和 日常运营成本的主要构成部分之一，合理布局能源设施配置和管控功能可以显著提高设施 与能源利用效率并降低成本。 0004 目前，在铁路沿线重要构筑物实施机电设备监控，并没有从系统节能的观点出发， 把变配电及负荷、照明系统、空调系统、给排水、通风、电扶梯等都纳入节能监控的潜在对 象，没有做到统一的规划和部署。 发明内容 0005 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种铁路车站能量管理系统，从系 统节能的观点出发，对能量管理进行统一规划和部署，有效地降低能量消耗和管理成本。 0006 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种铁路车站能量管理系统，它包 括处理单元、数据统计单元、

10、数据计算单元、数据分析单元、决策单元、评估单元和控制单 元，处理单元与数据计算单元、数据统计单元、数据分析单元、评估单元、决策单元和控制单 元连接，数据统计单元与数据计算单元连接，数据计算单元与数据分析单元连接、数据分析 单元与决策单元连接，决策单元与评估单元连接，评估单元与控制单元连接，数据统计单元 还通过联动接口与机电设备监控系统和远程自动抄表及负荷管理系统连接，控制单元还通 过联动接口与机电设备监控系统和远程自动抄表及负荷管理系统连接。 0007 数据统计单元负责采集并统计能源数据，数据计算单元根据设定好的规则进行数 据计算，数据分析单元根据参考值与采集的能源数据或计算后的能源数据进行数

11、据分析， 决策单元根据数据分析结果确定对应的处理方案，评估单元负责对处理方案进行评估，以 决定是否采纳处理方案，并输出评估报告或报表，控制单元负责实施采纳后的处理方案，通 过联动接口控制机电设备监控系统或远程自动抄表及负荷管理系统。 0008 所述的机电设备监控系统包括照明监控系统、送排风监控系统、新风监控系统、空 调监控系统、制冷监控系统、电扶梯监控系统和热交换监控系统，照明监控系统通过联动接 口与数据统计单元和控制单元连接，送排风监控系统通过联动接口与数据统计单元和控制 单元连接，新风监控系统通过联动接口与数据统计单元和控制单元连接，空调监控系统通 过联动接口与数据统计单元和控制单元连接，

12、制冷监控系统通过联动接口与数据统计单元 和控制单元连接，电扶梯监控系统通过联动接口与数据统计单元和控制单元连接，热交换 说 明 书CN 104268719 A 2/5页 4 监控系统通过联动接口与数据统计单元和控制单元连接。 0009 所述的远程自动抄表及负荷管理包括远程自动抄表、负荷管理和负荷控制。 0010 所述的远程自动抄表主要是指电能表计量检测装置的遥测抄表。 0011 所述的负荷管理是通过抄表数据自动完成电量统计和分析，自动生成曲线图表、 整理电费帐单，帮助用户有效的管理负荷，定时送断电，控制波峰电价时的用电，减少非正 常耗电，最终实现降低电能花费的目的。 0012 所述的负荷控制主

13、要指对用电开关或电能表计量检测装置开关的远程跳跳闸、合 闸控制，它包括遥控跳闸、电量控制和功率控制三种方式。 0013 所述的遥控跳闸方式为：主站下发跳闸或合闸命令，终端立即执行跳闸或合闸。 0014 所述的电量控制方式为：用户用电超过规定的有功电量定值时被自动跳闸，按电 量设定值进行控制；电量控制包括用电量控制、时间-电量控制、电费控制和保电形式。 0015 所述的功率控制方式为：用户用电实时功率超过规定功率值时被自动跳闸，按功 率设定值进行控制，功率控制包括按时段控制、厂休控制和紧急压负荷控制。 0016 所述的处理单元包括多个预设功能模块，预设功能模块能在系统内自动运作，也 可根据现场情

14、况而作出相应的设定，实现优化控制，所述的预设功能模块包括：每日预定时 间表、每年预定日程表、假期安排表、临时超越控制安排表、最佳启停功能、夜间设定点自动 调节控制、焓值切换功能、天气补偿、周期性负载、温度设定点重置、冷冻机组的组合及次序 控制、热交换器的组合及次序控制和用电量高峰期的限制模块。 0017 本发明的有益效果是：一种铁路车站能量管理系统，从系统节能的观点出发，对能 量管理做到统一规划和部署，根据轻重缓急分布实施，优先考虑能耗大户，如中央空调节能 控制，逐步扩展节能监控范围。 0018 通过远程抄表及负荷管理等技术手段，更进一步对机电设备实施能源管理，对能 源数据进行统计、计算、分析

15、、成本核算，得到电能消耗模式和识别主要的耗电源，自动生成 曲线图表、整理电费帐单，帮助用户有效的管理负荷，定时送断电，控制波峰电价时的用电， 减少非正常耗电，最终实现降低电能花费的目的。 附图说明 0019 图1为本发明系统原理框图。 具体实施方式 0020 下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于 以下所述。 0021 能量管理系统是一个数据管理中心，负责电、水、气、油等能源数据的收集、统计、 计算、分析和处理，为用户提供能源分析、评估报告/报表，并形成节能方案作为节能控制 和管理的依据。 0022 能量管理就是在机电设备日常运行监控的基础上，通过对中央空调、冷

16、热站、给排 水泵、照明系统等各种负荷的状态、运行时间累计以及工艺参数的综合分析，提供在线设备 效率、性能分析，及时提供优化运行信息，降低能源消耗。 0023 如图1所示，一种铁路车站能量管理系统，它包括处理单元、数据统计单元、数据 说 明 书CN 104268719 A 3/5页 5 计算单元、数据分析单元、决策单元、评估单元和控制单元，处理单元与数据计算单元、数据 统计单元、数据分析单元、评估单元、决策单元和控制单元连接，数据统计单元与数据计算 单元连接，数据计算单元与数据分析单元连接、数据分析单元与决策单元连接，决策单元与 评估单元连接，评估单元与控制单元连接，数据统计单元还通过联动接口与

17、机电设备监控 系统和远程自动抄表及负荷管理系统连接，控制单元还通过联动接口与机电设备监控系统 和远程自动抄表及负荷管理系统连接。 0024 数据统计单元负责采集并统计能源数据，数据计算单元根据设定好的规则进行数 据计算，数据分析单元根据参考值与采集的能源数据或计算后的能源数据进行数据分析， 决策单元根据数据分析结果确定对应的处理方案，评估单元负责对处理方案进行评估，以 决定是否采纳处理方案，并输出评估报告或报表，控制单元负责实施采纳后的处理方案，通 过联动接口控制机电设备监控系统或远程自动抄表及负荷管理系统。 0025 所述的处理单元包括多个预设功能模块，预设功能模块能在系统内自动运作，也 可

18、根据现场情况而作出相应的设定，实现优化控制，所述的预设功能模块包括： （1）每日预定时间表模块； （2）每年预定日程表模块； （3）假期安排表模块； （4）临时超越控制安排表模块； （5）最佳启停功能模块； （6）夜间设定点自动调节控制模块； （7）焓值切换功能、天气补偿、周期性负载模块； （8）温度设定点重置模块； （9）冷冻机组的组合及次序控制模块； （10）热交换器的组合及次序控制模块； （11）用电量高峰期的限制模块。 0026 所述的机电设备监控系统包括照明监控系统、送排风监控系统、新风监控系统、空 调监控系统、制冷监控系统、电扶梯监控系统和热交换监控系统，照明监控系统通过联动接 口

19、与数据统计单元和控制单元连接，送排风监控系统通过联动接口与数据统计单元和控制 单元连接，新风监控系统通过联动接口与数据统计单元和控制单元连接，空调监控系统通 过联动接口与数据统计单元和控制单元连接，制冷监控系统通过联动接口与数据统计单元 和控制单元连接，电扶梯监控系统通过联动接口与数据统计单元和控制单元连接，热交换 监控系统通过联动接口与数据统计单元和控制单元连接。 0027 机电设备监控主要功能及意义是节能，降低能耗和管理成本。 0028 在满足舒适性的前提下，机电设备监控系统通过合理组织设备运行，使建筑物的 运行费用为最低。即以能耗值最低为控制目标，进行优化控制。监控系统软件一般提供节 能

20、运行模式和程序，可以控制设备得以合理运行。系统通过计算机控制程序对所有用电设 备进行监视和控制，统一调配所有设备用电量，可以实现用电负荷的最优控制，有效节省电 能，减少浪费。 0029 根据实用暖通空调设计手册提供的数据，供暖时，加热温度每低1可节能 1015%；供冷时，制冷温度每高1可节能10%左右，安装机电设备监控系统后可以按舒 说 明 书CN 104268719 A 4/5页 6 适性空调的要求，将空调区域的温度设定在最合适的温度上，使能源消耗大大降低，对一个 大型客运车站，每年可节约大量的费用。 0030 所述的空调监控系统，其节能控制方案包括： （1）间歇运行：根据环境温湿度参数，使

21、设备合理间歇启停，在不影响环境舒适程度的 前提下节能控制； （2）最佳启动：根据建筑物人员使用情况，预先开启空调设备，晚间之后，不启动空调设 备； （3）最佳关机：根据建筑物人员上、下班情况，提前开启或停止空调设备； （4）调整设定值：根据室外空气温度对设定值进行调整，减少空调设备能量消耗； （5）夜间风：在凉爽季节，用夜间新风充满建筑物，以节约空调能量。 0031 所述的新风监控系统，其节能控制方案包括： （1）间歇运行：根据环境温湿度参数，使设备合理间歇启停，在不影响环境舒适程度的 前提下节能控制； （2）最佳启动：根据建筑物人员使用情况，预先开启空调设备，晚间之后，不启动空调设 备； （

22、3）最佳关机：根据建筑物人员上、下班情况，提前开启或停止空调设备； （4）调整设定值：根据室外空气温度对设定值进行调整，减少空调设备能量消耗； （5）夜间风：在凉爽季节，用夜间新风充满建筑物，以节约空调能量。 0032 所述的送排风监控系统，其节能控制方案包括： （1）按时间程序自动启停送风机，具有任意周期的实时时间控制功能； （2）在封闭式建筑屋内设置一氧化碳CO浓度传感器，通过监测一氧化碳CO浓度启停送 排风机，并相应开启新风门，保证空气质量的同时有效节能。 0033 所述的制冷站监控系统，其节能控制方案包括： （1）冷负荷需求计算：根据冷冻水供、回水温度和供水流量测量值，计算建筑空调实际

23、 所需的冷负荷量，并可决定开启冷水机组的数量，达到节能的目的； （2）冷却水温度检测：根据冷却水供回水温度，自动控制冷却塔风机的启停台数。 0034 所述的热交换监控系统，其节能控制方案包括： （1）热水供水温度控制：由热水温度设定值与供水管的温度值比较作PID运算，控制电 动蒸汽阀的开度，保持热水供水温度； （2）水泵的监测与控制：根据实际热水量需求控制热交换器及水泵运行台数； （3）可根据程序安排，每次启动不同的热交换器及水泵，从而增加设备寿命。 0035 所述的电扶梯监控系统，其节能控制方案包括：通过监测电扶梯上是否有人，自动 控制电扶梯的启停或运行速度。 0036 所述的照明监控系统节

24、能控制方法，它包括以下一个或多个步骤： （1）根据日程表自动控制灯光系统的开启和关闭； （2）根据时间程序控制灯光开启的时间； （3）当用电量过大时自动切断并进行显示警报； （4）应急电源EPS蓄电池远程遥控活化，延长电池使用寿命； （5）当列车通过或在隧道内停留时，自动开启照明系统，以保证工作人员和乘客的安 说 明 书CN 104268719 A 5/5页 7 全；当列车离开隧道后，自动关闭照明系统，以达到节省电能的目的。 0037 能量管理最重要的技术手段就是远程自动抄表及负荷管理。 0038 远程抄表主要是指用户表计的遥测抄表。遥测数据现场来源主要有脉冲数据、 232/485抄表数据和交

25、流采样数据。通过远程抄表可以大大提高表计的准确度，及时发现和 制止偷窃电现象，提高企业的经济效益，减轻工人劳动强度，提高企业的工作效率。 0039 远程抄表及负荷管理针对各种用电负荷设置，是实现节能控制和能量管理、提供 劳动生产率的重要技术手段，系统可以与变配电监控系统统一设计和实施，智能电度表经 通信处理器接入监控站。 0040 所述的远程自动抄表及负荷管理包括远程自动抄表、负荷管理和负荷控制。 0041 所述的远程自动抄表主要是指电能表计量检测装置的遥测抄表。 0042 所述的负荷管理是通过抄表数据自动完成电量统计和分析，得到电能消耗模式和 识别主要的耗电源，自动生成曲线图表、整理电费帐单

26、，帮助用户有效的管理负荷，定时送 断电，控制波峰电价时的用电，减少非正常耗电，最终实现降低电能花费的目的。 0043 所述的负荷控制主要指对用电开关或电能表计量检测装置开关的远程跳跳闸、合 闸控制，包括遥控跳闸、电量控制和功率控制三种方式。 0044 所述的遥控跳闸：也称“立即跳”，主站下发跳（合）闸命令，终端立即执行跳（合） 闸。另外，表计参数设定如用户需量的变更、合同终止等，也是通过遥控命令完成的。 0045 所述的电量控制：指用户用电超过规定的有功电量定值时被自动跳闸，是按电量 设定值进行控制。电量控制包括用电量控制、时间-电量控制、电费控制、保电等形式。 0046 所述的功率控制：功率

27、控制指用户用电实时功率超过规定功率值时被自动跳闸， 是按功率设定值进行控制，包括按时段控制、厂休控制和紧急压负荷控制等。 0047 节约能源是国家可持续发展的一项基本国策。在铁路沿线重要构筑物实施机电设 备监控，应该从系统节能的观点出发，把变配电及负荷、照明系统、空调系统、给排水、通风、 电扶梯等都纳入节能监控的潜在对象，做到统一规划和部署。 0048 而在实施时，则可以根据轻重缓急分布实施，优先考虑能耗大户，如中央空调节能 控制，逐步扩展节能监控范围。 0049 更进一步，对机电设备实施能源管理，通过远程抄表及负荷管理等技术手段，对系 统数据进行统计、计算、分析、成本核算，得到电能消耗模式和识别主要的耗电源，自动生成 曲线图表、整理电费帐单，帮助用户有效的管理负荷，定时送断电，控制波峰电价时的用电， 减少非正常耗电，最终实现降低电能花费的目的。 说 明 书CN 104268719 A 1/1页 8 图1 说 明 书 附 图CN 104268719 A