地铁环境与设备监控系统(BAS)节能

主要从地铁综合监控系统中的开关电源、电梯、照明等几个能耗大户来探讨：

电源的选型优化

在地铁综合监控中的控制设备很多都需要24VDC的供电，因此交直流电源的用量很大，往往一个车站的地铁综合监控项目中使用的电源数量大约为100个，而且电源是一直运行的长耗能设备。正确的选型将对开关电源的能耗大大降低，我们从以下几个方面来说明：

选择无风扇的工业级开关电源

对于带风扇的开关电源，风扇的消耗功率一般是电源的功率的5%~10%，选择无风扇设计的工业级开关电源在同等输出功率的情况下，就将节省5%~10%的电能消耗。

选择能效高的工业级开关电源

在地铁综合监控系统中使用的电源一般要求余量超过50%，也就是说在正常使用的时候能效一般是低于30%，高能源消耗的时候也就在30%~50%的区间。针对高能效电源和普通电源的能效曲线如下图所示：

图1 高能效电源与普通能效电源的效率曲线图

通过上图的对比可以看出，在输出功率在30%~50%时，高效能的电源比普通电源节约大概5%~10%的电能消耗。

选择支持等电位并联的开关电源

在地铁综合监控系统中使用的电源一般要求余量超过50%，也就是说在正常使用的时候能效一般是低于30%，高能源消耗的时候也就在30%~50%的区间。选择支持等电位并联的电源，可以在系统设备启动时使用双电源，在系统稳定耗电量低的时候通过控制关闭一台电源，仅仅运行单台电源，这样就能节约50%的无谓电能消耗。

综合以上开关电源的选型优化方案，如果采用支持支持并联、高能效、无风扇的工业级电源单单在电源部分就能节省超过50%的电能消耗。

电梯的选型优化

在地铁综合监控中的控制设备很多都需要自动扶梯，每个个车站的自动扶梯的数量大概为8-12台，是否采用节能产品对于自动扶梯的能耗影响很大。正确的选型将对自动扶梯的能耗大大降低，我们从以下几个方面来说明：

选择使用变频技术的自动扶梯

变频技术的节能效率，对于地铁的使用环境下的早晚高峰人流和平时人流差异大的系统使用变频技术的自动扶梯比正常的工频等速扶梯节能大概在30%~70%。

选择使用带光电检测联动的自动扶梯

使用带光电检测联动自动扶梯的节能效率主要是对于地铁的平峰时间时人流非常稀少，甚至于有部分扶梯在一段时间并无人乘坐的情况下通过光电检测联动将扶梯控制停止；而在有乘客进入扶梯工作区域时光电联动自动开动扶梯。使用带光电检测联动技术的自动扶梯比正常的变频扶梯节能大概在10%~40%。

综合以上电梯的选型优化方案，如果选用带光电检测联动的变频自动扶梯单单在自动扶梯部分就能节省约40%~70%的电能消耗。

照明的选型优化

在地铁综合监控中的照明有公共区照明、管理用房照明、设备用房照明、广告照明、应急照明在内的众多设备，是否采用节能产品对于照明设备的能耗影响很大。正确的选型将对照明设备的能耗大大降低，我们从以下几个方面来说明：

选择使用节能技术的照明设备

在公共区照明、管理用房照明、广告照明、应急照明在内的照明设备选用新型节能灯具，在同等照明条件下，使用节能灯具的消耗功率仅仅是普通照明灯具的10%~30%，比使用正常的照明灯具节能大概在70%~90%。

选择使用带门禁检测联动的智能照明

对于在设备用房的照明系统使用带门禁检测联动智能照明的节能效率主要是对于设备用房平时无人进入时间段的无谓电能消耗的节省，在有人员进入设备机房的时候自动开启照明设备；在人员离开后延时自动关闭照明设备以节省能耗。使用带门禁检测联动技术的智能照明比正常的变频扶梯节能大概在70%~90%。

综合以上照明设备的选型优化方案，如果带门禁检测联动的智能节能照明设备就能节省约70%~90%的照明电能消耗。

控制工艺优化

城市地铁综合监控中对设备的控制方式目前使用的一般分为：单体控制、模式控制、时间表控制、焓值控制，正常运营的时候多选用时间表控制。对于时间表控制实际是建立在模式控制的基础上，而模式控制下的模式内容，在目前的运营的能耗最大的通风系统的模式一般仅包含空调季模式、通风季模式、冬季模式。

图2 通风空调系统大系统模式样例图

如上图在这三个大系列模式中一般空调季模式中分为全新风模式和小新风模式（分为高峰和平峰模式）以及通风季模式以及冬季关闭模式的区分按照室外温度来划分。综合监控系统根据不同的季节和不同的时间表来执行。

从以往使用的模式内容可以看出在模式的划分上可以更优化，比如参照站内的温湿度以及二氧化碳浓度计算出来的舒适度值来分配多级的模式，根据舒适度的差异值来驱动相应的模式；在达到舒适度要求的情况下只驱动最节能的模式运行，再配合综合监控的时间表来执行优化了的模式来运行。优化的控制工艺不但大大降低无谓的能源消耗，而且更有效地保证车站的舒适度。

管理工艺优化

城市地铁综合监控运营中对设备的控制管理目前首先考虑保障设备的正常运营，而在已运营的线路中很少去考虑综合的能源管理。使用国际标准的能源管理软件，对地铁运营中的设备按照车站、系统、区域、设备进行规范的能源管理，对于各设备能源消耗进行有效管理。

通过能源管理中的如下图的报表的形式对比来发现人员管理以及设备的缺陷，并在运营管理中优化管理工艺。

图3 能源消耗计划与实际能源消耗对比报表样例

运用能源管理不仅仅是一个系统地概念，需要从选型、工艺、管理全方位的实施的工程。