CN106846171B - 一种城市轨道交通交直流系统电能管理系统 - Google Patents
一种城市轨道交通交直流系统电能管理系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106846171B CN106846171B CN201611223196.6A CN201611223196A CN106846171B CN 106846171 B CN106846171 B CN 106846171B CN 201611223196 A CN201611223196 A CN 201611223196A CN 106846171 B CN106846171 B CN 106846171B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power
- management
- electric energy
- direct current
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 74
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 31
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 29
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 25
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 22
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 20
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 18
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims description 18
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 17
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 claims description 15
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 238000010219 correlation analysis Methods 0.000 claims description 10
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000012797 qualification Methods 0.000 claims description 10
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 9
- 230000008439 repair process Effects 0.000 claims description 6
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 claims description 6
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 claims description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 5
- 208000012661 Dyskinesia Diseases 0.000 claims description 3
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000013211 curve analysis Methods 0.000 claims description 3
- 230000036541 health Effects 0.000 claims description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 3
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 claims description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 claims description 2
- 238000013441 quality evaluation Methods 0.000 claims description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 140
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000000556 factor analysis Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000001303 quality assessment method Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/06—Energy or water supply
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Economics (AREA)
- Public Health (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Marketing (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
Abstract
本发明实施例涉及电能管理系统领域，公开一种城市轨道交通交直流系统电能管理系统，该城市轨道交通交直流系统电能管理系统具备较高水准的直流与交流电信息分析能力，而且集设备管理、直流牵引电能管理、交流电能管理、用电成本管理、历史数据查询以及系统设置于一体，能够有效地提高电气运行安全管理水平和能效管理水平。
Description
技术领域
本发明涉及电能管理系统领域，尤其涉及一种城市轨道交通交直流系统电能管理系统。
背景技术
在我国，包括广州在内的各大城市轨道交通发展迅速，但电气管理方面仍存在许多问题。一方面是电气故障时有发生，因此迫切需要全面提升电气运行安全管理水平；另一方面是城市轨道交通电耗极大，为实现国家节能减排的要求，节约用电的能效管理也势在必行。然而就目前而言，如何提高城市轨道交通的电气运行安全管理水平和能效管理水平缺失是业界一直难以攻克的技术难题。
发明内容
本发明实施例公开了一种城市轨道交通交直流系统电能管理系统，能够提高电气运行安全管理水平和能效管理水平。
其中，一种城市轨道交通交直流系统电能管理系统，包括：
车站设备管理模块、直流牵引电能管理模块、交流电能管理模块、用电成本管理模块、历史数据查询模块以及系统设置模块，其中：
所述车站设备管理模块，用于对回路设备基本信息进行管理并将设备基本信息和动态信息直观显示，以及对回路设备全生命周期维护、维修与保养相关信息进行管理；所述设备基本信息至少包括设备型号、基本参数、出厂时间、安装时间以及安装位置；所述动态信息至少包括运行时间和故障次数；所述设备全生命周期维护、维修与保养相关信息至少包括维修人员、维修时间、故障原因、维修方案以及更换部件记录；
所述直流牵引电能管理模块，用于进行直流能效管理和直流电能安全管理；
所述交流电能管理模块，用于进行交流能效管理和交流电能安全管理；
所述用电成本管理模块，用于至少进行电费报表及电费同比环比报告分析、以及进行各馈线电费占总电费比重报告分析，以及配变及主要用电设备年运行费用报告分析；
所述历史数据查询模块，用于进行包括有功无功功率历史数据查询、电压电流历史数据查询、功率因数历史数据查询、温度及温升历史数据查询、电量历史数据查询、预警报警信息历史数据查询以及电费分析历史数据查询在内的历史数据查询；
所述系统设置模块，用于进行包括操作用户权限、操作用户口令、操作用户系统操作记录以及阀值在内的设置。
优选地，所述直流牵引电能管理模块进行直流能效管理的方式具体为：
所述直流牵引电能管理模块，用于进行用电量统计及用电量同比、环比分析，以及进行直流电量定额管理，以及计算固定区段内的单位车公里直流电耗，以及按照车载重情况统计单位重量的人均直流电耗，以及形成直流牵引能效评估报告。
优选地，所述直流牵引电能管理模块进行用电量统计及用电量同比、环比分析的方式具体为：
所述直流牵引电能管理模块用于进行DC1500V年、月、日车公里牵引用电量及制动耗能电阻消耗电量统计、对比、环比及同比；以及，在进行固定区间内上下行DC1500V总用电量的相关性分析。
优选地，所述直流牵引电能管理模块形成直流牵引能效评估报告的方式具体为：
所述直流牵引电能管理模块用于统计包括牵引整流输出及列车实时载客重量、站间运行时间在内的数据以分析在特定区段用电总量、车公里单耗和单位重量单耗以及制动电阻电耗，从而形成直流牵引能效评估报告。
优选地，所述直流牵引电能管理模块进行直流电能安全管理的具体方式为：
所述直流牵引电能管理模块用于至少进行直流系统常规电参量实时监测、直流电气运行管理、直流电压品质管理以及直流预警报警管理；
其中，所述直流系统常规电参量至少包括DC1500V出线、钢轨电位电压、电位、电流、正反向功率、电压纹波以及电流纹波；
其中，所述直流电气运行管理包括：
自定义时段直流系统最大功率、最小功率、平均功率及发生时间；
自定义时段DC1500V功率变化曲线；
自定义时段设备利用率统计；
年、月、日车公里功率全线DC1500V牵引总功率变化曲线；
列车启停相关监测点电压变化曲线；
列车启停相关监测点电流变化曲线；
列车启停相关监测点功率变化曲线；
其中，所述直流电压品质管理包括：
管理断压断流起止时间与持续时间；
电能质量劣化事件记录；
DC1500V电压纹波实时监测；
DC1500V多频度电压波动实时监测；
钢轨电位实时监测；
其中，所述直流预警报警管理包括预警管理、报警管理、预警报警记录查询以及故障追溯，其中：
所述预警管理包括：
直流纹波劣化预警；
系统运行异动预警，所述系统运行异动预警至少包括钢轨电位越限预警；
所述报警管理包括：
电流电压越限报警；
断压断流报警；
用电设备过负荷报警；
监测终端及通信故障报警。
优选地，所述交流电能管理模块进行交流能效管理的方式具体为：
所述交流电能管理模块，用于进行用电量统计及用电量同比环比分析，以及进行交流电量定额管理，以及利用电量平衡管理实现损耗异常提示，以及计算人均交流电耗，以及形成交流能效评估报告；其中，所述交流能效评估报告包括车站照明、动力、环控及商业能效评估报告，电量平衡及用能漏洞排查报告以及目标化管理及考核报告。
优选地，所述交流电能管理模块进行用电量统计及用电量同比环比分析的方式具体为：
所述交流电能管理模块用于进行用电量统计；以及进行供配电系统损耗电量统计；以及进行各线路总用电量统计、对比、环比及同比；以及进行全线年/月/日车公里用电量统计、对比、环比及同比；以及进行年/月/日客流总量与人均综合总用电量相关性分析。
优选地，所述交流电能管理模块进行用电量统计的方式具体为：
所述交流电能管理模块用于各监测点或各组或全站或全地铁网络的考核区间电量统计；以及，各监测点或各组或全站或全地铁网络的考核区间在地铁高峰、低峰时段用电量统计；以及，考核区间各点或各组或各站用电量比例统计；以及，各点或各组或全站或全地铁网络的考核区间最大小时用电量及其发生时间；以及，各站典型日用电量曲线提取以及考核区间用电量超定额量及比重与提示；
所述交流电能管理模块进行供配电系统损耗电量统计的方式具体为：
所述交流电能管理模块用于线路损耗电量统计、变压器损耗电量统计以及供配电系统损耗电量异常提示。
优选地，所述交流电能管理模块进行交流电能安全管理的方式具体为：
所述交流电能管理模块用于配用电系统实时监测、电气主接线可视化管理、配用电系统运行管理、电能质量指标管理、预警与报警管理、波形管理以及形成电气运行安全综合评估报告；
其中，所述配用电系统实时监测包括交流系统常规电参量实时监测、电能质量实时监测和开关状态实时监测，所述电能质量实时监测包括：
电压各次谐波及畸变率实时监测；
电流各次谐波及畸变率实时监测；
电压偏差及电压合格率实时监测；
电压电流零、负序分量及不平衡度实时监测；
电网频率与合格率实时监测；
电压波动与闪变实时监测；
电压骤升骤降事件记录；
电能质量劣化事件记录；
断压断流起止时间记录。
优选地，所述交流电能管理模块进行配用电系统运行管理的方式具体为：
所述交流电能管理模块用于进行电压、电流管理，以及进行交流系统负荷统计分析；
其中，所述电压、电流管理包括：
自定义时段相关监测点功率因数变化曲线；
自定义时段电流变化曲线；
自定义时段电压变化曲线；
其中，所述交流系统负荷统计分析包括：
自定义时段各监测点及分组交流系统最大有功功率、最小有功功率与平均有功功率及发生时间；
自定义时段直流系统最大有功功率、最小有功功率与平均功率及发生时间；
相关监测点无功功率与电压水平变化曲线；
自定义时段各监测点及分组负荷曲线；
城市轨道交通系统典型日负荷曲线提取；
自定义时段持续负荷曲线分组显示；
自定义时段最大负荷利用时间；
自定义时段交流系统需量曲线；
自定义时段负荷率统计；
自定义时段最小负荷系数统计；
自定义时段设备利用率统计；
所述交流电能管理模块进行电能质量指标管理的方式具体为：
所述交流电能管理模块用于进行以下管理：
电压偏差与电压合格率；
电流谐波含量与畸变率；
电压谐波含有率与畸变率；
电压、电流零/负序分量及不平衡度；
电网频率及其合格率；
电压波动与闪变及其合格率；
电压骤升骤降记录管理；
断压断流起止时间与持续时间；
所述预警与报警管理包括预警管理、报警管理、预警报警记录查询以及故障追溯，其中，所述预警管理包括设备健康状况劣化预警、电能质量劣化预警、线损及变损异常预警以及系统运行异动预警；所述系统运行异动预警包括小时平均功率因数越限预警、有功功率异动预警、电流异动预警、钢轨电位越限预警以及环境湿度与温度劣化预警；其中，所述报警管理包括：电流电压越限报警、断压断流报警、配用电设备过负荷报警以及监测终端及通信故障报警；
所述波形管理包括电能质量劣化波形管理、故障录波波形管理以及召测波形存档及高级离线分析；
所述电气运行安全综合评估报告包括电气运行报告、各功率曲线及相关性分析报告、电能质量评估报告以及供电可靠性评估报告。
与现有技术相比，本发明实施例具备以下有益效果：
本发明实施例中，该城市轨道交通交直流系统电能管理系统具备较高水准的直流与交流电信息分析能力，而且集设备管理、直流牵引电能管理、交流电能管理、用电成本管理、历史数据查询以及系统设置于一体，能够有效地提高电气运行安全管理水平和能效管理水平。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例公开的一种城市轨道交通交直流系统电能管理系统的模块化示意图。
图2是本发明实施例公开的一种监测点的考核区间电量统计示意图；
图3是本发明实施例公开的一种异常故障录波(电压突变)的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明实施例公开了一种城市轨道交通交直流系统电能管理系统，能够提高电气运行安全管理水平和能效管理水平。以下进行结合附图进行详细描述。
请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种城市轨道交通交直流系统电能管理系统的模块化示意图。如图1所示，该城市轨道交通交直流系统电能管理系统可以包括车站设备管理模块101、直流牵引电能管理模块102、交流电能管理模块103、用电成本管理模块104、历史数据查询模块105以及系统设置模块106，其中：
车站设备管理模块101，用于执行以下功能：
1、监控回路设备管理
1.1对回路设备基本信息进行管理
其中，回路设备基本信息包括：设备型号、基本参数、出厂时间、安装时间、安装位置等。将设备基本信息和动态信息(如运行时间、故障次数等)直观显示，并具备筛选和信息过滤功能。
1.2对回路设备全生命周期维护、维修与保养相关信息进行管理
其中，设备全生命周期维护、维修与保养相关信息可以包括维修人员、维修时间、故障原因、维修方案、更换部件记录等相关信息，并实现维修记录的筛选和导出功能，可按日期、车站、设备等参数进行筛选。
进一步地，车站设备管理模块101还可以用于进行回路设备寿命预警。
其中，直流牵引电能管理模块102，用于执行以下功能：
2.1进行直流能效管理
2.1.1进行用电量统计及其同比、环比分析
1)DC1500V年/月/日车公里牵引用电量及制动耗能电阻消耗电量统计、对比、环比及同比；其中，“/”表示和，或者“/”表示或，本发明实施例不作限定；其中，DC1500V表示直流1500V；
2)进行固定区间内上下行DC1500V总用电量的相关性分析。
2.1.2进行直流电量定额管理(需要地铁提供管理办法)
1)用电目标制定
2)竞争性目标化管理与考核
3)能耗数据公示
4)用电量报表管理
2.1.3计算固定区段内的单位车公里直流电耗
计算运营车辆每行驶百公里运营里程平均消耗的电能，结合时间段进行环比、同比分析。
通过检测电压、电流变化结合列车运行时刻表，判断车辆是否进入指定运行线路。
提供自动或手动设置输入运力安排。通过计算各时段的总耗电量及车辆在该区段运行，分析不同运行时段车辆的车公里耗能情况。同时记录相应时段制动电阻的耗能及反向电能量情况。
2.1.4统计单位重量的人均直流电耗
按照车载重情况(需要从其他系统获取数据)统计单位重量的人均直流电耗。
因当前车辆车重信息的实时数据无法传出，所以采用工程算法，通过能采集的相关电参量推算出。具体情况如下：
列车的运行模式，由VVVF逆变器控制直线感应电机定子压频比(V/f)和滑差频率(fs)的关系，可获得类似于直流电机驱动列车的运行性能。
列车在牵引初期，列车采用恒转矩控制或恒电流控制,逆变器电压V增加时，增加逆变器频率f，保持V/f比值恒定，滑差频率fs控制为常量，转子电流Ir恒定，转矩T也保持恒定，列车持续加速。
根据列车在启动初期的特性可知，系统的输出扭矩不变即输出功率不变，两者为线性关系，存在一定的转换效率。输出扭矩和牵引力N成比例关系，N＝ma+f,a为车辆加速度、m为整车质量，f为机车在启动初期阻力，假定为定值，且仅考虑重量的影响。
加速度a通过
计算。s通过固定红外对射点获得，选取时注意保证列车在恒转矩工作模式下。
2.1.5形成直流能效评估报告
通过统计包括牵引整流输出及列车实时载客重量、站间运行时间在内的数据以分析在特定区段用电总量、车公里单耗和单位重量单耗以及制动电阻电耗，从而形成直流牵引能效评估报告。
2.2进行直流电能安全管理
2.2.1直流系统实时监测
直流系统常规电参量实时监测，包括DC1500V出线、钢轨电位电压、电位、电流、正反向功率、电压纹波、电流纹波等。
2.2.2直流电气运行管理
1)自定义时段直流系统最大/最小与平均功率及发生时间，即自定义时段直流系统最大功率、最小功率、平均功率及发生时间；
2)自定义时段DC1500V功率变化曲线
3)自定义时段设备利用率统计
●年/月/日车公里功率全线DC1500V牵引总功率变化曲线，即年、月、日车公里功率全线DC1500V牵引总功率变化曲线
●列车启停相关监测点电压变化曲线
●列车启停相关监测点电流变化曲线
●列车启停相关监测点功率变化曲线
2.2.3直流电压品质管理
1)断压断流起止时间与持续时间管理
2)电能质量劣化事件记录
3)DC1500V电压纹波实时监测
4)DC1500V多频度电压波动实时监测
5)钢轨电位实时监测
2.2.5直流预警报警管理
1)预警管理包括：
●直流纹波劣化预警
●系统运行异动预警
其中，系统运行异动预警可以包括钢轨电位越限预警、甚至环境湿度与温度劣化预警等；
2)报警管理包括：
●电流电压越限报警
●断压断流报警
●用电设备过负荷报警
●监测终端及通信故障报警
3)预警报警记录查询
4)故障追溯
其中，交流电能管理模块103，用于执行以下功能：
3.1进行交流能效管理
3.1.1用电量统计及其同比环比分析
1)用电量统计
●各监测点/各组/全站/全地铁网络的考核区间电量统计(含数据、柱状图、饼图)，其中，“/”表示和，或者“/”表示或，本发明实施例不作限定；图2表示监测点“高压G1进线柜”的考核区间(即月)电量统计示意图；
●各监测点/各组/全站/全地铁网络的考核区间在地铁高峰、低峰时段用电量统计(含数据、柱状图、饼图)；
●考核区间各点/各组/各站用电量比例统计(含数据、柱状图、饼图)
●各点/各组/全站/全地铁网络的考核区间最大小时用电量及其发生时间
●各站典型日用电量曲线提取
●考核区间用电量超定额量及比重与提示
2)进行供配电系统损耗电量统计
●线路损耗电量统计
●变压器损耗电量统计
●供配电系统损耗电量异常提示
3)进行各线路总用电量统计、对比、环比及同比
4)进行全线年/月/日车公里用电量统计、对比、环比及同比
5)进行年/月/日客流总量(待定，做手工录入)与人均综合总用电量相关性分析。
3.1.2进行交流电量定额管理
1)用电目标制定
2)竞争性目标化管理与考核
4)能耗数据公示
5)各部门用电对比与节能排名
6)用电量报表管理
3.1.3损耗异常提示
利用电量平衡管理，实现损耗异常提示：
1)用电量平衡
●指定时段用电量差额统计
●指定时段用电量差额分级统计
2)用电量平衡越限提示
其中，电平衡依据的原理是能量守恒与转换定律，即各种形式的能量可以互相转换，而其总量不变。对于一个确定的体系，按能量守恒法则必然存在“输入体系的能量应等于输出体系的能量与体系内能量的变化之和”这样的能量关系。
3.1.4计算人均交流电耗(单个地铁站)
按照地铁站人流量数据，进行交流电耗人员分摊，按照指定时间段统计人均交流电耗分析，利用同比、环比等手段，结合环境影响，分析人均交流电耗。
3.1.5形成交流能效评估报告
通过统计交流电耗及其对应的影响因子信息(包括气温、降雨量、湿度、昼夜长短等)，采用智能化分析手段，提取出交流电耗的依赖关系，实现地铁车站的智能化能耗管理。其中，交流能效评估报告包括:
1)车站照明、动力、环控及商业能效评估报告
2)电量平衡及用能漏洞排查报告(包括用电量变化因素分析)
3)目标化管理及考核报告
3.2进行交流电能安全管理
3.2.1配用电系统实时监测
3.2.1.1交流系统常规电参量实时监测
监测各变压器进出线及馈线、照明、商铺、环控设备及动力设备等。包括：电压、电流、总功率因数、真功率因数、负荷率、正/反向有功功率、正/反向基波有功功率、正反向无功功率、正/反向基波无功功率、正/反向有功电度、正/反向基波有功电度、总的正/反向无功电度、正/反向基波无功电度等(功率和电度可分组监测)。
3.2.1.2电能质量实时监测
1)电压各次谐波及畸变率实时监测(牵引变：2～50次，其它：2～25次，含数据及柱状图)
2)电流各次谐波及畸变率实时监测(牵引变：2～50次，其它：2～25次，含数据及柱状图)
3)电压偏差及电压合格率实时监测
4)电压电流零、负序分量及不平衡度实时监测
5)电网频率与合格率实时监测
6)电压波动与闪变实时监测
7)电压骤升骤降事件记录(含幅值及曲线)
8)电能质量劣化事件记录
9)断压断流起止时间记录
3.2.1.3开关状态实时监测
从数据采集与监视控制(SCADA)系统取开关状态数据，实现开关状态实时监测。
3.2.2电气主接线可视化管理
实现电气主接线、开关位置、电压电流等相关参量在系统可视化管理。
3.2.3配用电系统运行管理
3.2.3.1进行电压、电流管理
1)自定义时段相关监测点功率因数变化曲线
2)自定义时段电流变化曲线
3)自定义时段电压变化曲线(包括遂道风机、水泵、冷水机组、冷冻机组等所有被监测的设备)
3.2.3.2进行交流系统负荷统计分析
1)自定义时段各监测点及分组交流系统最大/最小与平均有功功率及发生时间，即自定义时段各监测点及分组交流系统最大有功功率、最小有功功率与平均有功功率及发生时间
2)自定义时段直流系统最大/最小与平均功率及发生时间，即自定义时段直流系统最大有功功率、最小有功功率与平均功率及发生时间
3)相关监测点无功功率与电压水平变化曲线
4)自定义时段各监测点及分组负荷曲线
5)城市轨道交通系统典型日负荷曲线提取
6)自定义时段持续负荷曲线分组显示
7)自定义时段最大负荷利用时间
8)自定义时段交流系统需量曲线
9)自定义时段负荷率统计
10)自定义时段最小负荷系数统计
11)自定义时段设备利用率统计
●年/月/日车公里功率全线总功率变化曲线
●季节性因素(室外气温、天气、降雨量、昼夜长短等)与负荷(综合负荷、环控负荷、动力负荷)的相关性分析
3.2.4电能质量指标管理
1)电压偏差与电压合格率
2)电流谐波含量与畸变率
3)电压谐波含有率与畸变率
4)电压、电流零/负序分量及不平衡度
5)电网频率及其合格率
6)电压波动与闪变及其合格率
7)电压骤升骤降记录管理
8)断压断流起止时间与持续时间
3.2.5预警与报警管理
其中，预警与报警管理包括预警管理、报警管理、预警报警记录查询以及故障追溯；
预警管理包括：
●设备健康状况劣化预警
●电能质量劣化预警(含电压电流谐波、不对称度、电压波动与闪变、电压骤升骤降、频率异常等)
●线损及变损异常预警
●系统运行异动预警
■小时平均功率因数越限预警
■有功功率异动预警
■电流异动预警
■钢轨电位越限预警
■环境湿度与温度劣化预警
报警信号包括：
1)电流电压越限报警
2)断压断流报警
3)配用电设备过负荷报警
4)监测终端及通信故障报警
3.2.6波形管理(包括交直流系统)
1)电能质量劣化波形管理
2)故障录波波形管理
3)召测波形存档及高级离线分析(包含交直流电压、电流实时波形分析)
其中，异常故障录波(电压突变)的示意图如图3所示。
3.2.7电气运行安全综合评估报告(周报、月报、季报、年报)
1)电气运行报告(含运行事件、报警、预警记录等)
2)各功率曲线及相关性分析报告(包括：车公里、季节差异及地理特征与功率的相关分析及曲线等)
3)电能质量评估报告(含电能质量劣化事件记录等)
4)供电可靠性评估报告(含各可靠性指标、综合评估等)
本发明实施例中，该城市轨道交通交直流系统电能管理系统具备较高水准的直流与交流电信息分析能力，而且集设备管理、直流牵引电能管理、交流电能管理、用电成本管理、历史数据查询以及系统设置于一体，能够有效地提高电气运行安全管理水平和能效管理水平。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的中的各种功能可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存储器(Random Access Memory，RAM)、可编程只读存储器(Programmable Read-only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read Only Memory，EPROM)、一次可编程只读存储器(One-timeProgrammable Read-Only Memory，OTPROM)、电子抹除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。
以上对本发明实施例公开的一种城市轨道交通交直流系统电能管理系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种城市轨道交通交直流系统电能管理系统，其特征在于，包括：
车站设备管理模块、直流牵引电能管理模块、交流电能管理模块、用电成本管理模块、历史数据查询模块以及系统设置模块，其中：
所述车站设备管理模块，用于对回路设备基本信息进行管理，并将设备基本信息和动态信息直观显示，以及对回路设备全生命周期维护、维修与保养相关信息进行管理；所述设备基本信息至少包括设备型号、基本参数、出厂时间、安装时间以及安装位置；所述动态信息至少包括运行时间和故障次数；所述设备全生命周期维护、维修与保养相关信息至少包括维修人员、维修时间、故障原因、维修方案以及更换部件记录；
所述直流牵引电能管理模块，用于进行直流能效管理和直流电能安全管理；所述直流牵引电能管理模块用于进行直流能效管理的方式具体为：
所述直流牵引电能管理模块，用于进行用电量统计及用电量同比、环比分析，以及进行直流电量定额管理，以及计算固定区段内的单位车公里直流电耗，以及按照车载重情况统计单位重量的人均直流电耗，以及形成直流牵引能效评估报告；
其中，所述直流牵引电能管理模块用于进行直流电量定额管理的方式具体为：
所述直流牵引电能管理模块，用于进行用电目标制定、竞争性目标化管理与考核、能耗数据公示，以及用电量报表管理；
所述直流牵引电能管理模块用于计算固定区段内的单位车公里直流电耗的方式具体为：
所述直流牵引电能管理模块，用于计算车辆每行驶百公里平均消耗的电能，并结合列车运行时刻表进行环比、同比分析；以及通过检测电压、电流变化结合所述列车运行时刻表，判断车辆是否进入指定运行线路；以及通过计算各时段的总耗电量及车辆在所述指定运行线路的运行时段，分析不同运行时段车辆的车公里耗能情况、相应时段制动电阻的耗能及反向电能量情况；
所述交流电能管理模块，用于进行交流能效管理和交流电能安全管理；
所述用电成本管理模块，用于至少进行电费报表及电费同比环比报告分析、以及进行各馈线电费占总电费比重报告分析，以及配变及主要用电设备年运行费用报告分析；
所述历史数据查询模块，用于进行包括有功无功功率历史数据查询、电压电流历史数据查询、功率因数历史数据查询、温度及温升历史数据查询、电量历史数据查询、预警报警信息历史数据查询以及电费分析历史数据查询在内的历史数据查询；
所述系统设置模块，用于进行包括操作用户权限、操作用户口令、操作用户系统操作记录以及阀值在内的设置。
2.根据权利要求1所述的城市轨道交通交直流系统电能管理系统，其特征在于，所述直流牵引电能管理模块进行用电量统计及用电量同比、环比分析的方式具体为：
所述直流牵引电能管理模块用于进行DC1500V年、月、日车公里牵引用电量及制动耗能电阻消耗电量统计、对比、环比及同比；以及，进行固定区间内上下行DC1500V总用电量的相关性分析。
3.根据权利要求2所述的城市轨道交通交直流系统电能管理系统，其特征在于，所述直流牵引电能管理模块形成直流牵引能效评估报告的方式具体为：
所述直流牵引电能管理模块用于统计包括牵引整流输出及列车实时载客重量、站间运行时间在内的数据以分析在特定区段用电总量、车公里单耗和单位重量单耗以及制动电阻电耗，从而形成直流牵引能效评估报告。
4.根据权利要求1～3任一项所述的城市轨道交通交直流系统电能管理系统，其特征在于，所述直流牵引电能管理模块进行直流电能安全管理的具体方式为：
所述直流牵引电能管理模块用于至少进行直流系统常规电参量实时监测、直流电气运行管理、直流电压品质管理以及直流预警报警管理；
其中，所述直流系统常规电参量至少包括DC1500V出线、钢轨电位电压、电位、电流、正反向功率、电压纹波以及电流纹波；
其中，所述直流电气运行管理包括：
自定义时段直流系统最大功率、最小功率、平均功率及发生时间；
自定义时段DC1500V功率变化曲线；
自定义时段设备利用率统计；
年、月、日车公里功率全线DC1500V牵引总功率变化曲线；
列车启停相关监测点电压变化曲线；
列车启停相关监测点电流变化曲线；
列车启停相关监测点功率变化曲线；
其中，所述直流电压品质管理包括：
断压断流起止时间与持续时间管理；
电能质量劣化事件记录；
DC1500V电压纹波实时监测；
DC1500V多频度电压波动实时监测；
钢轨电位实时监测；
其中，所述直流预警报警管理包括预警管理、报警管理、预警报警记录查询以及故障追溯，其中：
所述预警管理包括：
直流纹波劣化预警；
系统运行异动预警，所述系统运行异动预警至少包括钢轨电位越限预警；
所述报警管理包括：
电流电压越限报警；
断压断流报警；
用电设备过负荷报警；
监测终端及通信故障报警。
5.根据权利要求1～3任一项所述的城市轨道交通交直流系统电能管理系统，其特征在于，所述交流电能管理模块进行交流能效管理的方式具体为：
所述交流电能管理模块，用于进行用电量统计及用电量同比环比分析，以及进行交流电量定额管理，以及利用电量平衡管理实现损耗异常提示，以及计算人均交流电耗，以及形成交流能效评估报告；其中，所述交流能效评估报告包括车站照明、动力、环控及商业能效评估报告，电量平衡及用能漏洞排查报告以及目标化管理及考核报告。
6.根据权利要求5所述的城市轨道交通交直流系统电能管理系统，其特征在于，所述交流电能管理模块进行用电量统计及用电量同比环比分析的方式具体为：
所述交流电能管理模块用于进行用电量统计；以及进行供配电系统损耗电量统计；以及进行各线路总用电量统计、对比、环比及同比；以及进行全线年/月/日车公里用电量统计、对比、环比及同比；以及进行年/月/日客流总量与人均综合总用电量相关性分析。
7.根据权利要求6所述的城市轨道交通交直流系统电能管理系统，其特征在于，所述交流电能管理模块进行用电量统计的方式具体为：
所述交流电能管理模块用于各监测点或各组或全站或全地铁网络的考核区间电量统计；以及，各监测点或各组或全站或全地铁网络的考核区间在地铁高峰、低峰时段用电量统计；以及，考核区间各点或各组或各站用电量比例统计；以及，各点或各组或全站或全地铁网络的考核区间最大小时用电量及其发生时间；以及，各站典型日用电量曲线提取以及考核区间用电量超定额量及比重与提示；
所述交流电能管理模块进行供配电系统损耗电量统计的方式具体为：
所述交流电能管理模块用于线路损耗电量统计、变压器损耗电量统计以及供配电系统损耗电量异常提示。
8.根据权利要求1所述的城市轨道交通交直流系统电能管理系统，其特征在于，所述交流电能管理模块进行交流电能安全管理的方式具体为：
所述交流电能管理模块用于配用电系统实时监测、电气主接线可视化管理、配用电系统运行管理、电能质量指标管理、预警与报警管理、波形管理以及形成电气运行安全综合评估报告；
其中，所述配用电系统实时监测包括交流系统常规电参量实时监测、电能质量实时监测和开关状态实时监测，所述电能质量实时监测包括：
电压各次谐波及畸变率实时监测；
电流各次谐波及畸变率实时监测；
电压偏差及电压合格率实时监测；
电压电流零、负序分量及不平衡度实时监测；
电网频率与合格率实时监测；
电压波动与闪变实时监测；
电压骤升骤降事件记录；
电能质量劣化事件记录；
断压断流起止时间记录。
9.根据权利要求8所述的城市轨道交通交直流系统电能管理系统，其特征在于，所述交流电能管理模块进行配用电系统运行管理的方式具体为：
所述交流电能管理模块用于进行电压、电流管理，以及进行交流系统负荷统计分析；
其中，所述电压、电流管理包括：
自定义时段相关监测点功率因数变化曲线；
自定义时段电流变化曲线；
自定义时段电压变化曲线；
其中，所述交流系统负荷统计分析包括：
自定义时段各监测点及分组交流系统最大有功功率、最小有功功率与平均有功功率及发生时间；
自定义时段直流系统最大有功功率、最小有功功率与平均功率及发生时间；
相关监测点无功功率与电压水平变化曲线；
自定义时段各监测点及分组负荷曲线；
城市轨道交通系统典型日负荷曲线提取；
自定义时段持续负荷曲线分组显示；
自定义时段最大负荷利用时间；
自定义时段交流系统需量曲线；
自定义时段负荷率统计；
自定义时段最小负荷系数统计；
自定义时段设备利用率统计；
所述交流电能管理模块进行电能质量指标管理的方式具体为：
所述交流电能管理模块用于进行以下管理：
电压偏差与电压合格率；
电流谐波含量与畸变率；
电压谐波含有率与畸变率；
电压、电流零/负序分量及不平衡度；
电网频率及其合格率；
电压波动与闪变及其合格率；
电压骤升骤降记录管理；
断压断流起止时间与持续时间；
所述预警与报警管理包括预警管理、报警管理、预警报警记录查询以及故障追溯，其中，所述预警管理包括设备健康状况劣化预警、电能质量劣化预警、线损及变损异常预警以及系统运行异动预警；所述系统运行异动预警包括小时平均功率因数越限预警、有功功率异动预警、电流异动预警、钢轨电位越限预警以及环境湿度与温度劣化预警；其中，所述报警管理包括：电流电压越限报警、断压断流报警、配用电设备过负荷报警以及监测终端及通信故障报警；
所述波形管理包括电能质量劣化波形管理、故障录波波形管理以及召测波形存档及高级离线分析；
所述电气运行安全综合评估报告包括电气运行报告、各功率曲线及相关性分析报告、电能质量评估报告以及供电可靠性评估报告。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611223196.6A CN106846171B (zh) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | 一种城市轨道交通交直流系统电能管理系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611223196.6A CN106846171B (zh) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | 一种城市轨道交通交直流系统电能管理系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106846171A CN106846171A (zh) | 2017-06-13 |
| CN106846171B true CN106846171B (zh) | 2021-01-12 |
Family
ID=59135468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201611223196.6A Active CN106846171B (zh) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | 一种城市轨道交通交直流系统电能管理系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106846171B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108759904B (zh) * | 2018-04-03 | 2021-02-09 | 北京千驷驭电气有限公司 | 基于大数据的城轨信息综合分析方法和装置 |
| CN108471165A (zh) * | 2018-04-18 | 2018-08-31 | 广州耐奇电气科技有限公司 | 一种用于轨道交通车站的用电安全监测系统及方法 |
| CN108521171A (zh) * | 2018-04-18 | 2018-09-11 | 广州耐奇电气科技有限公司 | 一种用于轨道交通车站的电能管理系统及方法 |
| CN111525562B (zh) * | 2020-05-16 | 2023-07-21 | 国网甘肃省电力公司兰州供电公司 | 一种用于轨道交通供电的电压闪变快速评估方法及系统 |
| CN115115352B (zh) * | 2022-08-29 | 2022-11-08 | 山东中鲁实业有限公司 | 基于数字化城市运行管理服务的公共设备运行控制系统 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1937353A (zh) * | 2005-09-23 | 2007-03-28 | 西安工业学院 | 一种对供电所运行状况进行实时监控的系统及运行方法 |
| CN102407867A (zh) * | 2011-08-09 | 2012-04-11 | 河南辉煌科技股份有限公司 | 城市轨道交通信号维护支持系统 |
| WO2012173189A1 (ja) * | 2011-06-14 | 2012-12-20 | 株式会社 東芝 | 情報統合制御システムと情報処理プログラム、社会インフラ運用システム、運用方法、ローカル装置、サーバ装置およびプログラム |
| CN104242454A (zh) * | 2014-09-24 | 2014-12-24 | 刘瑞 | 轨道交通供电系统的电力监控系统 |
| CN105911343A (zh) * | 2016-04-13 | 2016-08-31 | 董地 | 一种基于电能表的电力远程实时监控系统 |
| CN106014885A (zh) * | 2015-11-09 | 2016-10-12 | 兰仁兴 | 一种轨道列车利用惯性势能发电装置 |
-
2016
- 2016-12-27 CN CN201611223196.6A patent/CN106846171B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1937353A (zh) * | 2005-09-23 | 2007-03-28 | 西安工业学院 | 一种对供电所运行状况进行实时监控的系统及运行方法 |
| WO2012173189A1 (ja) * | 2011-06-14 | 2012-12-20 | 株式会社 東芝 | 情報統合制御システムと情報処理プログラム、社会インフラ運用システム、運用方法、ローカル装置、サーバ装置およびプログラム |
| CN102407867A (zh) * | 2011-08-09 | 2012-04-11 | 河南辉煌科技股份有限公司 | 城市轨道交通信号维护支持系统 |
| CN104242454A (zh) * | 2014-09-24 | 2014-12-24 | 刘瑞 | 轨道交通供电系统的电力监控系统 |
| CN106014885A (zh) * | 2015-11-09 | 2016-10-12 | 兰仁兴 | 一种轨道列车利用惯性势能发电装置 |
| CN105911343A (zh) * | 2016-04-13 | 2016-08-31 | 董地 | 一种基于电能表的电力远程实时监控系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106846171A (zh) | 2017-06-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106846171B (zh) | 一种城市轨道交通交直流系统电能管理系统 | |
| CN105337308B (zh) | 一种电网侧区域分布式光伏运维管理系统及管理方法 | |
| CN103912448B (zh) | 一种区域风电场机组功率特性监测方法 | |
| CN111638692B (zh) | 智慧园区管理系统 | |
| CN104391202A (zh) | 基于电量异常分析的异常用电判断方法 | |
| CN113095595A (zh) | 一种基于配电运维的能效优化方法和系统 | |
| CN103471729A (zh) | 一种装置温度预警方法及其应用 | |
| CN102541019A (zh) | 一种自动排流装置及其控制方法 | |
| CN108471165A (zh) | 一种用于轨道交通车站的用电安全监测系统及方法 | |
| CN116865447B (zh) | 一种分布式风力和光伏互补发电控制管理方法及系统 | |
| CN117078017A (zh) | 一种用于电力电网设备监控智能化决策分析系统 | |
| CN114884054B (zh) | 一种基于物联网的城市智慧交通应急监测调控管理系统 | |
| CN114035491B (zh) | 绿电智能抽油机系统 | |
| JP6525196B2 (ja) | 太陽光発電管理装置 | |
| CN111654112B (zh) | 一种无功补偿电容器预警方法、装置及系统 | |
| CN113092152B (zh) | 一种动设备振动温度复合监测装置及方法 | |
| CN109245109A (zh) | 一种供电低电压预警系统及方法 | |
| CN115238957A (zh) | 一种输电线路走廊预警方法和系统 | |
| CN114594343A (zh) | 配电线路智能化多功能在线监测系列装置及其控制方法 | |
| CN103840555A (zh) | 基于阈值设定的低电压预警方法 | |
| CN109474069B (zh) | 一种分布式发电站状态监测方法 | |
| CN112001524A (zh) | 一种融合微气象实时监测信息提升架空线路输送能力的方法 | |
| Vokas | Analysis of power quality field measurements and considerations on the power quality standard | |
| CN113449913B (zh) | 一种基于scada的轨道交通线路跳闸智能预警系统 | |
| CN219812006U (zh) | 光储直柔智慧防雷系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zhou Dalin Inventor after: Wu Yingfeng Inventor after: Chen Qiong Inventor after: Zeng Bo Inventor after: Xiao Weiqiang Inventor after: Mo Bintao Inventor after: Huang Dehui Inventor after: Ye Weikang Inventor after: Guo Wenting Inventor after: Zhang Guoli Inventor after: Li Jianhui Inventor before: Zeng Bo Inventor before: Zhang Guoli Inventor before: Li Jianhui |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20180211 Address after: 510000 Wansheng Plaza, No. 1238, Xingang East Road, Haizhuqu District, Guangzhou, Guangdong Province, A Applicant after: GUANGZHOU METRO GROUP CO., LTD. Applicant after: Guangzhou Nikey Electric Technology Co., Ltd. Address before: 510530 section 804, unit C1, building C1, No. 182, science Avenue, science Avenue, Guangzhou high tech Industrial Development Zone, Guangdong Province Applicant before: Guangzhou Nikey Electric Technology Co., Ltd. |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |