隨著我國城市化進程不斷加快，軌道交通已成為城市公共交通的骨干。截至2024年，內地共有59個城市開通城市軌道交通運營線路338條，運營線路總長度超過1.12萬公里，年度完成建設投資規(guī)模持續(xù)擴大。在這一背景下，軌道交通的能源管理面臨著新的挑戰(zhàn)和機遇。“雙碳”目標推動行業(yè)向綠色化、智能化方向轉型，如何實現能源的高效利用和可靠供應，成為行業(yè)關注的焦點。

圖片1：軌道交通總體情況數據表

軌道交通供電系統(tǒng)具有負荷密集、運行連續(xù)、安全要求高等特點。根據《地鐵設計規(guī)范》（GB 50157-2013），地鐵用電設備負荷分為一級、二級和三級，其中火災自動報警系統(tǒng)、應急照明、通信信號系統(tǒng)等被列為一級負荷中特別重要負荷。這些設備對供電可靠性要求極高，任何中斷都可能影響運營安全。

圖片2：地鐵設計規(guī)范中關于動力與照明的負荷分級說明

在實際運營中，軌道交通能源系統(tǒng)存在數據采集不精細、多系統(tǒng)協同能力弱、運維效率低等問題。許多線路尚未建立完善的能源管理體系，導致電能消耗缺乏有效控制。此外，新能源設備如光伏、儲能系統(tǒng)的接入，也對傳統(tǒng)供電系統(tǒng)提出了新的技術要求。

面對這些挑戰(zhàn)，一套覆蓋“網-源-儲-車”的智慧能源管理平臺成為行業(yè)發(fā)展的必然需求。安科瑞電氣股份有限公司基于多年技術積累，推出了AcrelEMS城市軌道交通智慧能源管理系統(tǒng)。該平臺集成電力監(jiān)控、電能質量管理、電氣安全、智能照明、充電樁運營及分布式光伏監(jiān)測等功能，實現對軌道交通能源流的全面感知與優(yōu)化調控。

圖片3：軌道交通綜合能源管理系統(tǒng)網絡結構圖

在變電所綜合自動化系統(tǒng)中，平臺通過AM6系列微機保護裝置、APView500電能質量在線監(jiān)測裝置、ASD500開關柜綜合測控裝置等硬件設備，實現對35kV至0.4kV配電系統(tǒng)的全面監(jiān)控。其中，AM6系列裝置具備完善的事故分析能力，包括SOE事件記錄和故障錄波，可為進線、饋線、變壓器等關鍵設備提供過負荷、低電壓、非電量等保護功能。

圖片4：AM6系列微機保護裝置功能參數表

電氣安全是軌道交通運營的重中之重。平臺通過ARCM系列電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)，實時監(jiān)測各回路剩余電流、溫度及故障電弧，符合《電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)》（GB14287-2014）和《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》（GB50116-2013）的要求。此外，ASCP200/300系列電氣防火限流式保護器能在短路故障發(fā)生時以微秒級速度實現快速限流，有效預防電氣火災。

圖片5：ASCP系列電氣防火限流式保護器功能說明

電能質量直接影響設備壽命和系統(tǒng)穩(wěn)定性。軌道交通中大量使用的電力電子設備，如牽引變流器和整流器，易產生諧波污染和電壓波動。APView500電能質量在線監(jiān)測裝置具備穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)和瞬態(tài)監(jiān)測功能，可生成電能質量評估報告，并結合AnSin有源濾波裝置和AnCos無功補償裝置進行綜合治理，保障供電質量符合國家標準。

圖片6：電能質量治理裝置AnSin/AnCos系列產品列表

在應急照明與疏散指示系統(tǒng)方面，平臺遵循《消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)技術標準》（GB51309-2018），針對地鐵站廳、站臺、區(qū)間隧道等不同場景，提供具備雙網口通信、FAS協議聯動功能的集中電源和燈具方案。例如，區(qū)間疏散標志燈支持米標紅外可調，適應長距離隧道環(huán)境；地面標志燈具采用灌膠工藝，提升使用壽命。

圖片7：站臺、站廳、設備區(qū)標志燈具示意圖

智能照明控制系統(tǒng)通過ALIBUS總線技術，實現站廳、候車區(qū)、設備區(qū)等場所的集中控制與感應調光。系統(tǒng)支持定時控制、場景切換、光照感應與人體感應，在保障照明需求的同時，有效降低能耗。相關數據顯示，通過智能化改造，部分車站照明能耗可降低20%以上。

圖片8：智能照明控制系統(tǒng)拓撲圖

充電樁運營管理是軌道交通綠色出行的重要環(huán)節(jié)。隨著電動汽車普及，站點周邊充電需求快速增長。平臺支持7kW交流樁至480kW直流充電主機的全系列產品，具備智能計量、遠程升級、云平臺監(jiān)控等功能，并通過有序充電策略，平衡變壓器負荷，提升充電效率與用戶體驗。

圖片9：交流與直流充電樁產品示意圖

在新能源應用方面，平臺支持分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的監(jiān)測與分析，包括逆變器運行狀態(tài)、發(fā)電量統(tǒng)計、碳減排量計算等。AM5SE-IS防孤島保護裝置可在電網失壓時快速切斷并網點，防止非計劃性孤島運行，保障維修人員安全和系統(tǒng)穩(wěn)定。

圖片10：防孤島保護裝置功能說明圖

無錫地鐵1、2號線電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)改造項目是平臺落地應用的典型案例。該線路于2014年開通，原有系統(tǒng)已接近使用壽命。通過更換符合新國標的電氣火災監(jiān)控主機與探測器，構建集中監(jiān)控平臺，實現了36個車站、2700多個回路的狀態(tài)實時監(jiān)測與數據分析，提升了系統(tǒng)安全性與運維效率。

圖片11：無錫地鐵電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)組網架構圖

項目實施過程中，通過繪制動態(tài)網絡拓撲圖、生成配電分析報告、設置設備全生命周期監(jiān)測等增值服務，為運營單位提供了更全面的決策支持。類似項目已在昆明地鐵、北京地鐵17號線、青島地鐵2號線等多條線路中推廣應用。

圖片12：項目實施安全交底現場照片

綜上所述，軌道交通智慧能源管理不僅關乎運營成本，更是保障城市安全、推動綠色轉型的重要支撐。通過一體化平臺與專業(yè)技術的結合，有望實現能源系統(tǒng)的可靠、安全、節(jié)約與高效運行，為城市軌道交通的可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。

審核編輯 黃宇