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【關鍵詞】能耗管理；節能
1.前言
1.1背景
隨著中國經濟的發展，能源問題日益突出，節能減排作為國家可持續發展的重要舉措被提升到戰略高度，在國務院發表的《節能減排“十二五”規劃》提到，在2015年，單位工業增加值（規模以上）能耗比2010年下降21%左右，我國當前有19個城市建成軌道交通線路多達87條，運營里程超過2539公里，地鐵是城市內的能耗大戶，尤其是電能的消耗，占地鐵運營成本的比例很高，因此，針對地鐵各主要用電設備的運行工況、損耗情況以及電特性等進行分析，研究科學有效的節能措施，是降低運營成本，提供地鐵可持續發展能力的重要途徑。
1.2地鐵能耗問題
地鐵行業能耗節能主要遇到的問題有
1）線路能耗呈持續增長的趨勢，地鐵線路的持續建設的導致能耗繼續增加，電費的成本急劇增加；
2）能耗統計監測體系不完善，地鐵車站分項節能應用不普遍，現有的能耗統計數據較粗，準確性差，且由于技術手段缺乏，統計分析和節能效果的評估方法欠缺；
3）缺乏標準的能耗指標，需要結合地鐵運營特點建立能耗的指標體系，并在此基礎上制定合理的考核標準；
4）缺乏標準化的節能效果評價指標，需要建立適合地鐵行業的定量評價與定性評價相結合的節能效果評價指標體系。
2、能耗管理系統設計
2.1 設計目標
能耗管理系統旨在建立車站精確的能耗監測管理平臺，為用戶科學用能、合理用能、節能管理提供支持，系統設計的主要目標有：
1）建立車站能耗采集平臺，提供各個分項能耗數據采集、統計、存儲功能，為能耗管理提供數據依據；
2）建立能耗統計和分析系統，為科學用能、合理用能、節能管理提供支持。
3）提供外部節能設備控制接口和節能策略管理，通過科學手段減少不必要的能源浪費，最終達到節能的目的。
4）依照地鐵運營能耗數據的分析，建立能耗的指標體系和制定相應的考核標準。
5）建立定量評價與定性評價相結合的節能效果評價指標體系；
2.2 系統構成
能耗管理系統通過能耗數據監測采集、能耗管理指標的量化管理、節能控制和綜合分析應用三大模塊進行設計，對地鐵線路各車站不同專業設備（包含牽引系統、照明系統、通風空調系統、電扶梯等）的能耗數據、環境設備參數、客流參數進行實時采集檢測，建立起適合地鐵運營的各類能耗評估指標、管理流程和各個節能項目效果的評價指標。
2.3 能耗采集模塊
實時能耗采集模塊實現實時能耗數據的采集，作為系統整個平臺能耗數據的來源和支撐，它的功能主要有：
1）通過通訊接口的方式實時采集布置在車站現場各電能儀表的能耗數據信息，主要包括以下系統設備的實時能耗數據：牽引供電系統、通風空調、電扶梯、照明、給排水、弱電系統等；
2）通過與環境與控制設備系統的通訊接口采集環境參數、設備參數；
3）通過與自動售檢票系統的通訊接口采集車站客流信息。 能耗數據采集的網絡拓撲示意圖：
圖 3：能耗數據采集的網絡拓撲示意圖
2.2指標量化管理模塊
指標量化管理模塊對各類供電負荷制定用電指標，實時監測用電情況，通過橫向和縱向的用電分析比較，從而建立如下指標體系：
1）建立合理的節電考核指標體系；
2）建立適用于地鐵行業統一的能耗指標體系來評估各類設備的能耗系數；
3）建立適用于地鐵行業統一的節能效果評價指標體系來指導如何進行高效的節能。
2.3節能控制模塊
對車站各類用電設備的能耗統計和能耗節能分析模型，以及綜合考慮行車密度、進出站客流、環境參數（溫度、濕度等）、服務質量因素，對環境設備的參數進行調優，產生節能優化策略，并且通過與環控系統的通訊接口下發該節能優化策略，實現節能的優化控制。
2.4綜合分析應用模塊
綜合分析應用模塊依照車站現場采集的實時能耗數據信息作為依據，提供如下綜合分析應用：
1）提供實時能耗顯示圖形界面和能耗趨勢曲線顯示；
2）提供用電數據匯總平臺，從多個維度展現地鐵運營能耗的分布情況；
3）提供電能費用的分析平臺，滿足各項能耗指標的考核要求；
4）提供各類能耗預警功能，幫助運營人員及時發現用電問題。
5）提供節能設備控制和節能策略的管理，并且對各項節能策略的能耗效果的進行多維分析和評估。
3、總結
地鐵能耗管理是地鐵運營過程面臨的重大問題，能耗管理系統的必須從設計目標和功能劃分就考慮地鐵運營的需求，能耗系統遠期更應該考慮與節能控制結合，實現能耗的采集，管理，控制完整的地鐵能耗控制管理流程。
參考文獻
關鍵詞：南科大智能化；能耗管理；探討；措施
Abstract: the southern university of science and technology management system is mainly aimed at the energy consumption in the campus power consumption, fuel consumption, quantity of heat to use up, cold quantity consumption and water consumption data collection, transmission and analysis management system. For teaching, scientific research, office and learning environment to provide a safe, efficient, low consumption basic guarantee. The combination with the engineering practice, the energy consumption management system structure, data collection, analysis and release, optimization and related technology were discussed and the research, and puts forward some Suggestions of the measures, it has reference to the meaning of the future.
Keywords: south hkust intelligent; Energy consumption management; Explore; measures
中圖分類號： TU111.19+5文獻標識碼：A文章編號：
1. 工程概況
南方科技大學一期工程總建筑面積約為28萬平方米：包括實驗樓、行政樓、科研樓、信息中心、會議中心、學生活動中心、 教師公寓、專家樓、書院、食堂、體育館、游泳館、風雨操場。
目前國家大力推廣節能建筑、綠色建筑，南方科技大學校園能耗管理系統通過對冷源系統、配電系統、機電設備、照明系統、水資源消耗的綜合監測，制定出合理的節能措施，實現建筑節能。
2. 設計目標
為滿足南方科技大學教學性質、規模、管理方式和服務對象業務需求；適應教職員工對教學、科研、管理以及學生對學習、科研和生活等信息化應用的發展；為學校的教學、科研、辦公和學習環境提供安全、高效、低耗基礎保障。
根據《高等學校校園建筑節能監管系統建設技術導則》等有關規定，南科大設置一套校園建筑設施能耗管理系統，該系統通過對校園中電耗、燃料消耗、熱量消耗、冷量消耗及水資源消耗數據等計量數據的采集、傳輸、分析，實現對南方科技大學一期工程建筑綜合能耗信息的集中管理。
系統基于以太網絡結構建立集中管理平臺，并支持向上集成。系統遵循分散采集、集中監視，資源和信息共享的原則，是一個工業標準化的集散型管理系統。
3. 系統設計
能耗監測系統由管理應用層、信息匯聚層、設備采集層的三層結構組成。
管理應用層提供管理應用模塊：包括能耗區域管理、能耗數據采集、能耗分項計量、能耗設備管理、能效數據分析評佑、系統優化策略、能耗信息功能模塊。這些功能模塊支持靈活組合、自由升級、可擴展等特性，是綠色用能提供決策。
信息匯聚層采用專業的數據庫管理和網絡集成化技術， 將各用能系統在運行過程中所采集的能耗信息進行分類分析、處理、匯聚 ，并按照規則進行記錄，創建相應的數據存儲，實現對基礎數據的管理。
設備采集層實現各子系統與綠色建筑能源管理系統的信息交換，將各系統的不同類型和格式的監測數據統一采集到數據庫，同時可將管理信息傳送到各子系統。在綠色建筑能源管理系統和各用能設備系統之間建立有效的信息通道。實現方式為建立通用的、模塊化的模式。
系統將把各設備統接口協議制作為驅動模塊，進行統一管理，并通過驅動模塊將各系統的數據以規定的形式偉遞給上層，并將上層的管理信息傳遞到相應的子系統中，從而實現信息的雙向流動。通過如RS485、MBUS、BACNET、LONWORKS、OPC、ODBC、TCP/IP等現場總線和網絡數據共享技術實現開放性系統集成。
能耗管理數據中心設在學校信息中心，能耗監測系統服務器設置在信息中心匯聚機房內，管理工作站設置在信息中心一層消防控制中心內。
3.1、檢測系統應用模塊.
確立建筑能源管理的實施需求后，配置模塊所需的采集信息，一個較為完整的管理需求包括以下內容：
1）空調系統信息采集
總冷、熱水回路流量，總供、回水溫度，需獨立計量區域的流量及供、回水溫度。
各樓層的空調送風溫濕度、回風溫濕度和新風溫濕度。
需獨立計量區域的空調箱及風機盤管等末端設備，在冷、熱水管上分別安裝冷、熱能計量裝置。
對集中式空調冷熱源系統的冷、水主管上設置冷、熱能計量裝置以及相關用電設備，設置電量信息采集裝置。
對獨立計量區域的送、排風機及空調末端設備設置電量信息采集裝置。
對存在加水工藝的補水泵、冷卻塔、儲水箱等設備的用水信息。
2）給排水系統信息采集
給排水系統的水位、壓力等裝置信息
熱水系統的供、回水溫度、壓力、流量等信息。
需獨立計量區域的供水流量、壓力等信息。
相關用電設備的用電電量信息。
3）變配電系統及用電設備信息采集
建筑總用電、主要配電回路用電電量信息。
冷水機組、電扶梯、水泵等大型用電設備的用電電量信息。
建筑總用電、主要配電回路的電能質量信息如諧波等；電能質量調整裝置的運行狀況；變配電設備保護運行伏況；一般用電回路的電力參數信息如功率等。
對采用變頻調節運行的風機、水泵等用電設備的變頻器裝置，除采集頻率外，還應通過標準化通信接口 取其運行狀態信息。
4）照明系統信息采集
建筑內不同區域、不同運行時段的照明或部分照明回路的用電電量信息。
建筑總照明回路的電壓、電流、功率、諧波等電力參數；一般照明回路的電壓、電流、功率等電力參數。
5）熱力系統信息采集
采集鍋爐排放參數、總供熱量、各回路的熱水供熱狀況和蒸汽供熱狀況、軟水的補給狀況。
對電、氣、油、煤等能源使用狀況進行計測和記錄，體現各鍋爐的實際運行效率。
6）可再生能源系統信息采集
對地源熱泵系統、太陽能光伏發電系統、太陽能集熱系統、風能發電系統等各種可再生能源，系統不同根據不，同設計要求，設置相應的信息采，集裝置。
用戶可依據不同層級的管理需求，刪減有關的能耗數據信息采集要求，也可以增加某些特殊的數據信息，例如環境參數等。
3.2、能耗設備管理模塊
對中央空調、給排水等系統中應用的主要機電設備進行獨立的能耗管埋， 通過對相關采集信息的分析，對機電設備運行效率進行綜合判定。包括：
對空調系統設備及環境監測系統運行工況的監視、控制、測量、記錄等。
對供配電系統、變配電設備、動力設備和照明設備的監視、測量、記錄等。
對給排水系統設備運行工況的監視、控制、測量、記錄等。
對電梯和自動扶梯系統的運行進行監視等。
對太陽能、地源熱能等可再生能源利用系統運行工況的監視、控制、測量、記錄等。
3.3、能耗區域管理模塊
按照功能、樓棟等分類方法，將校園內需進行獨立管理的區域進行劃分，為能耗分析、評估提供對象范圍，按照能耗類別的分類方法，管理各區域下能耗信息采集裝置，為能耗統計提供計算依據。
3.4、能耗分項計量模塊
建筑內的耗能數據是建筑能源管理的基礎，采集建筑的耗能數據并有效地組織分析使之為建筑降耗升效服務。
具有滿足對耗能進行分析的需要并以不同計量單位顯示和轉換的功能，應能耗量量換算成通用標準計量單位。
具有對冷、熱負荷和單位建筑面積能耗、區域能耗統計等分析功能，同時具有根據系統大型機電設施設置和運行歷史數據開發仿真分析模塊的功能。
建立建筑整體數據模型，實現統一信息資源層次體系、統一數據元素標準和統一信息編碼，對各類數據進行數據存儲管理的集中優化整合。
確保所獲取數據的計良精度和可靠性，并提供以直接讀數、動態曲線或綜合表現曲線等顯示方式。
對耗能設備所集的各類信息宜包括溫度、壓力、電壓、電流、功率、室內和室外空氣溫、濕度等實時參數；電量、流量、運行時間等累計參數；工作狀態及報警、事件記錄。
保存在就地采集裝置內的歷史數據等其他需要的信息參數。
建立數據倉庫，為管理決策層提供有效的能效數據服務。實現聯機分析處理，對建筑使用中的耗能管理提供輔助決策支持。
根據需要自動實現能源使用情況分析報表的生成，定期向管理部門發送。
3.5、能耗數據分析評估模塊
采用多種分析和評估工具，對建筑或設備能耗統計數據進行獨立的數學分析，對計算結果進行評估，并實現對能耗狀況的模擬仿真。利用分析評估數值，對建筑或設備的能耗狀況進行判定，預測能耗需求。
具有以二次計算和統計分析工作方式能力，通過若干組件完成包括計算服務、公式和指標組態等，對用戶設定的統計點進行指標計算，同時也包括各項其他公式計算點，來幫助管理者了解多關鍵參數變化情況。
3.6、系統優化策略模塊.
提供可優化的策略方案，給管理決策主動調整建筑運行能耗的改善性措施和方向，實現建筑能源使用效率逐步優化的目的。系統提供對不同能源使用管理方案的能耗評估，不斷完善最優能源使用路線。
按降低能耗管埋規程及提高設備能效運行程序，根據各分區、類別、時段及用戶的需求，對耗能信息分別進行匯集、統計、記錄等的同時，還能通過目動或輔助的分析模塊，實現運行、設計限額比較分析，并在獲取相關設計信息的基礎上，自動或輔助人工優化或調整耗能計劃。對耗能設備進行優化性能的提示及具有實時反饋運行限額、提示調整負荷分配的功能。
對各耗能設備運行的基礎、分析及控制的買時信息，進行數據記錄、存儲及進行仿真分析的功能。
以實現綠色建筑的科學管理為基礎，樹立先進的管理理念，以建筑降耗及建筑生態節能體系為目 ，以不斷完善的數學模型為依據，以優化的控制算法為核心，以帶有自習功能的耗能趨勢分析為運算參數，以客觀的實際耗能為評價指標，以綠色建筑的多元要求為對照，不斷地對原有系統持續優化研發，達到建筑節能減排更優異的綠色功效。
3.7、能耗信息模塊
通過網站瀏覽和數據共享應用技術，實現能耗數據信息的互聯互通；采用必要的防火墻、數據加密等安全技術，實現系統運行的穩定和安全；通過可控的信息，向管理者和主管單位提交能耗指標數據。
基于B/S架構和瀏覽器技術，通過豐富的圖形表示形式，快捷準確的為管理者提供良好的數據查詢、決策分析等用戶界面。
4. 結論
本文結合工程實際，對能耗管理系統的結構組成，數據采集、分析、、優化等相關技術進行了探討及其研究，并提出建議的措施，以便以后具有借鑒之意義。
參考文獻：
[1] 王志剛．建筑節能及新能源應用研究[D]．西安建筑科技大學，2005．
【 關鍵詞 】 能耗管理系統；采集系統；網管中心虛擬化
The Energy Management System and Acquisition System Renovation Project Analysis of
Communications Company
Wu Hong Geng Yan
（JiLin University Communication Design Institute Co.，Ltd， JilinChangchun 130012）
【 Abstract 】 The sustained growth of energy consumption is the major issue which the current telecom enterprises are facing. Energy consumption monitoring system and energy management system are not perfect， resulting in that telecom enterprises can not learn the actual situation of the energy consumption， so that the implementation of energy-saving renovation project also has many problems. According to the requirements， the Communications Group Company will focus on building energy consumption management platform， to realize centralized management of electricity. At present， the current energy consumption management platform of XX Communication Company has the following problems such as counting power consumption inaccurately， weak humanization design， displaying the collecting information incompletely， unable to provide the information of the whole network energy consumption demand analysis and so on. The renovation construction of this system on the basis of the existing energy consumption management platform， through the network management center virtualization mode， build the comprehensive energy consumption management platform， realize centralized management of the power， and provide technical support for the energy-saving emission reduction project in the future. The practice knowledge and technical data involved in this paper can provide the reference and guidance for later related energy consumption control engineering.
【 Keywords 】 energy management system； acquisition system； network management center virtualization
1 引言
能耗的持續增長是當前電信企業面臨的重大問題，能耗監測體系和能耗管理系統的不健全，導致電信相關企業對能耗的實際情況不能全面的掌握，以至于節能改造項目的實施也存在諸多問題。根據某通信集團公司下發的《關于印發能源管理系統總體規劃及一期實施方案研討會議紀要的通知》和《關于函審的通知》要求，各省需要逐步完成電能自動采集，某通信集團公司將集中建設能耗管理平臺，對電能進行集中管理。
為了進一步提升節能減排工作的管理能力，提高管理手段，實現信息化能耗管理，加強全網能耗分析水平，某通信集團公司啟動了本期能耗管理系統和采集系統改造項目，對現網的管理用房、通信機房、營業廳和典型基站實施遠程抄表。
2 系統工程建設與實施
2.1 系統現狀及存在的問題
2009年某省通信公司已建設能耗管理平臺，該平臺硬件是利用網管中心現網設備，采用虛擬機方式，根據總部《某通信集團公司能耗管理系統建設指導意見》要求，結合公司實際情況建成的。平臺提供的功能為：查看已實現抄表地點耗電量情況，已實現抄表地點信息等；已實現遠程抄表情況：全省已分別批復抄表數量1500套和985套，即共2485套。
目前某省通信公司已有的能耗管理平臺存在問題：耗電量統計不準確，人性化設計較弱，采集信息顯示不完整，無法提供全網能耗分析需求的信息。
2.2 本期改造規模
根據某省通信公司電能采集系統建設工作指導意見和公司的實際情況，本次新建的能耗管理系統，主要對管理用房、通信機房、營業廳和典型基站耗電量實施采集。經過調研，本期工程建設規模如下：樞紐樓：69處；綜合樓：95處；管理用房：10處；營業廳：323處；基站：3530處。目前統計，全省有1177個典型場景，因各場景載頻按某一段分類，故本期工程按照每個場景選3個點計量耗電量。
2.3 本期系統構架
本工程中管理系統采用B/S結構，不同權限用戶通過登錄網站獲取站點能耗信息。具體能耗管理系統架構圖如圖1所示。
2.4 建設實施
在能效評估管理辦法中，某通信集團公司要求用電測量中需要區分基站主設備和配套設備，能夠分別測量指定時間段內基站主設備的總耗電和空調等配套設備的總耗電量（KWh），且比率不低于10%。為此，建議每個地市能效評估為三星的基站采用分項計量方式，同時為了確保采集數據，能夠真正為全區基站耗電情況統計分析提供參考依據，建議典型場景基站的1/3采用有線方式，其余為無線方式。為了實現精細化管理，部分通信機房需要實現分項計量。
2.4.1 采集系統建設
采集系統的采集方式分為有線和無線兩種方式，兩種方式的系統圖如圖2和圖3所示。各站點安裝新式數字電表（新裝智能電表，保留原有電表），通過RS232或RS485接口轉換器與短信抄表器相連接，或與動環系統相連，抄表器將采集到的電度表當前讀數通過短信或傳輸設備傳回到中心服務器進行記錄、統計分析。
采集系統采集的數據均統一傳送到管理系統進行存儲、管理、分析以及呈現，按照采集方式不同，有線主要是將采集的耗電量數據通過動力環境系統傳至能耗管理系統。無線方式主要是將采集的耗電量數據通過短信、GPRS方式傳至能耗管理系統。
2.4.2 管理系統建設
本期工程采用網管中心虛擬化資源池資源建設管理系統，并根據規模和功能配置其他硬件設備及相應軟件。主要實現的功能有幾個方面。
（1）用戶按權限查詢轄區內的基站用電信息。權限分為三級。一級：超級用戶，可進行系統設置、修改操作；二級：省公司，可查詢全部站點的能耗信息；三級：地市分公司，可查詢轄區內站點能耗信息。
（2）自動抄表，定時上報。可對用電量實時查詢。
（3）多種統計方式：單個站點能耗統計（采集不同時段的耗電量，生成日＼周＼月＼季度＼年度報表或圖表）、多個站點能耗統計、按轄區統計（可分別查詢轄區內所有站點的耗電信息）。并可進行橫向、縱向對比。
（4）采集異常告警：當設備或數據異常時能夠給出聲光告警，同時將告警信息以短信方式通知維護人員。
（5）用戶管理：高級用戶可以在用戶組下增加低級別用戶信息，且可以刪除、修改、查詢低級別用戶信息等。
視頻業務由于高壓縮比、上下文相關性，對丟包的影響存在放大效應，因此寬帶業務的1～2%的丟包率無法滿足視頻業務要求。這就要求全網線速轉發，嚴格控制0～0.05%網絡端到端丟包率。
2.4.3與其他系統接口
管理系統與動力環境系統、短信網關以及GPRS系統相連。今后還將與公司能耗管理平臺相連，接口均采用標準接口，需遵照對方系統規范要求，形成的能耗管理系統和采集系統網絡結構圖如圖4所示。
3 結束語
本系統的建設以現有能耗管理平臺為基礎，通過網管中心虛擬化方式，構建全面的能耗管理平臺，對電能集中管理，并為之后某通信公司的節能減排提供了技術支撐。整個系統可擴展性和兼容性較好，后續將繼續加強與現有系統的整合，更好地提升整個系統的性能。本文所涉及的實踐知識和技術資料可為之后相關領域的能耗管控相關工程提供參考和指導。
參考文獻
[1] 葉可江，吳朝暉，姜曉紅，何欽銘.虛擬化云計算平臺的能耗管理.計算機學報，2012年第6期.
[2] 葉茂枝.基站能耗管理系統.科技創新導報，2009年第2期.
作者簡介：
關鍵詞：電力機車；節能；智能電表；能耗考核標準
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.24.104
筆者對電力機車采取的節能模式進行了系統研究，克服了既有節能模式的不足，設計了新型的電力機車智能電表，而且還構建了電力機車能耗優化管理的軟件系統，使能耗管理精準地定位到每個運行區間，按照計算機還原的相關操縱曲線處理和優化能耗，獲得合理的能耗數據。
1 硬件原理及軟件系統結構
1.1 智能電表硬件原理
筆者首先研究了電力機車智能電表的相關硬件原理，從電力機車的主電纜上面引入了相應的輸入電流以及輸入電壓，通過電流互感器以及電壓分壓器后，電能測量芯片能夠計量輸入電壓和輸入電流，得到相應的有功功率。列車黑匣子輸出的相關信息通過隔離的485接口連接到中央處理器，后者能夠同時處理黑匣子數據以及電能數據，在FLASH存儲芯片中保存相關的處理結果，在機車行駛中能夠在LCD上實時展示電能消耗信息。借助該系統中的IC卡接口，將保存在FLASH存儲芯片上的相關數據讀取出來。
1.2 軟件系統結構
從邏輯上看，軟件系統被劃分成了優化評價層、數據解析層以及能耗數據管理層。
1.2.1 數據解析層
記錄文件管理子系統必須將數據從IC卡中讀取出來，切割原始數據文件，之后得到機車運行的能耗記錄文件以及監測文件，而且還要合并同一司機以及車次的機車運行能耗記錄文件以及監測文件。曲線圖形數據生成子系統主要解析相關的合并文件，將機車的能耗記錄數據以及運行監測數據融合，生成的曲線融合數據文件適宜于以圖形方式顯示出來。文件處理以及編輯子系統提供的圖形化人機界面接口相當多，能夠為用戶處理以及編輯各種文件提供便利。
1.2.2 優化評價層
負責線路圖形繪制的相關子系統將鐵路線路的二維地理場景繪制出來。負責曲線控制的相關子系統為系統提供各種類型的曲線操縱方法，用戶可以隨意地移動參與到優化活動中的曲線，實現對比學習。以全圖形化面目出現的能耗統計優化子系統將圖形系統以及優化算法密切聯系起來，為相關用戶創造了高效且直觀的優化環境。司機通過操縱負責評價的相關子系統，對比基準是線路標準的運行能耗以及運行時間當作，對司機在每一個區間內的具體操縱活動做出精確的評價。
1.2.3 能耗數據管理層
通過相應的ODBC編程，這一層能夠和諸多數據庫實現無縫連接，能夠按照不同的運行環境，在多種類型的網絡數據庫（SQLServer，Oracle）以及桌面數據庫（比如Access）間靈活地進行切換。負責統計查詢的相關子系統為司機提供了任何時間段的能耗統計方法以及接口。負責數據存儲的相關子系統為人們系統提供了便于轉存能耗數據的功能。負責報表打印的相關子系統為人們提供了便捷的報表打印功能。
1.3 系統關鍵算法
1.3.1 智能電表中基于選擇性保存的數據記錄算法
每間隔20ms，列車黑匣子會在對外公開的相關系統的數據總線上傳輸一個數據包。數據包涵蓋了速度、時間、車站號、公里標、司機號、車次、機車號、總重以及副司機號等信息（時間、公里標以及速度都是動態量，隨時間變化而變化，其他信息均屬于常量）。比如每隔20ms數據包就會自動保存1次，能夠較快地寫滿FLASH儲存芯片。除此之外，智能電表在轉存數據轉存前，同時還必須將每個司機單獨的監測數據記錄下來，所以區別各個司機單獨的記錄數據也非常重要。人們通過多次試驗提出了有關的數據記錄算法，有效地破解了該問題。
1.3.2 電力機車操縱曲線還原算法
電力機車操縱曲線指的是由電力機車行駛距離當作相應的橫坐標體系中的區間運行時間曲線速度曲線以及能耗使用曲線等曲線共同組合而成，將事實上的線路數據還原后獲得的二維線路場景當作坐標背景能夠將曲線半徑以及線路坡度、曲線半徑等多種鐵道的地理信息真實地反映出來。按照黑匣子內部提供的相關公里標信息，在這個場景中繪制成了相應的操縱曲線。筆者設計了通過速度信息來裁定突變公里標，為計算機車運行累加距離提供協助的相關算法。
1.3.3 機車運行監測數據和能耗數據的融合算法
從傳統類型的電力機車能耗管理模式來看，難以得到運行區間內精準的能耗數據，但是本系統巧妙地融合了機車運行的能耗記錄數據以及監測數據，很好地獲取得了電力機車運行中區間內的精準能耗數據，這樣就能夠精細地做好每一個運行區間內的能耗管理。
1.3.4 全圖形化的能耗優化統計算法。
根據全圖形化優化算法，第一要對缺省優化所有參與優化操作的記錄數據，然后獲得涵蓋了所有區間內的能耗數據以及操縱曲線數據。用戶借助系統自身的圖形化環境，瀏覽每一個區間內的優化曲線以及操縱曲線。在圖形系統創設好的各個區間優化列表內，臨時性地除掉異常操縱曲線，優化計算區間局部統計，對修改也已形成的相關操縱優化曲線和區間能耗進行修改。用戶通過這種局部以及全局性的圖形化優化算法，能夠較快地實現相關的優化目標，在數據庫中保存相關的優化結果。
2 結語
設計好的電力機車智能電表、電力機車能耗優化以及管理軟件系統能夠非常精確度定位到電力機車能耗管理的每個運行區間。將節能學習模式當作設計核心，打造成了全圖形模式的能耗優化以及管理環境。眼下這個系統在諸多鐵路局的使用效果良好。隨著相關方面持續地積累以及優化電力機車能耗方面的原始數據，能夠科學地制定每條線路的能耗標準。此外還要完善相關的管理制度和配套措施，確保系統運行的穩定性，創造更高的節能效益。
參考文獻：
[1]李勝，張玉芝.機車智能耗電記錄儀在節能降耗中的作用[J].鐵道技術監督，2014，34（11）：39-41.
[關鍵詞]能源管理；數據采集；能源調度；節能降耗
[中圖分類號]P413 [文獻標識碼]A [文章編號]1672-5158（2013）06-0418-02
1、引言
能源管理涉及的范圍很廣，它包含了從能源生產到消耗各個環節的管理技術，冶金企業能源管理主要涉及對企業二次能源的平衡管理和能源消耗的分析。
河北鋼鐵集團宣鋼公司在2011年開始建設能源管理系統，其針對現場的水、電、氣體等能源儀表，通過組網對其進行遠端的數據采集與控制，集有線和無線測控與計算機局域網于一體，形成一個網絡系統，實時監測現場能源介質的運行狀態。
能源管理系統（簡稱EMS系統），通過能源計劃，能源實績，計量認證，能耗計算，設備管理，報表管理等多種手段，使企業管理者對企業的能源成本比重，發展趨勢有準確的掌握。其基本管理職能包括：
能源系統主設備運行狀態的監視
能源系統主設備的集中控制、操作、調整和參數的設定
實現能源系統的綜合平衡、合理分配、優化調度。
異常、故障和事故處理。
基礎能源管理。
能源運行潮流數據的實時短時歸檔、數據庫歸檔和即時查詢。
2、EMS系統的特點
實時性：為了及時獲取各種能源介質的能耗信息，該系統充分考慮了宣鋼當前設備通信協議的狀況，采用了豐富多樣的接口技術，使所有的數據采集時間控制在1s-5s之間，并與產銷系統和ERP系統進行數據傳輸；
先進性：先進的網絡管理方式、網絡設備以及一致的開放式數據庫接口，無論從系統性能、可靠性及網絡的拓撲結構等方面都為企業提供了高技術的管理模式；
可靠性：可靠性是能源數據采集的先決條件。簡單的網絡拓撲結構及各個功能模塊冗余的設計使得系統運行更加安全可靠；
安全性：系統對于不同的管理職能提供了不同的管理權限；還包括網絡的安全性，整個網絡安裝了防火墻，還使用了網絡隔離技術，有效阻止了外界非法病毒的入侵，從而保證了網絡的安全；
可操作性：硬件設備設置簡單、直觀；系統軟件提供人機界面便于操作。
3、網絡結構
EMS網絡拓撲結構分為三層：
一層為儀表到數據采集分站的通訊，采用RS-485通訊和模擬信號兩種方式；二層為數采分站到總站的通訊，采用無線方式和有線方式；三層為管理網，由服務器到管理分站，組成局域網，連接方式根據現場的實際『青況布置：對于樓內或距離小于100m的計算機，使用超五類雙絞線組成百兆局域網；距離較遠但布線方便可以使用光纖；距離較遠、布線不方便采用無線網橋的方式。
服務器（采集器）的作用：一方面收集分站送來的數據進行匯總處理，同時也能對遠程儀表進行參數設置；另一方面服務器可對工作站（客戶機）進行數據共享?？蛻魴C可以預覽或打印統計報表、實時監控和供維修人員監視系統運行狀態。
4、EMS系統的主要功能
4.1 監視和遠程控制
（1）能源介質數據監視。通過I/O服務器的接口功能，接收來自廠區PLC、DCS和采集站網關的各類信息，完成數據采集合并歸檔到實時數據庫中。系統采集各種介質的發生量，各存儲柜的柜位、柜容，以及各能源計量儀表流量、壓力、溫度和表底數據等。
（2）能源設備及主要工序運轉狀態監視。通過I/O服務器的接口功能，實時采集能源設備的重要參數，判斷設備運行狀態及工序生產狀況，故障及時報警。
（3）能源設備的遠程控制。能源中心調度人員通過專用操作站向廠區能源PLC系統下達控制指令，控制能源設備的運行。
4.2 基礎能源管理
（1）能源設備管理。能源設備管理主要用于能源計劃的編輯和設備維護。能源設備管理主要對關鍵的大型能源設備實行集中管理，包括建立檢修和使用檔案，輔助制定設備檢修計劃；對設備檢修記錄進行跟蹤、查詢和統計。
（2）能源計劃管理。能源計劃管理根據能源設備管理模塊提供的接口，可以查閱與能源計劃有關的能源設備的檢修計劃，同時在制定能源計劃是，根據生產與消耗平衡的特點，在制定能源計劃的過程中動態顯示全局能源平衡情況，方便業務人員微調。
（3）能源報表管理。對于能源系統的計量與管理統計數據，EMS對原始采集數據經必要的計算處理后，按指定格式、時間自動進行系統報表輸出。能源報表管理提供對整個能源管理系統中所以模塊報表需求的支持，提供各種自動報表、手動報表及能耗報表。報表包括小時報表、日報、月報和年報等。
5、關鍵技術
5.1 能源預測模型
本系統中綜合考慮了生產信息、設備檢修計劃信息、非計劃停工信息、工藝變更信息以及能源實際采集數據，對某一能源介質未來幾個小時或幾天內的生產狀況及各用戶單元消耗狀況進行追蹤預測，并根據相應時段內的預測結果進行預測平衡展示，涉及的能源介質包括高爐煤氣、焦爐煤氣、轉爐煤氣、電、水等。預測結果以趨勢圖等形式輸出，為能源平衡調度提供指導。其中包括的曲線有：
實時曲線：用曲線的方式顯示測點的瞬時量；用來直觀顯示實時的數據變化和累積計量的階段性變化。
歷史曲線：畫出測點的某時間段的曲線；
鋼鐵企業能源介質的波動在自身波動規律的基礎上受靜態因素、動態因素的影響。靜態因素指物料、產品、工藝條件等，通過靜態因素推算出能源理論發生量的過程稱為靜態模型。動態因素指工況條件發生變化，如高爐修風、換爐、計劃檢修及非計劃停機等。
5.2 跨平臺、異構應用數據交換技術
能源管理系統、產銷系統和ERP系統是同時實施的。ERP負責四級財務核算，能源生產和能源消耗的數據需要上傳ERP；同理ERP對電的采購計劃，需要下傳至能源管理系統中完成電的平衡計劃。產銷系統負責管理生產，而能源管理系統需要來自產銷系統的生產計劃和實績，來完成能源計劃和能耗計算。因此三個系統是相互集成，才能完成各自的管理業務。
5.3 無人值守技術
能源管控系統對動力設施進行遠程控制，主要包括煤氣柜，放散塔等。設置遠程控制專用操作站，操作站配有專用監控軟件。
5.4 網絡隔離技術
在能源網絡實施過程中，為了不影響生產，在一些關鍵網接入能源環網技術中選擇了最新的網絡隔離技術——隔離網關。隔離網關通過內部的雙獨立主機系統，一端接人站控系統網絡，通過采集接口完成各子系統數據的采集；另一端接入能源環網，完成數據到能源管理系統的傳輸。
6、結論
EMS投入運行后，系統運行穩定可靠，能源的分配情況、消耗情況可以及時反饋給有關部門，為生產決策提供了數據，使能源調度更加及時，合理，減少了煤氣的放散，又有原來的事后統計，變為現在的計劃管理與動態調控，減少了能源消耗，降低了能源成本，經濟效益極為可觀。
參考文獻
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關鍵詞：油田輸配電系統；電力節能；降耗管理
新時期的不斷發展，在當前這個社會經濟穩定發展的背景下，我國油田的輸配電系統管理水平已經得到了前所未有的進步和發展。因此為了能夠順應當前時代的快速發展，滿足當前日漸嚴格的管理系統體系以及油田輸配電系統的管理工作逐漸轉向電力節能。電力系統一般都是指供電用戶、輸配電網絡、變電站、發電站等共同建立的系統，輸電系統也是以屬性電源為主，將電源輸送至下級或者同級的變電站其電壓等級普遍都超過35kV，配電系統一般以輸送電源到配電負載的目標電壓不得超過10kV。而輸配電系統主要負責配送以及輸送電能，電能傳輸的過程中因為傳輸途徑的不同，電壓等級和電力線路也隨之發生變化，產生不同的耗電量。因此，油田輸配電系統中電力節能降耗應該被作為當前工作中的研究重點。
1.油田輸配電系統電力存在的問題
在油田企業的發展過程中，為了能夠更好地對油田進行開采和勘探，而油田電力系統也應該順應時代的發展，不斷進行改革和創新，并在石油開采的過程中不斷創新完善，建立一個完整的集發電、輸送、分配、使用等為一體的電網。成為油田開采的重要部分，油田輸配電系統逐漸的完善，其本身還是存在一定的問題。而我國國內的油田電力系統也是根據油田分布的情況進行建設的，這就出現配電線路過長，負荷超出節點的問題[1]。而電網中間部分也會因為輸電線路本身的供電半徑過大，而導致電線耗損嚴重，使得電線電壓降低，無法在安全的狀態下和規定的電壓下開展工作，就導致事故的發生，產生大量的能源耗損。而一些油田機之間的距離過大，對應的就會造成變壓器數量不夠，因此一臺變壓器拖動多臺電油機就會產生很大的能源消耗。而在油田開采的過程中一般都是運用電環節部分，采油機與注水井都是油田企業中耗損能源較多的環節，這兩種設備相對于其他設備耗損能源都比較高，運行效率非常低。
2.油田配電系統的管理現狀
(1)缺乏完善的機制通過我國現階段的油田輸配電系統管理水平來看，依舊處于粗放的階段，一部分石油企業對于電力節能的耗損程度重視度不夠高，管理部門存在著管理不足或者管理責任劃分不明確的現象，尤其是管理責任劃分不明確，這會直接影響到企業整體的輸配電系統的工作效率，而少部分的油田企業也缺乏完善的電力管理機制，導致無法全面開展相關的電力工作，也沒有充分發揮出電力管理的作用，導致無法落實電力的整體管理流程，這樣不僅存在一定的安全隱患，還會造成工作人員的生命安全問題，從而導致出現不可預估的損失。(2)管理方法的落后油田企業為了能夠順應時代的快速發展，滿足當前社會日益增長的油田需求，因此油田企業需要加快油田輸配電系統電力管理的轉變，以國家所提倡的節能環保作為切入點，增強油田輸配電系統管理的整體管理水平。隨著現階段我國油田輸配電系統的管理水平來看，還是會受到思想認知的影響導致電力管理技術的引進以及電力管理設備的更替速度較為緩慢，電力管理的手段不斷落后，管理方法的單一，導致電力管理的效率逐漸低下，造成石油企業的實際管理存在著一定的盲目性，資金也無法發揮到預期的設想，反而造成成本投入的增加，因此無論是供電配電還是輸變電的環境，都是目前我國油田輸配電系統的電力管理中所存在的問題，石油企業也要不斷地進行問題的解決，使石油企業能夠承擔起社會環保的責任。(3)機采系統和注水系統的消耗過高在油田的輸配電系統中機采系統和注水系統耗損高的問題則是普遍存在的，并且還是油田能耗的主要消耗之一。機采系統耗能過高主要是因為設備較為老舊、功率過大等原因，造成中控油機設備耗能過大。而注水系統耗能過高的原因則是因為柱塞泵額定揚程與所運用的油井并不匹配，導致配泵極數不斷增大，最終加大了油田輸配電系統的電力耗損過多[2]。(4)電路電壓的功率問題隨著油田開采的面積不斷增大，油田輸配電系統的覆蓋面也逐漸增大，直接導致系統電路的線路過長，輸電線路的負荷節點增多，其供電半徑也逐漸超過了額定的范圍，線損量也在不斷地增加，電壓的壓降波動也不穩定，功率因數也在不斷降低，不可避免地導致線路電壓的不斷增大，一旦線路電壓超過了標準電壓，就會導致運行能耗不斷增加[3-4]。
3.油田輸配電系統電力節能降耗的對策探究
隨著油價的不斷降低，導致油價長期處于低迷的狀態，這對于油田企業的生存和發展帶來巨大影響。而輸配電系統也在節能降耗方面存在著一定的問題與障礙，因此相關工作人員可以通過多角度、多層次進行有效節能的降低措施，為油田帶來經濟收益和社會收益，并通過科學合理的管理理念以及措施來實現電力節能效益最大化，同時也是油田企業不斷戰勝低價油的挑戰，實現可持續發展的目標。（1）對油田電力能源的管理。能源管理就是利用能源通過整個過程進行能源輸送、使用、監督等一系列工作。從而最大限度地發揮出能源效益。因此在這個過程中，油田還能夠根據其他同行的能源消耗進行科學合理的構建，對油田進行合理電力系統能源管理機構，利用科學合理的方法制定安排各個環節、各個時段的能源消耗等，從而進一步促進油田的不斷發展，通過當前的發展局勢和狀況全面考慮發展的前景，以此實現更加合理、有效的電力能源使用。因此深化油田能源是長期而艱巨的任務，并不是一步到位，而是需要根據油田企業整體發展水平以能源現狀出發，不斷地更新管理理念，提升管理標準，保證管理能夠更加全面化的實施和貫徹，從而使電力能源管理能夠更加合理化、保證油田企業的管理水平進入一個全新、全面的階段。（2）推行精細化管理。為了能夠全面地貫徹和落實節能耗損精細化的管理工作，就需要油田企業根據時代的變遷進行自我調整發展思路轉變管理思想觀念，從油田企業本身經營的情況和油田開采的情況出發，采用精細化管理模式。首先，油田企業要積極地引入學習符合當下市場的發展管理理念，進一步完善和制定相關的管理制度，油田根據自身的電力使用情況進行節能降耗計劃的合理有效的制定。其次，專業人員也要不斷地對能源消耗以及改造效果進行數據監測并記錄監督。最后，定期深入挖掘節能降耗的企業活動，使企業全部員工都能夠積極參與其中，并且能夠有意識地將節能降耗的計劃和方案進行全面落實，注重精細化標準，進一步提升電力能源的利用率，為油田企業帶來真正的經濟收益。（3）強化內部資源管理。油田企業要跟隨時代的發展不斷的學習和掌握先進的管理模式以及管理方法，從油田企業內部發展的需求出發，開展合理有效的資源管理?？傮w來說，油田企業可以根據生產運營部門建立內部資源管理，以生產主管部門為中心主管，保證對其他部門進行組織協調工作，以此確保工作能夠順利開展。此外還可以利用多種優化手段進行油田輸配電網能力的合理利用并得到全面的提升。因此在這一過程中，要不斷建立完善的責任機制，明確劃分責任，每一位員工都要根據崗位的職責進行責任認知，而油田輸配電的過程中如果出現耗能過大的現象，就要根據相關規定逐步追究，明確到每一個人的責任[5-6]。（4）實現電網管理智能化。隨著時代的不斷發展，用戶也更加注重對電能的安全以及可靠性。因此油田作為能源供給的重要源頭，需要不斷的利用新型技術來進行能源管理，實現電網智能化管理的技術，使節能降耗達到最好的狀態[7-8]?？傮w來說，油田對于以往的電網方式和供電系統能夠進行合理的優化和完善，可以確保在運行的過程中能夠真正的實現節能降耗并增強電力反應的敏捷性和有效性，提升節能降耗的整體效果，進而維護電能的整體穩定性。
4.結語
綜上所述，我國社會經濟的快速發展以及城市規模的不斷擴增，而油田企業的成立數量也在不斷增多，而隨著油田輸配電系統的管理水平的逐漸成熟，也在逐漸滿足當下社會對油田輸配電力系統的需求，同時也隨著時代的變化不斷完善新油田企業的管理要求和管理標準。并針對油田輸配電系統在使用過程中所存在的問題，及時提出解決方案以及解決的對策，對節能降耗工作落實到油田企業經營的各個環節，這也需要油田企業在實施的過程中，根據不同的問題采用不同的解決方案，做好相關問題的分析，以此為油田企業帶來真正的經濟與社會的雙重效益。
【參考文獻】
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在未來的企業數據中心中，刀片系統日益重要。在回顧2007年、展望2008年服務器的發展方向時，業界專家一致看好刀片系統。而在西方發達國家，刀片服務器系統的應用已經進入了“快車道”，在未來的競爭核心將是虛擬化、自動化管理和降低能耗。
目前，刀片系統節約空間、便于集中管理、易于擴展和提供不間斷的服務等這些優勢成為了取代傳統IT基礎設施的理由。然而，企業級用戶最看重的則是部署刀片系統提升效能和降低成本的好處。據IDC資料顯示，2008年將是“刀片年”。
刀片成最佳選擇
據北美客戶的一項調查顯示，IT投資中有65％用于運行、管理和維護，25％用于系統的升級和遷移，只有10％用于創新應用。因此，整個產業所面臨的挑戰就是如何降低管理和維護的成本，從而增大用于創新投資的比例。從服務器產品的投資來看，服務器新產品的投資每年增長率僅為3％，而其管理成本每年在以10％的速率增加，同時能源成本也在不斷上升，從而導致總體擁有成本的上升。
由此可見，IT基礎設施的復雜性是一切基礎設施難題的根源所在，是用戶面臨的最大挑戰。而惠普新型的HP BladeSystem刀片系統則整合了刀片服務器和刀片存儲，并集成了如網絡、電源冷卻和管理等數據中心基礎設施的眾多要素，充分考慮了現代數據中心基礎設施對電源、冷卻、連接、冗余、安全、計算以及存儲等方面的需求。
虛擬化推進資源和連接共享
可以說，虛擬連接架構（HP Virtual Connect Architecture）解決了網絡復雜性的問題。服務器管理員可以通過虛擬化以太網及光纖通道連接即時管理資源，這就節省了從幾小時到幾天不等的管理“等待時間”。
另外，HP BladeSystem c-Class產品及StorageWorks存儲區域網絡（SAN）集成了服務器到存儲的接口，這就簡化了IT整合。新的HP BladeSystem 4Gb/s光纖通道SAN交換機和冗余嵌入式4Gb/s光纖通道HBA，降低了SAN與HP BladeSystem的連接成本。此外，這些交換機還降低了光纖通道線纜的使用量。
自動化管理提升效率
HP Insight Control Management把惠普的系統管理工具集成到了HP BladeSystem的基礎設施里，實現了200∶1的設備管理比，這對于許多IT任務的工作效率就已經提升了10倍。這樣的組合使單一的控制臺實現了物理與虛擬服務器、存儲、網絡及功耗與冷卻的統一與自動化管理。
另外，此款刀片服務器采用的HP Onboard Administrator集成了惠普的成像及打印技術，同時提升了系統管理能力。這一功能簡化了系統管理，并且使用單詞和圖片即可幫助各種規模的用戶建立、控制、監管、解決問題和維修c級基礎設施，這些都是通過內置的模塊、Web瀏覽器及2英寸的交互式LCD窗口實現的。
HP BladeSystem c級產品擁有軟件管理能力、可簡化硬件配置以及服務器刀片和虛擬機之上和之間的應用的裝載、變化或移動，實現自動化供應；同時，能查明性能瓶頸，并快速擴充資源，以滿足業務需求；將基于政策的自動化、健康監視以及告警集合在一起，以便快速從系統故障中恢復；HP漏洞和補丁管理可幫助管理員檢測潛在安全漏洞并在其危害系統前將其更正。
打造更經濟刀片
