时间：2023-02-28 15:52:39
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【关键词】能耗管理；节能
1.前言
1.1背景
随着中国经济的发展，能源问题日益突出，节能减排作为国家可持续发展的重要举措被提升到战略高度，在国务院发表的《节能减排“十二五”规划》提到，在2015年，单位工业增加值（规模以上）能耗比2010年下降21%左右，我国当前有19个城市建成轨道交通线路多达87条，运营里程超过2539公里，地铁是城市内的能耗大户，尤其是电能的消耗，占地铁运营成本的比例很高，因此，针对地铁各主要用电设备的运行工况、损耗情况以及电特性等进行分析，研究科学有效的节能措施，是降低运营成本，提供地铁可持续发展能力的重要途径。
1.2地铁能耗问题
地铁行业能耗节能主要遇到的问题有
1）线路能耗呈持续增长的趋势，地铁线路的持续建设的导致能耗继续增加，电费的成本急剧增加；
2）能耗统计监测体系不完善，地铁车站分项节能应用不普遍，现有的能耗统计数据较粗，准确性差，且由于技术手段缺乏，统计分析和节能效果的评估方法欠缺；
3）缺乏标准的能耗指标，需要结合地铁运营特点建立能耗的指标体系，并在此基础上制定合理的考核标准；
4）缺乏标准化的节能效果评价指标，需要建立适合地铁行业的定量评价与定性评价相结合的节能效果评价指标体系。
2、能耗管理系统设计
2.1 设计目标
能耗管理系统旨在建立车站精确的能耗监测管理平台，为用户科学用能、合理用能、节能管理提供支持，系统设计的主要目标有：
1）建立车站能耗采集平台，提供各个分项能耗数据采集、统计、存储功能，为能耗管理提供数据依据；
2）建立能耗统计和分析系统，为科学用能、合理用能、节能管理提供支持。
3）提供外部节能设备控制接口和节能策略管理，通过科学手段减少不必要的能源浪费，最终达到节能的目的。
4）依照地铁运营能耗数据的分析，建立能耗的指标体系和制定相应的考核标准。
5）建立定量评价与定性评价相结合的节能效果评价指标体系；
2.2 系统构成
能耗管理系统通过能耗数据监测采集、能耗管理指标的量化管理、节能控制和综合分析应用三大模块进行设计，对地铁线路各车站不同专业设备（包含牵引系统、照明系统、通风空调系统、电扶梯等）的能耗数据、环境设备参数、客流参数进行实时采集检测，建立起适合地铁运营的各类能耗评估指标、管理流程和各个节能项目效果的评价指标。
2.3 能耗采集模块
实时能耗采集模块实现实时能耗数据的采集，作为系统整个平台能耗数据的来源和支撑，它的功能主要有：
1）通过通讯接口的方式实时采集布置在车站现场各电能仪表的能耗数据信息，主要包括以下系统设备的实时能耗数据：牵引供电系统、通风空调、电扶梯、照明、给排水、弱电系统等；
2）通过与环境与控制设备系统的通讯接口采集环境参数、设备参数；
3）通过与自动售检票系统的通讯接口采集车站客流信息。 能耗数据采集的网络拓扑示意图：
图 3：能耗数据采集的网络拓扑示意图
2.2指标量化管理模块
指标量化管理模块对各类供电负荷制定用电指标，实时监测用电情况，通过横向和纵向的用电分析比较，从而建立如下指标体系：
1）建立合理的节电考核指标体系；
2）建立适用于地铁行业统一的能耗指标体系来评估各类设备的能耗系数；
3）建立适用于地铁行业统一的节能效果评价指标体系来指导如何进行高效的节能。
2.3节能控制模块
对车站各类用电设备的能耗统计和能耗节能分析模型，以及综合考虑行车密度、进出站客流、环境参数（温度、湿度等）、服务质量因素，对环境设备的参数进行调优，产生节能优化策略，并且通过与环控系统的通讯接口下发该节能优化策略，实现节能的优化控制。
2.4综合分析应用模块
综合分析应用模块依照车站现场采集的实时能耗数据信息作为依据，提供如下综合分析应用：
1）提供实时能耗显示图形界面和能耗趋势曲线显示；
2）提供用电数据汇总平台，从多个维度展现地铁运营能耗的分布情况；
3）提供电能费用的分析平台，满足各项能耗指标的考核要求；
4）提供各类能耗预警功能，帮助运营人员及时发现用电问题。
5）提供节能设备控制和节能策略的管理，并且对各项节能策略的能耗效果的进行多维分析和评估。
3、总结
地铁能耗管理是地铁运营过程面临的重大问题，能耗管理系统的必须从设计目标和功能划分就考虑地铁运营的需求，能耗系统远期更应该考虑与节能控制结合，实现能耗的采集，管理，控制完整的地铁能耗控制管理流程。
参考文献
关键词：南科大智能化；能耗管理；探讨；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
中图分类号： TU111.19+5文献标识码：A文章编号：
1. 工程概况
南方科技大学一期工程总建筑面积约为28万平方米：包括实验楼、行政楼、科研楼、信息中心、会议中心、学生活动中心、 教师公寓、专家楼、书院、食堂、体育馆、游泳馆、风雨操场。
目前国家大力推广节能建筑、绿色建筑，南方科技大学校园能耗管理系统通过对冷源系统、配电系统、机电设备、照明系统、水资源消耗的综合监测，制定出合理的节能措施，实现建筑节能。
2. 设计目标
为满足南方科技大学教学性质、规模、管理方式和服务对象业务需求；适应教职员工对教学、科研、管理以及学生对学习、科研和生活等信息化应用的发展；为学校的教学、科研、办公和学习环境提供安全、高效、低耗基础保障。
根据《高等学校校园建筑节能监管系统建设技术导则》等有关规定，南科大设置一套校园建筑设施能耗管理系统，该系统通过对校园中电耗、燃料消耗、热量消耗、冷量消耗及水资源消耗数据等计量数据的采集、传输、分析，实现对南方科技大学一期工程建筑综合能耗信息的集中管理。
系统基于以太网络结构建立集中管理平台，并支持向上集成。系统遵循分散采集、集中监视，资源和信息共享的原则，是一个工业标准化的集散型管理系统。
3. 系统设计
能耗监测系统由管理应用层、信息汇聚层、设备采集层的三层结构组成。
管理应用层提供管理应用模块：包括能耗区域管理、能耗数据采集、能耗分项计量、能耗设备管理、能效数据分析评佑、系统优化策略、能耗信息功能模块。这些功能模块支持灵活组合、自由升级、可扩展等特性，是绿色用能提供决策。
信息汇聚层采用专业的数据库管理和网络集成化技术， 将各用能系统在运行过程中所采集的能耗信息进行分类分析、处理、汇聚 ，并按照规则进行记录，创建相应的数据存储，实现对基础数据的管理。
设备采集层实现各子系统与绿色建筑能源管理系统的信息交换，将各系统的不同类型和格式的监测数据统一采集到数据库，同时可将管理信息传送到各子系统。在绿色建筑能源管理系统和各用能设备系统之间建立有效的信息通道。实现方式为建立通用的、模块化的模式。
系统将把各设备统接口协议制作为驱动模块，进行统一管理，并通过驱动模块将各系统的数据以规定的形式伟递给上层，并将上层的管理信息传递到相应的子系统中，从而实现信息的双向流动。通过如RS485、MBUS、BACNET、LONWORKS、OPC、ODBC、TCP/IP等现场总线和网络数据共享技术实现开放性系统集成。
能耗管理数据中心设在学校信息中心，能耗监测系统服务器设置在信息中心汇聚机房内，管理工作站设置在信息中心一层消防控制中心内。
3.1、检测系统应用模块.
确立建筑能源管理的实施需求后，配置模块所需的采集信息，一个较为完整的管理需求包括以下内容：
1）空调系统信息采集
总冷、热水回路流量，总供、回水温度，需独立计量区域的流量及供、回水温度。
各楼层的空调送风温湿度、回风温湿度和新风温湿度。
需独立计量区域的空调箱及风机盘管等末端设备，在冷、热水管上分别安装冷、热能计量装置。
对集中式空调冷热源系统的冷、水主管上设置冷、热能计量装置以及相关用电设备，设置电量信息采集装置。
对独立计量区域的送、排风机及空调末端设备设置电量信息采集装置。
对存在加水工艺的补水泵、冷却塔、储水箱等设备的用水信息。
2）给排水系统信息采集
给排水系统的水位、压力等装置信息
热水系统的供、回水温度、压力、流量等信息。
需独立计量区域的供水流量、压力等信息。
相关用电设备的用电电量信息。
3）变配电系统及用电设备信息采集
建筑总用电、主要配电回路用电电量信息。
冷水机组、电扶梯、水泵等大型用电设备的用电电量信息。
建筑总用电、主要配电回路的电能质量信息如谐波等；电能质量调整装置的运行状况；变配电设备保护运行伏况；一般用电回路的电力参数信息如功率等。
对采用变频调节运行的风机、水泵等用电设备的变频器装置，除采集频率外，还应通过标准化通信接口 取其运行状态信息。
4）照明系统信息采集
建筑内不同区域、不同运行时段的照明或部分照明回路的用电电量信息。
建筑总照明回路的电压、电流、功率、谐波等电力参数；一般照明回路的电压、电流、功率等电力参数。
5）热力系统信息采集
采集锅炉排放参数、总供热量、各回路的热水供热状况和蒸汽供热状况、软水的补给状况。
对电、气、油、煤等能源使用状况进行计测和记录，体现各锅炉的实际运行效率。
6）可再生能源系统信息采集
对地源热泵系统、太阳能光伏发电系统、太阳能集热系统、风能发电系统等各种可再生能源，系统不同根据不，同设计要求，设置相应的信息采，集装置。
用户可依据不同层级的管理需求，删减有关的能耗数据信息采集要求，也可以增加某些特殊的数据信息，例如环境参数等。
3.2、能耗设备管理模块
对中央空调、给排水等系统中应用的主要机电设备进行独立的能耗管埋， 通过对相关采集信息的分析，对机电设备运行效率进行综合判定。包括：
对空调系统设备及环境监测系统运行工况的监视、控制、测量、记录等。
对供配电系统、变配电设备、动力设备和照明设备的监视、测量、记录等。
对给排水系统设备运行工况的监视、控制、测量、记录等。
对电梯和自动扶梯系统的运行进行监视等。
对太阳能、地源热能等可再生能源利用系统运行工况的监视、控制、测量、记录等。
3.3、能耗区域管理模块
按照功能、楼栋等分类方法，将校园内需进行独立管理的区域进行划分，为能耗分析、评估提供对象范围，按照能耗类别的分类方法，管理各区域下能耗信息采集装置，为能耗统计提供计算依据。
3.4、能耗分项计量模块
建筑内的耗能数据是建筑能源管理的基础，采集建筑的耗能数据并有效地组织分析使之为建筑降耗升效服务。
具有满足对耗能进行分析的需要并以不同计量单位显示和转换的功能，应能耗量量换算成通用标准计量单位。
具有对冷、热负荷和单位建筑面积能耗、区域能耗统计等分析功能，同时具有根据系统大型机电设施设置和运行历史数据开发仿真分析模块的功能。
建立建筑整体数据模型，实现统一信息资源层次体系、统一数据元素标准和统一信息编码，对各类数据进行数据存储管理的集中优化整合。
确保所获取数据的计良精度和可靠性，并提供以直接读数、动态曲线或综合表现曲线等显示方式。
对耗能设备所集的各类信息宜包括温度、压力、电压、电流、功率、室内和室外空气温、湿度等实时参数；电量、流量、运行时间等累计参数；工作状态及报警、事件记录。
保存在就地采集装置内的历史数据等其他需要的信息参数。
建立数据仓库，为管理决策层提供有效的能效数据服务。实现联机分析处理，对建筑使用中的耗能管理提供辅助决策支持。
根据需要自动实现能源使用情况分析报表的生成，定期向管理部门发送。
3.5、能耗数据分析评估模块
采用多种分析和评估工具，对建筑或设备能耗统计数据进行独立的数学分析，对计算结果进行评估，并实现对能耗状况的模拟仿真。利用分析评估数值，对建筑或设备的能耗状况进行判定，预测能耗需求。
具有以二次计算和统计分析工作方式能力，通过若干组件完成包括计算服务、公式和指标组态等，对用户设定的统计点进行指标计算，同时也包括各项其他公式计算点，来帮助管理者了解多关键参数变化情况。
3.6、系统优化策略模块.
提供可优化的策略方案，给管理决策主动调整建筑运行能耗的改善性措施和方向，实现建筑能源使用效率逐步优化的目的。系统提供对不同能源使用管理方案的能耗评估，不断完善最优能源使用路线。
按降低能耗管埋规程及提高设备能效运行程序，根据各分区、类别、时段及用户的需求，对耗能信息分别进行汇集、统计、记录等的同时，还能通过目动或辅助的分析模块，实现运行、设计限额比较分析，并在获取相关设计信息的基础上，自动或辅助人工优化或调整耗能计划。对耗能设备进行优化性能的提示及具有实时反馈运行限额、提示调整负荷分配的功能。
对各耗能设备运行的基础、分析及控制的买时信息，进行数据记录、存储及进行仿真分析的功能。
以实现绿色建筑的科学管理为基础，树立先进的管理理念，以建筑降耗及建筑生态节能体系为目 ，以不断完善的数学模型为依据，以优化的控制算法为核心，以带有自习功能的耗能趋势分析为运算参数，以客观的实际耗能为评价指标，以绿色建筑的多元要求为对照，不断地对原有系统持续优化研发，达到建筑节能减排更优异的绿色功效。
3.7、能耗信息模块
通过网站浏览和数据共享应用技术，实现能耗数据信息的互联互通；采用必要的防火墙、数据加密等安全技术，实现系统运行的稳定和安全；通过可控的信息，向管理者和主管单位提交能耗指标数据。
基于B/S架构和浏览器技术，通过丰富的图形表示形式，快捷准确的为管理者提供良好的数据查询、决策分析等用户界面。
4. 结论
本文结合工程实际，对能耗管理系统的结构组成，数据采集、分析、、优化等相关技术进行了探讨及其研究，并提出建议的措施，以便以后具有借鉴之意义。
参考文献：
[1] 王志刚．建筑节能及新能源应用研究[D]．西安建筑科技大学，2005．
【 关键词 】 能耗管理系统；采集系统；网管中心虚拟化
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
能耗的持续增长是当前电信企业面临的重大问题，能耗监测体系和能耗管理系统的不健全，导致电信相关企业对能耗的实际情况不能全面的掌握，以至于节能改造项目的实施也存在诸多问题。根据某通信集团公司下发的《关于印发能源管理系统总体规划及一期实施方案研讨会议纪要的通知》和《关于函审的通知》要求，各省需要逐步完成电能自动采集，某通信集团公司将集中建设能耗管理平台，对电能进行集中管理。
为了进一步提升节能减排工作的管理能力，提高管理手段，实现信息化能耗管理，加强全网能耗分析水平，某通信集团公司启动了本期能耗管理系统和采集系统改造项目，对现网的管理用房、通信机房、营业厅和典型基站实施远程抄表。
2 系统工程建设与实施
2.1 系统现状及存在的问题
2009年某省通信公司已建设能耗管理平台，该平台硬件是利用网管中心现网设备，采用虚拟机方式，根据总部《某通信集团公司能耗管理系统建设指导意见》要求，结合公司实际情况建成的。平台提供的功能为：查看已实现抄表地点耗电量情况，已实现抄表地点信息等；已实现远程抄表情况：全省已分别批复抄表数量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台存在问题：耗电量统计不准确，人性化设计较弱，采集信息显示不完整，无法提供全网能耗分析需求的信息。
2.2 本期改造规模
根据某省通信公司电能采集系统建设工作指导意见和公司的实际情况，本次新建的能耗管理系统，主要对管理用房、通信机房、营业厅和典型基站耗电量实施采集。经过调研，本期工程建设规模如下：枢纽楼：69处；综合楼：95处；管理用房：10处；营业厅：323处；基站：3530处。目前统计，全省有1177个典型场景，因各场景载频按某一段分类，故本期工程按照每个场景选3个点计量耗电量。
2.3 本期系统构架
本工程中管理系统采用B/S结构，不同权限用户通过登录网站获取站点能耗信息。具体能耗管理系统架构图如图1所示。
2.4 建设实施
在能效评估管理办法中，某通信集团公司要求用电测量中需要区分基站主设备和配套设备，能够分别测量指定时间段内基站主设备的总耗电和空调等配套设备的总耗电量（KWh），且比率不低于10%。为此，建议每个地市能效评估为三星的基站采用分项计量方式，同时为了确保采集数据，能够真正为全区基站耗电情况统计分析提供参考依据，建议典型场景基站的1/3采用有线方式，其余为无线方式。为了实现精细化管理，部分通信机房需要实现分项计量。
2.4.1 采集系统建设
采集系统的采集方式分为有线和无线两种方式，两种方式的系统图如图2和图3所示。各站点安装新式数字电表（新装智能电表，保留原有电表），通过RS232或RS485接口转换器与短信抄表器相连接，或与动环系统相连，抄表器将采集到的电度表当前读数通过短信或传输设备传回到中心服务器进行记录、统计分析。
采集系统采集的数据均统一传送到管理系统进行存储、管理、分析以及呈现，按照采集方式不同，有线主要是将采集的耗电量数据通过动力环境系统传至能耗管理系统。无线方式主要是将采集的耗电量数据通过短信、GPRS方式传至能耗管理系统。
2.4.2 管理系统建设
本期工程采用网管中心虚拟化资源池资源建设管理系统，并根据规模和功能配置其他硬件设备及相应软件。主要实现的功能有几个方面。
（1）用户按权限查询辖区内的基站用电信息。权限分为三级。一级：超级用户，可进行系统设置、修改操作；二级：省公司，可查询全部站点的能耗信息；三级：地市分公司，可查询辖区内站点能耗信息。
（2）自动抄表，定时上报。可对用电量实时查询。
（3）多种统计方式：单个站点能耗统计（采集不同时段的耗电量，生成日＼周＼月＼季度＼年度报表或图表）、多个站点能耗统计、按辖区统计（可分别查询辖区内所有站点的耗电信息）。并可进行横向、纵向对比。
（4）采集异常告警：当设备或数据异常时能够给出声光告警，同时将告警信息以短信方式通知维护人员。
（5）用户管理：高级用户可以在用户组下增加低级别用户信息，且可以删除、修改、查询低级别用户信息等。
视频业务由于高压缩比、上下文相关性，对丢包的影响存在放大效应，因此宽带业务的1～2%的丢包率无法满足视频业务要求。这就要求全网线速转发，严格控制0～0.05%网络端到端丢包率。
2.4.3与其他系统接口
管理系统与动力环境系统、短信网关以及GPRS系统相连。今后还将与公司能耗管理平台相连，接口均采用标准接口，需遵照对方系统规范要求，形成的能耗管理系统和采集系统网络结构图如图4所示。
3 结束语
本系统的建设以现有能耗管理平台为基础，通过网管中心虚拟化方式，构建全面的能耗管理平台，对电能集中管理，并为之后某通信公司的节能减排提供了技术支撑。整个系统可扩展性和兼容性较好，后续将继续加强与现有系统的整合，更好地提升整个系统的性能。本文所涉及的实践知识和技术资料可为之后相关领域的能耗管控相关工程提供参考和指导。
参考文献
[1] 叶可江，吴朝晖，姜晓红，何钦铭.虚拟化云计算平台的能耗管理.计算机学报，2012年第6期.
[2] 叶茂枝.基站能耗管理系统.科技创新导报，2009年第2期.
作者简介：
关键词：电力机车；节能；智能电表；能耗考核标准
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.24.104
笔者对电力机车采取的节能模式进行了系统研究，克服了既有节能模式的不足，设计了新型的电力机车智能电表，而且还构建了电力机车能耗优化管理的软件系统，使能耗管理精准地定位到每个运行区间，按照计算机还原的相关操纵曲线处理和优化能耗，获得合理的能耗数据。
1 硬件原理及软件系统结构
1.1 智能电表硬件原理
笔者首先研究了电力机车智能电表的相关硬件原理，从电力机车的主电缆上面引入了相应的输入电流以及输入电压，通过电流互感器以及电压分压器后，电能测量芯片能够计量输入电压和输入电流，得到相应的有功功率。列车黑匣子输出的相关信息通过隔离的485接口连接到中央处理器，后者能够同时处理黑匣子数据以及电能数据，在FLASH存储芯片中保存相关的处理结果，在机车行驶中能够在LCD上实时展示电能消耗信息。借助该系统中的IC卡接口，将保存在FLASH存储芯片上的相关数据读取出来。
1.2 软件系统结构
从逻辑上看，软件系统被划分成了优化评价层、数据解析层以及能耗数据管理层。
1.2.1 数据解析层
记录文件管理子系统必须将数据从IC卡中读取出来，切割原始数据文件，之后得到机车运行的能耗记录文件以及监测文件，而且还要合并同一司机以及车次的机车运行能耗记录文件以及监测文件。曲线图形数据生成子系统主要解析相关的合并文件，将机车的能耗记录数据以及运行监测数据融合，生成的曲线融合数据文件适宜于以图形方式显示出来。文件处理以及编辑子系统提供的图形化人机界面接口相当多，能够为用户处理以及编辑各种文件提供便利。
1.2.2 优化评价层
负责线路图形绘制的相关子系统将铁路线路的二维地理场景绘制出来。负责曲线控制的相关子系统为系统提供各种类型的曲线操纵方法，用户可以随意地移动参与到优化活动中的曲线，实现对比学习。以全图形化面目出现的能耗统计优化子系统将图形系统以及优化算法密切联系起来，为相关用户创造了高效且直观的优化环境。司机通过操纵负责评价的相关子系统，对比基准是线路标准的运行能耗以及运行时间当作，对司机在每一个区间内的具体操纵活动做出精确的评价。
1.2.3 能耗数据管理层
通过相应的ODBC编程，这一层能够和诸多数据库实现无缝连接，能够按照不同的运行环境，在多种类型的网络数据库（SQLServer，Oracle）以及桌面数据库（比如Access）间灵活地进行切换。负责统计查询的相关子系统为司机提供了任何时间段的能耗统计方法以及接口。负责数据存储的相关子系统为人们系统提供了便于转存能耗数据的功能。负责报表打印的相关子系统为人们提供了便捷的报表打印功能。
1.3 系统关键算法
1.3.1 智能电表中基于选择性保存的数据记录算法
每间隔20ms，列车黑匣子会在对外公开的相关系统的数据总线上传输一个数据包。数据包涵盖了速度、时间、车站号、公里标、司机号、车次、机车号、总重以及副司机号等信息（时间、公里标以及速度都是动态量，随时间变化而变化，其他信息均属于常量）。比如每隔20ms数据包就会自动保存1次，能够较快地写满FLASH储存芯片。除此之外，智能电表在转存数据转存前，同时还必须将每个司机单独的监测数据记录下来，所以区别各个司机单独的记录数据也非常重要。人们通过多次试验提出了有关的数据记录算法，有效地破解了该问题。
1.3.2 电力机车操纵曲线还原算法
电力机车操纵曲线指的是由电力机车行驶距离当作相应的横坐标体系中的区间运行时间曲线速度曲线以及能耗使用曲线等曲线共同组合而成，将事实上的线路数据还原后获得的二维线路场景当作坐标背景能够将曲线半径以及线路坡度、曲线半径等多种铁道的地理信息真实地反映出来。按照黑匣子内部提供的相关公里标信息，在这个场景中绘制成了相应的操纵曲线。笔者设计了通过速度信息来裁定突变公里标，为计算机车运行累加距离提供协助的相关算法。
1.3.3 机车运行监测数据和能耗数据的融合算法
从传统类型的电力机车能耗管理模式来看，难以得到运行区间内精准的能耗数据，但是本系统巧妙地融合了机车运行的能耗记录数据以及监测数据，很好地获取得了电力机车运行中区间内的精准能耗数据，这样就能够精细地做好每一个运行区间内的能耗管理。
1.3.4 全图形化的能耗优化统计算法。
根据全图形化优化算法，第一要对缺省优化所有参与优化操作的记录数据，然后获得涵盖了所有区间内的能耗数据以及操纵曲线数据。用户借助系统自身的图形化环境，浏览每一个区间内的优化曲线以及操纵曲线。在图形系统创设好的各个区间优化列表内，临时性地除掉异常操纵曲线，优化计算区间局部统计，对修改也已形成的相关操纵优化曲线和区间能耗进行修改。用户通过这种局部以及全局性的图形化优化算法，能够较快地实现相关的优化目标，在数据库中保存相关的优化结果。
2 结语
设计好的电力机车智能电表、电力机车能耗优化以及管理软件系统能够非常精确度定位到电力机车能耗管理的每个运行区间。将节能学习模式当作设计核心，打造成了全图形模式的能耗优化以及管理环境。眼下这个系统在诸多铁路局的使用效果良好。随着相关方面持续地积累以及优化电力机车能耗方面的原始数据，能够科学地制定每条线路的能耗标准。此外还要完善相关的管理制度和配套措施，确保系统运行的稳定性，创造更高的节能效益。
参考文献：
[1]李胜，张玉芝.机车智能耗电记录仪在节能降耗中的作用[J].铁道技术监督，2014，34（11）：39-41.
[关键词]能源管理；数据采集；能源调度；节能降耗
[中图分类号]P413 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158（2013）06-0418-02
1、引言
能源管理涉及的范围很广，它包含了从能源生产到消耗各个环节的管理技术，冶金企业能源管理主要涉及对企业二次能源的平衡管理和能源消耗的分析。
河北钢铁集团宣钢公司在2011年开始建设能源管理系统，其针对现场的水、电、气体等能源仪表，通过组网对其进行远端的数据采集与控制，集有线和无线测控与计算机局域网于一体，形成一个网络系统，实时监测现场能源介质的运行状态。
能源管理系统（简称EMS系统），通过能源计划，能源实绩，计量认证，能耗计算，设备管理，报表管理等多种手段，使企业管理者对企业的能源成本比重，发展趋势有准确的掌握。其基本管理职能包括：
能源系统主设备运行状态的监视
能源系统主设备的集中控制、操作、调整和参数的设定
实现能源系统的综合平衡、合理分配、优化调度。
异常、故障和事故处理。
基础能源管理。
能源运行潮流数据的实时短时归档、数据库归档和即时查询。
2、EMS系统的特点
实时性：为了及时获取各种能源介质的能耗信息，该系统充分考虑了宣钢当前设备通信协议的状况，采用了丰富多样的接口技术，使所有的数据采集时间控制在1s-5s之间，并与产销系统和ERP系统进行数据传输；
先进性：先进的网络管理方式、网络设备以及一致的开放式数据库接口，无论从系统性能、可靠性及网络的拓扑结构等方面都为企业提供了高技术的管理模式；
可靠性：可靠性是能源数据采集的先决条件。简单的网络拓扑结构及各个功能模块冗余的设计使得系统运行更加安全可靠；
安全性：系统对于不同的管理职能提供了不同的管理权限；还包括网络的安全性，整个网络安装了防火墙，还使用了网络隔离技术，有效阻止了外界非法病毒的入侵，从而保证了网络的安全；
可操作性：硬件设备设置简单、直观；系统软件提供人机界面便于操作。
3、网络结构
EMS网络拓扑结构分为三层：
一层为仪表到数据采集分站的通讯，采用RS-485通讯和模拟信号两种方式；二层为数采分站到总站的通讯，采用无线方式和有线方式；三层为管理网，由服务器到管理分站，组成局域网，连接方式根据现场的实际『青况布置：对于楼内或距离小于100m的计算机，使用超五类双绞线组成百兆局域网；距离较远但布线方便可以使用光纤；距离较远、布线不方便采用无线网桥的方式。
服务器（采集器）的作用：一方面收集分站送来的数据进行汇总处理，同时也能对远程仪表进行参数设置；另一方面服务器可对工作站（客户机）进行数据共享。客户机可以预览或打印统计报表、实时监控和供维修人员监视系统运行状态。
4、EMS系统的主要功能
4.1 监视和远程控制
（1）能源介质数据监视。通过I/O服务器的接口功能，接收来自厂区PLC、DCS和采集站网关的各类信息，完成数据采集合并归档到实时数据库中。系统采集各种介质的发生量，各存储柜的柜位、柜容，以及各能源计量仪表流量、压力、温度和表底数据等。
（2）能源设备及主要工序运转状态监视。通过I/O服务器的接口功能，实时采集能源设备的重要参数，判断设备运行状态及工序生产状况，故障及时报警。
（3）能源设备的远程控制。能源中心调度人员通过专用操作站向厂区能源PLC系统下达控制指令，控制能源设备的运行。
4.2 基础能源管理
（1）能源设备管理。能源设备管理主要用于能源计划的编辑和设备维护。能源设备管理主要对关键的大型能源设备实行集中管理，包括建立检修和使用档案，辅助制定设备检修计划；对设备检修记录进行跟踪、查询和统计。
（2）能源计划管理。能源计划管理根据能源设备管理模块提供的接口，可以查阅与能源计划有关的能源设备的检修计划，同时在制定能源计划是，根据生产与消耗平衡的特点，在制定能源计划的过程中动态显示全局能源平衡情况，方便业务人员微调。
（3）能源报表管理。对于能源系统的计量与管理统计数据，EMS对原始采集数据经必要的计算处理后，按指定格式、时间自动进行系统报表输出。能源报表管理提供对整个能源管理系统中所以模块报表需求的支持，提供各种自动报表、手动报表及能耗报表。报表包括小时报表、日报、月报和年报等。
5、关键技术
5.1 能源预测模型
本系统中综合考虑了生产信息、设备检修计划信息、非计划停工信息、工艺变更信息以及能源实际采集数据，对某一能源介质未来几个小时或几天内的生产状况及各用户单元消耗状况进行追踪预测，并根据相应时段内的预测结果进行预测平衡展示，涉及的能源介质包括高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气、电、水等。预测结果以趋势图等形式输出，为能源平衡调度提供指导。其中包括的曲线有：
实时曲线：用曲线的方式显示测点的瞬时量；用来直观显示实时的数据变化和累积计量的阶段性变化。
历史曲线：画出测点的某时间段的曲线；
钢铁企业能源介质的波动在自身波动规律的基础上受静态因素、动态因素的影响。静态因素指物料、产品、工艺条件等，通过静态因素推算出能源理论发生量的过程称为静态模型。动态因素指工况条件发生变化，如高炉修风、换炉、计划检修及非计划停机等。
5.2 跨平台、异构应用数据交换技术
能源管理系统、产销系统和ERP系统是同时实施的。ERP负责四级财务核算，能源生产和能源消耗的数据需要上传ERP；同理ERP对电的采购计划，需要下传至能源管理系统中完成电的平衡计划。产销系统负责管理生产，而能源管理系统需要来自产销系统的生产计划和实绩，来完成能源计划和能耗计算。因此三个系统是相互集成，才能完成各自的管理业务。
5.3 无人值守技术
能源管控系统对动力设施进行远程控制，主要包括煤气柜，放散塔等。设置远程控制专用操作站，操作站配有专用监控软件。
5.4 网络隔离技术
在能源网络实施过程中，为了不影响生产，在一些关键网接入能源环网技术中选择了最新的网络隔离技术——隔离网关。隔离网关通过内部的双独立主机系统，一端接人站控系统网络，通过采集接口完成各子系统数据的采集；另一端接入能源环网，完成数据到能源管理系统的传输。
6、结论
EMS投入运行后，系统运行稳定可靠，能源的分配情况、消耗情况可以及时反馈给有关部门，为生产决策提供了数据，使能源调度更加及时，合理，减少了煤气的放散，又有原来的事后统计，变为现在的计划管理与动态调控，减少了能源消耗，降低了能源成本，经济效益极为可观。
参考文献
[1]李向军，孙彦广，冶金能源管理系统EMS[J]科技资讯，2008（3）：95
[2]李桂红，能源管理系统（EMs）的生命力[J]，上海节能，2004（5）：38-40
关键词：油田输配电系统；电力节能；降耗管理
新时期的不断发展，在当前这个社会经济稳定发展的背景下，我国油田的输配电系统管理水平已经得到了前所未有的进步和发展。因此为了能够顺应当前时代的快速发展，满足当前日渐严格的管理系统体系以及油田输配电系统的管理工作逐渐转向电力节能。电力系统一般都是指供电用户、输配电网络、变电站、发电站等共同建立的系统，输电系统也是以属性电源为主，将电源输送至下级或者同级的变电站其电压等级普遍都超过35kV，配电系统一般以输送电源到配电负载的目标电压不得超过10kV。而输配电系统主要负责配送以及输送电能，电能传输的过程中因为传输途径的不同，电压等级和电力线路也随之发生变化，产生不同的耗电量。因此，油田输配电系统中电力节能降耗应该被作为当前工作中的研究重点。
1.油田输配电系统电力存在的问题
在油田企业的发展过程中，为了能够更好地对油田进行开采和勘探，而油田电力系统也应该顺应时代的发展，不断进行改革和创新，并在石油开采的过程中不断创新完善，建立一个完整的集发电、输送、分配、使用等为一体的电网。成为油田开采的重要部分，油田输配电系统逐渐的完善，其本身还是存在一定的问题。而我国国内的油田电力系统也是根据油田分布的情况进行建设的，这就出现配电线路过长，负荷超出节点的问题[1]。而电网中间部分也会因为输电线路本身的供电半径过大，而导致电线耗损严重，使得电线电压降低，无法在安全的状态下和规定的电压下开展工作，就导致事故的发生，产生大量的能源耗损。而一些油田机之间的距离过大，对应的就会造成变压器数量不够，因此一台变压器拖动多台电油机就会产生很大的能源消耗。而在油田开采的过程中一般都是运用电环节部分，采油机与注水井都是油田企业中耗损能源较多的环节，这两种设备相对于其他设备耗损能源都比较高，运行效率非常低。
2.油田配电系统的管理现状
(1)缺乏完善的机制通过我国现阶段的油田输配电系统管理水平来看，依旧处于粗放的阶段，一部分石油企业对于电力节能的耗损程度重视度不够高，管理部门存在着管理不足或者管理责任划分不明确的现象，尤其是管理责任划分不明确，这会直接影响到企业整体的输配电系统的工作效率，而少部分的油田企业也缺乏完善的电力管理机制，导致无法全面开展相关的电力工作，也没有充分发挥出电力管理的作用，导致无法落实电力的整体管理流程，这样不仅存在一定的安全隐患，还会造成工作人员的生命安全问题，从而导致出现不可预估的损失。(2)管理方法的落后油田企业为了能够顺应时代的快速发展，满足当前社会日益增长的油田需求，因此油田企业需要加快油田输配电系统电力管理的转变，以国家所提倡的节能环保作为切入点，增强油田输配电系统管理的整体管理水平。随着现阶段我国油田输配电系统的管理水平来看，还是会受到思想认知的影响导致电力管理技术的引进以及电力管理设备的更替速度较为缓慢，电力管理的手段不断落后，管理方法的单一，导致电力管理的效率逐渐低下，造成石油企业的实际管理存在着一定的盲目性，资金也无法发挥到预期的设想，反而造成成本投入的增加，因此无论是供电配电还是输变电的环境，都是目前我国油田输配电系统的电力管理中所存在的问题，石油企业也要不断地进行问题的解决，使石油企业能够承担起社会环保的责任。(3)机采系统和注水系统的消耗过高在油田的输配电系统中机采系统和注水系统耗损高的问题则是普遍存在的，并且还是油田能耗的主要消耗之一。机采系统耗能过高主要是因为设备较为老旧、功率过大等原因，造成中控油机设备耗能过大。而注水系统耗能过高的原因则是因为柱塞泵额定扬程与所运用的油井并不匹配，导致配泵极数不断增大，最终加大了油田输配电系统的电力耗损过多[2]。(4)电路电压的功率问题随着油田开采的面积不断增大，油田输配电系统的覆盖面也逐渐增大，直接导致系统电路的线路过长，输电线路的负荷节点增多，其供电半径也逐渐超过了额定的范围，线损量也在不断地增加，电压的压降波动也不稳定，功率因数也在不断降低，不可避免地导致线路电压的不断增大，一旦线路电压超过了标准电压，就会导致运行能耗不断增加[3-4]。
3.油田输配电系统电力节能降耗的对策探究
随着油价的不断降低，导致油价长期处于低迷的状态，这对于油田企业的生存和发展带来巨大影响。而输配电系统也在节能降耗方面存在着一定的问题与障碍，因此相关工作人员可以通过多角度、多层次进行有效节能的降低措施，为油田带来经济收益和社会收益，并通过科学合理的管理理念以及措施来实现电力节能效益最大化，同时也是油田企业不断战胜低价油的挑战，实现可持续发展的目标。（1）对油田电力能源的管理。能源管理就是利用能源通过整个过程进行能源输送、使用、监督等一系列工作。从而最大限度地发挥出能源效益。因此在这个过程中，油田还能够根据其他同行的能源消耗进行科学合理的构建，对油田进行合理电力系统能源管理机构，利用科学合理的方法制定安排各个环节、各个时段的能源消耗等，从而进一步促进油田的不断发展，通过当前的发展局势和状况全面考虑发展的前景，以此实现更加合理、有效的电力能源使用。因此深化油田能源是长期而艰巨的任务，并不是一步到位，而是需要根据油田企业整体发展水平以能源现状出发，不断地更新管理理念，提升管理标准，保证管理能够更加全面化的实施和贯彻，从而使电力能源管理能够更加合理化、保证油田企业的管理水平进入一个全新、全面的阶段。（2）推行精细化管理。为了能够全面地贯彻和落实节能耗损精细化的管理工作，就需要油田企业根据时代的变迁进行自我调整发展思路转变管理思想观念，从油田企业本身经营的情况和油田开采的情况出发，采用精细化管理模式。首先，油田企业要积极地引入学习符合当下市场的发展管理理念，进一步完善和制定相关的管理制度，油田根据自身的电力使用情况进行节能降耗计划的合理有效的制定。其次，专业人员也要不断地对能源消耗以及改造效果进行数据监测并记录监督。最后，定期深入挖掘节能降耗的企业活动，使企业全部员工都能够积极参与其中，并且能够有意识地将节能降耗的计划和方案进行全面落实，注重精细化标准，进一步提升电力能源的利用率，为油田企业带来真正的经济收益。（3）强化内部资源管理。油田企业要跟随时代的发展不断的学习和掌握先进的管理模式以及管理方法，从油田企业内部发展的需求出发，开展合理有效的资源管理。总体来说，油田企业可以根据生产运营部门建立内部资源管理，以生产主管部门为中心主管，保证对其他部门进行组织协调工作，以此确保工作能够顺利开展。此外还可以利用多种优化手段进行油田输配电网能力的合理利用并得到全面的提升。因此在这一过程中，要不断建立完善的责任机制，明确划分责任，每一位员工都要根据岗位的职责进行责任认知，而油田输配电的过程中如果出现耗能过大的现象，就要根据相关规定逐步追究，明确到每一个人的责任[5-6]。（4）实现电网管理智能化。随着时代的不断发展，用户也更加注重对电能的安全以及可靠性。因此油田作为能源供给的重要源头，需要不断的利用新型技术来进行能源管理，实现电网智能化管理的技术，使节能降耗达到最好的状态[7-8]。总体来说，油田对于以往的电网方式和供电系统能够进行合理的优化和完善，可以确保在运行的过程中能够真正的实现节能降耗并增强电力反应的敏捷性和有效性，提升节能降耗的整体效果，进而维护电能的整体稳定性。
4.结语
综上所述，我国社会经济的快速发展以及城市规模的不断扩增，而油田企业的成立数量也在不断增多，而随着油田输配电系统的管理水平的逐渐成熟，也在逐渐满足当下社会对油田输配电力系统的需求，同时也随着时代的变化不断完善新油田企业的管理要求和管理标准。并针对油田输配电系统在使用过程中所存在的问题，及时提出解决方案以及解决的对策，对节能降耗工作落实到油田企业经营的各个环节，这也需要油田企业在实施的过程中，根据不同的问题采用不同的解决方案，做好相关问题的分析，以此为油田企业带来真正的经济与社会的双重效益。
【参考文献】
[1]阴更礼.油田输配电系统电力节能降耗管理研究[J].中国石油和化工标准与质量,2020,40(11):71-72.
[2]王超.油田输配电系统电力节能降耗管理探讨[J].化工管理,2019(10):72.
[3]贾虹.油气田输配电系统电力节能降耗管理探究[J].绿色环保建材,2018(05):41.
[4]蒋大雷.浅谈油田输配电系统电力节能降耗管理研究[J].化工管理,2018,(8):36.
[5]李月强.浅议油田高压电力线路节能降损措施[J].山东工业技术,2018,(9):88.
[6]赵磊.油田高压电力线路节能降损策略[J].化工管理,2019,(21):218-219.
[7]丁稳生.变频技术在长输管道输油泵机组上的应用[J].中国石油和化工标准与质量,2019,(13):213-214.
在未来的企业数据中心中，刀片系统日益重要。在回顾2007年、展望2008年服务器的发展方向时，业界专家一致看好刀片系统。而在西方发达国家，刀片服务器系统的应用已经进入了“快车道”，在未来的竞争核心将是虚拟化、自动化管理和降低能耗。
目前，刀片系统节约空间、便于集中管理、易于扩展和提供不间断的服务等这些优势成为了取代传统IT基础设施的理由。然而，企业级用户最看重的则是部署刀片系统提升效能和降低成本的好处。据IDC资料显示，2008年将是“刀片年”。
刀片成最佳选择
据北美客户的一项调查显示，IT投资中有65％用于运行、管理和维护，25％用于系统的升级和迁移，只有10％用于创新应用。因此，整个产业所面临的挑战就是如何降低管理和维护的成本，从而增大用于创新投资的比例。从服务器产品的投资来看，服务器新产品的投资每年增长率仅为3％，而其管理成本每年在以10％的速率增加，同时能源成本也在不断上升，从而导致总体拥有成本的上升。
由此可见，IT基础设施的复杂性是一切基础设施难题的根源所在，是用户面临的最大挑战。而惠普新型的HP BladeSystem刀片系统则整合了刀片服务器和刀片存储，并集成了如网络、电源冷却和管理等数据中心基础设施的众多要素，充分考虑了现代数据中心基础设施对电源、冷却、连接、冗余、安全、计算以及存储等方面的需求。
虚拟化推进资源和连接共享
可以说，虚拟连接架构（HP Virtual Connect Architecture）解决了网络复杂性的问题。服务器管理员可以通过虚拟化以太网及光纤通道连接即时管理资源，这就节省了从几小时到几天不等的管理“等待时间”。
另外，HP BladeSystem c-Class产品及StorageWorks存储区域网络（SAN）集成了服务器到存储的接口，这就简化了IT整合。新的HP BladeSystem 4Gb/s光纤通道SAN交换机和冗余嵌入式4Gb/s光纤通道HBA，降低了SAN与HP BladeSystem的连接成本。此外，这些交换机还降低了光纤通道线缆的使用量。
自动化管理提升效率
HP Insight Control Management把惠普的系统管理工具集成到了HP BladeSystem的基础设施里，实现了200∶1的设备管理比，这对于许多IT任务的工作效率就已经提升了10倍。这样的组合使单一的控制台实现了物理与虚拟服务器、存储、网络及功耗与冷却的统一与自动化管理。
另外，此款刀片服务器采用的HP Onboard Administrator集成了惠普的成像及打印技术，同时提升了系统管理能力。这一功能简化了系统管理，并且使用单词和图片即可帮助各种规模的用户建立、控制、监管、解决问题和维修c级基础设施，这些都是通过内置的模块、Web浏览器及2英寸的交互式LCD窗口实现的。
HP BladeSystem c级产品拥有软件管理能力、可简化硬件配置以及服务器刀片和虚拟机之上和之间的应用的装载、变化或移动，实现自动化供应；同时，能查明性能瓶颈，并快速扩充资源，以满足业务需求；将基于政策的自动化、健康监视以及告警集合在一起，以便快速从系统故障中恢复；HP漏洞和补丁管理可帮助管理员检测潜在安全漏洞并在其危害系统前将其更正。
打造更经济刀片
