轨道交通行业：低压配电边缘智能管理系统应用白皮书_13页_9mb

施耐德电气轨道交通行业低压配电边缘智能管理系统应用白皮书总结

核心内容

本白皮书由施耐德电气发布，聚焦于轨道交通行业低压配电系统的数字化转型，提出了基于EcoStruxure Power智能配电系统的低压边缘智能管理系统解决方案。该系统旨在提升轨道交通供配电系统的运维效率、能源管理能力和电能质量控制，助力实现绿色、智能、安全的交通体系建设目标。

主要观点

• 数字化转型趋势：随着《交通强国建设纲要》和《数字交通发展规划纲要》的推进，轨道交通行业正加速向数字化、智能化发展，特别是低压配电系统的数字化管理已成为关键。
• 智慧城轨发展蓝图：中国城市轨道交通协会提出的“1-8-1-1”架构，强调通过城轨云与大数据平台实现八大系统的互联互通，推动城市轨道交通向更智能、更高效的管理方向发展。
• 低压配电系统挑战：当前低压配电系统的数字化建设面临数据利用率低、重复投资、协议多样性、容量与算力不足、多维度管理困难等挑战。
• 施耐德电气解决方案：通过EcoStruxure Power智能配电系统，施耐德电气提供了一套完整的低压边缘智能管理系统，涵盖设备感知层、监视和控制层及应用分析和服务层，实现数据采集、存储、转发、分析和控制等功能。

关键信息

一、趋势

• 轨道交通行业发展现状：截至2023年底，我国铁路网运营里程达15.9万公里，其中高速铁路4.5万公里；城市轨道交通运营线路达1.1225万公里，其中地铁8543公里。
• 高质量发展要求：交通强国目标下，轨道交通建设需实现安全、绿色、智能的高质量发展，重点在于提升智能化和绿色化水平。
• 数字化发展需求：交通行业需加强数据基础建设，提升数据采集能力，实现从建设到运维的全周期数字化管理。

二、城轨行业智慧发展

• 数字化发展现状：城市轨道交通在信息化和数字化方面取得了显著进展，但各地发展不均衡，存在数据利用率低、重复投资、协议多样性等问题。
• 智慧城轨建设蓝图：由八大体系和一个城轨云与大数据平台构成，实现数据共享和系统互联互通。
• 数字化建设挑战：包括数据利用率低、重复投资、协议多样性、容量与算力不足、多维度管理困难等。

三、城轨行业数字化应用

• 低压边缘智能管理系统架构：
  • 设备感知层：包括智能低压断路器、智能电表、智能传感器、电能质量仪和智能采集器等。
  • 监视和控制层：由低压智能终端和智能网关组成，支持就地和远端运维管理。
• 通信接口与协议：
  • 支持多种通信协议，如Modbus RTU、Modbus TCP等。
  • 感知层设备具备以太网接口或通过智能网关转换为工业以太网接口。
• 系统功能：
  • 运行维护管理：实时监测、报警、控制、保护、安全隐患早期识别、运行故障及时报警等。
  • 电气设备资产管理：查询设备信息、计算使用寿命、评估健康度等。
  • 能耗数据分析：准确计量、提供能耗报告、支持远程访问。
  • 电能质量分析：监测电压暂降骤升、电能质量评级、负载损失分析等。
  • 信息监测：监测电气参数、设备状态、故障信息等。

四、施耐德电气数字化解决方案

• EcoStruxure Power 智能配电系统：
  • 三层架构：应用分析与服务层、边缘控制层、互联互通产品层。
  • 提供全生命周期的配电设备监测、管理、分析，支持本地及云端数据平台。
• 施耐德电气智能化方案：
  • 低压变电所智能化方案：支持设备数据采集、存储、转发、分析处理和控制。
  • POI智能配电站控终端：作为边缘管理系统，支持报警管理、故障追溯、配电知识库等功能。
  • POA-PSMS预测仿真顾问：实现供配电系统的实时监控、分析、运行及优化，提升数字孪生能力。
  • POA-EM能碳管理顾问：提供设备运行监测、能源利用分析、电能质量分析、断路器老化分析、故障定位等功能。

五、应用示例

• 项目简介：变电所低压智能管理系统作为智慧运维的底层模块，提供近端服务和预处理计算。
• 系统配置：
  • 设备感知层：包括智能低压断路器（MTZ & NSX）、智能电表（PM系列）、无线测温传感器（TH150）等。
  • 监测信息：涵盖电气参数（三相电流、电压、频率等）、设备状态（开关状态、运行时间等）、故障跳闸和报警状态、电能质量（THD/TDD）、温度监测（母线连接处、电缆连接处等）。
• 典型系统监测点位：
  • 环控电源、检修电源、电梯电源、照明系统、通信监控、通风排水等。
  • 每种负荷类型均配置相应的监测信息，支持全面的数据采集和分析。

结论

施耐德电气的低压配电边缘智能管理系统通过三层架构设计，实现了数据采集、存储、转发、分析和控制等功能，为轨道交通行业提供了一套全面的数字化解决方案，助力实现安全、高效、绿色的智慧交通体系建设。