安科瑞AcrelEMS：轨道交通能效管理的智能革命

一、背景

在全球气候变化与"双碳"目标背景下，城市轨道交通作为能源消耗和碳排放的重要领域，其绿色转型和低碳发展已成为实现可持续发展的关键环节。安科瑞电气股份有限公司推出的AcrelEMS轨道交通能效管理系统，正以其全面的用电管理能力和智能化的运营模式，为轨道交通行业提供了一套安全、低碳、高效的能源配电解决方案。

二、轨道交通能源管理面临的挑战

随着中国城市轨道交通网络的迅速扩张（截至2024年，内地已有59个城市开通运营线路338条，总长度达11224.54公里），传统的能源管理系统已难以满足现代轨道交通的复杂需求。系统普遍存在电能消耗高、能耗控制手段不足、多系统协同管控能力弱等问题。同时，光伏等新能源设备接入轨道交通牵引供电系统，也对系统的可靠性和安全性提出了新的挑战。

更为棘手的是，目前许多轨道交通项目中的能源管理系统与电力监控系统、综合监控系统的接口关系不明确，导致数据汇集困难，无法从顶层设计、运营维护方面提供精准、高效的可视化、智能化、自动化支撑。随着未来轨道交通电网日益复杂，对内部用电管理以及用电数字化运营效率提出了更高要求。

三、AcrelEMS系统的创新解决方案

安科瑞AcrelEMS轨道交通能效管理系统应运而生，它是一套全面的、智能化的能源管理解决方案，旨在提升能源效率、降低运营成本、确保能源系统的可靠性，并实现绿色运营目标。

Ø变电所综合自动化系统(PSCADA)

系统通过在供配电的车站变电站、环控、关键设备上安装监测、计量、控制、保护等各类智能传感器，搭建涵盖35kV到0.4kV的完整电力测量、计量、控制体系。结合视频监视手段，实现"五遥"功能——遥测、遥信、遥控、遥调、遥视，实时监测变电所的电气设备运行状态。

AM6系列微机综合保护装置具有数据处理、逻辑运算和信息存储能力，可为35kV及以下电压等级的进线、馈线、变压器等对象提供过负荷、低电压、过电压等保护功能。装置具有完善的事故分析能力，包括SOE事件记录、故障录波记录等，使系统可远程监视、保护和控制配电回路运行状态。

Ø电能质量监测与治理

轨道交通系统中大量使用电力电子设备，如牵引变流器和整流器，这些设备产生的非线性负载会引起谐波电流，导致电压畸变、设备发热等问题。AcrelEMS系统通过APView系列电能质量在线监测装置和AnSin/AnCos系列治理装置，有效解决了谐波污染、电压波动、无功功率波动等电能质量问题。

APView500装置具备完整的稳态监测、暂态监测、瞬态监测能力，支持故障录波和事件记录、电压暂降容忍度曲线与分析等功能，并获得国家机构A类认证。系统能够精确监测各进线回路电能质量，包括电压暂降、暂态、稳态、谐波畸变等数据波形记录，进而判断配电系统扰动方向，生成专业的电能质量分析报告。

Ø电气火灾安全与终端治理

针对轨道交通中严峻的电气火灾风险，系统配置了ARCM系列漏电火灾监控系统，对低压用电环节各回路中的剩余电流、温度和故障电弧等进行实时监测。当剩余电流越及时报警，防止因漏电引起的火灾发生。

特别值得一提的是ASCP系列电气防火限流式保护器，它有效克服了传统断路器存在的短路电流大、切断短路电流时间长、短路时产生的电弧火花大等弊端。发生短路故障时，能以微秒级速度（150微秒内）快速限制短路电流以实现灭弧保护，显著减少电气火灾事故。

Ø轨道交通能源管理系统EMS

在车站配电柜、空调等设备上安装监测、计量、等各类智能传感器，实现轨道交通能源监控、控制和优化平台，旨在提升能源效率、降低运营成本、确保能源系统的可靠性，并实现绿色运营目标，对轨道交通运营中的复杂能源系统进行全面管理和优化。轨道交通能源管理系统是一套全面的、智能化的能源管理解决方案，适应现代轨道交通对高效、安全、可持续能源管理的需求。

Ø分布式光伏监控系统

随着新能源在轨道交通领域的应用，系统还集成了光伏发电监测功能，可对逆变器直流侧、交流侧运行状态进行监测及报警，统计发电量并进行效率分析。系统配置了AM5SE系列防孤岛保护装置，当检测到逆向电流超过额定输出的5%时，光伏发电系统可在2s内自动降低出力或停止向电网线路送电，确保维修人员安全和设备稳定运行。

四、智能化运维与管理创新

AcrelEMS系统不仅在硬件层面提供了全面解决方案，更在管理运维层面实现了多项创新：

Ø设备全生命周期管理

记录设备运行数据、维护记录、故障历史等信息，根据设备的运行状态和使用年限，智能推荐维护或更换计划，帮助管理人员科学安排设备维护工作，延长设备使用寿命。

Ø智能巡检与维护

系统支持流程化运维巡检、自动发布任务、巡检节点跟踪、缺陷处理跟进、报警联动消警等功能，通过平台和APP实现通知与管理。

Ø数据可视化与分析

系统提供丰富的可视化界面，包括配电主接线图、曲线分析、光字牌显示等，支持一键生成车站配电分析报告，为决策提供数据支持。

Ø移动端管理

通过手机APP，运维人员可随时随地监控系统状态，接收报警信息，处理运维任务，大大提高了响应速度和管理效率。

五、成功案例与实践验证

安科瑞AcrelEMS系统已在多个轨道交通项目中成功应用，包括无锡地铁1、2号线电气火灾运营改造项目、昆明地铁能效管理升级改造、北京地铁17号线未来科学城项目、青岛地铁2号线一期工程等。

以无锡地铁项目为例，系统对已运行近10年的电气火灾监控系统进行了全面升级改造，按照最新国家标准更换了剩余电流式电气火灾监控系统，有效解决了电气短路、触点氧化和磨损、电弧故障风险等安全隐患，显著提升了地铁运营的安全性和可靠性。

六、面向未来的轨道交通能源管理

随着"绿智融合"成为轨道交通发展的核心方向，安科瑞AcrelEMS系统将持续演进，通过数字赋智、科技赋能，推动轨道交通从低维度运行向高维度运营的转变升级。系统未来将更加注重新能源集成、碳排放管理、智能算法优化等领域，为实现"碳达峰、碳中和"目标提供强有力的技术支撑。

在轨道交通建设进入平稳发展期的背景下，安科瑞AcrelEMS能效管理系统以其全面的功能、智能化的设计和可靠的性能，正成为轨道交通行业实现安全低碳运营的重要利器，为城市轨道交通的可持续发展保驾护航。