从能源管理到电源管理
发布时间:2017年11月15日andreas w. fuchs.那Raimund L. Feldmann.|暂时没有评论
电网正变得更加智能，将能源消耗控制在给定的频带内，从而避免成本高的负荷峰值。50Hz能源市场的运行和优化间隔为15分钟，与铁路电网的动态相比，这被认为是很长的一段时间。在瑞士联邦铁路(SBB)电网中，最高峰值的持续时间通常不到一分钟，但可以高达70MW。在《全球铁路评论》上，SBB的同事Raimund Feldmann和Andreas Fuchs展示了SBB通过实施“调峰”迈向铁路智能电网的第一步。这是指高性能IT系统识别峰值负载，选择合适的热能消耗者，并将其关闭一小段时间。作者还探讨了未来可能采取的措施，可能将负载平衡方法与SBB的轨道控制系统(RCS)的实时信息结合起来。
每主干道每周103列火车，SBB在世界上运营最繁忙的传统铁路网络。最大化相互作用的方面，例如利用轨道和电网容量以及同时能量效率，是一个重要问题。
在铁路公司，能源是一个直接可见的实体，因为它产生了运营成本。因此，能源管理是一个广泛讨论的话题。自适应列车控制 - 或ADL - 从火车操作中心调度的链接在驾驶室和SBB中的操作使用该技术可以最大限度地减少冲突并提高铁路服务的精度。额外的好处是ADL和Ecodrive节省能源：2016年，共保存了50克，共有467,000个火车控制业务，而2015年的节能增加了19％的节能增加。
电力或负荷管理是基础设施投资和运营规模过大的基础设施的成本方面的关键问题。从技术上讲，电源管理比能量管理更成问题，因为它是实时发生的。如果一个铁路公司可以实时影响电力，能源管理方法就可以在相同的平台上实施。因此，负载管理有助于提高容量利用率并降低整体系统成本。
电源管理是与计划的各个阶段相关的话题，从时间表计划到每分钟操作。例如，在使用轨道控制系统(RCS)进行列车配置时，实时到实际时刻:随机的电力需求峰值无法完全避免，因此除了优化规划外，还需要实时有效的电力需求控制。
使用点加热器和火车车厢加热器来降低峰值负荷
当在加热或冷却的功率带之上，电动发动机随机、巧合的需求发生时，就会出现电力需求的短高峰。需求峰值持续不到一分钟，因此，在这一小段时间内抑制加热，轨道开关和车厢空气的温度只会发生轻微变化。由于由此产生的热量损失也很小，一旦供暖重新启用，就不会出现显著的随后需求峰值——即所谓的“反弹”。
SBB目前正在实施第一次使用加热器以在这几年的高需求峰值期间为峰值剃刮。在0°C时，SBB的加热需求约为100mW。现在，通过利用这种方法，在近实时的热带中的70MW变得灵活。
需求高峰迫使每年每一秒都能保证的备用电力频段扩大。显然，每年只使用几秒钟到几分钟的电力容量是非常昂贵的。因此，如果可以可靠地调峰，就有可能降低电力储备和储备的备用——最高可达最大功率的大约10%。
面向需求侧管理的IT系统敏捷开发
峰值剃须IT系统的具体框架要求 - 第一种需求侧管理 - 在开始时清晰，包括以下内容：
一种需要实时操作的系统系统
SBB的能量管理系统为需求侧管理控制系统提供输入数据，该控制系统检测峰值并选择要关闭的加热器。所需的特定接口在不同的服务器上运行。一旦检测到峰值，必须选择合适的一组加热器，并且在秒的级分内产生的关断信号。进一步的界面和系统也在发挥此处发挥，因为火车车的加热器和交换机都有自己的遥测平台。
为未来的扩展奠定基础
由于使用加热器调峰只是SBB能源控制其电力的第一步，该系统需要足够强大，以应对未来的业务情况和系统需求。
项目的探索性意味着并非所有问题都能在一开始就得到解答，因为它们需要从实践经验中获得知识。
因此，我们反对经典的项目方法，固定阶段的高级63设计，低级设计，实施和测试。初始概念证明有助于通过回答选择基本系统架构所需的最紧急问题来减少整体风险。此后，以几种明确定义的增量拍摄了敏捷方法。快速开发了基本功能，使我们能够获得调整要求和开发积压的实践经验。SBB专家和外部开发伙伴不断调整并在密切合作中重新确定用户故事。这再次最大限度地减少了风险，并帮助将项目保持在预算范围内，同时允许新的想法要么实施或推迟。
需求侧管理的观点
铁路公司可以从以下三个方面受益于负荷管理:
1.运作
如果生产和进口/出口到电网以及从电网的需求都能得到控制，实现铁路电网稳定性的选择成倍增加。还设想了在电力短缺的情况下，将加热器设置为睡眠模式等业务连续性措施。
2.投资
大部分时间不使用的电力容量储备是非常昂贵的。调峰可以减少部分相应的电力储备，增加电力公园运行的平均持续时间，或者允许更多的列车在相同的基础设施上运行。这将导致更高的系统利用率和更低的特定成本。
3.能源供应
下一步是平滑电力需求曲线，例如，通过影响发动机的牵引电机或通过加热器和空调的预测控制。平滑由SBB定期服务的协调时间表引起的需求变化，为SBB的能源交易创造了更大的操作自由，每年可能价值数百万美元。
摘要和前景
通过实施负载管理，SBB旨在削减峰值电负载，从而抵消投影峰值增加。该系统在高峰期间需要故意断开负载或减少其功率漏极。为通常不到一分钟关闭供热功率降低了对牵引力网络的电源需求，但对客户的旅行舒适没有影响。控制火车教练加热器的可行性在气候室和试验火车上进行了证实。SBB为负载管理的目标是通过2025，调节150MW的电力。目前正在实施带加热器的第一阶段，并将产生大约70MW的可切换负载2023。
在能力和能量方面，对未来流动性的专业描述是对极繁忙的混合交通网络的现代铁路运行的突破性创新。随着SBB的战略性相关性，增加了能源效率，因为它在长期的道路上有助于防止铁路的环境优势。因此，SBB在实施联邦政府的能源战略2050并在瑞士制定可持续移动性方面发挥着关键作用。
传记
费尔德曼(RAIMUND L. FELDMANN)拥有计算机科学硕士学位，辅修经济学。他曾在瑞士、德国和美国担任顾问，专注于过程和质量改进、知识管理和学习软件组织。目前，Raimund在SBB担任基础设施IT部门(SCI)的项目集群经理。
ANDREAS W. FUCHS拥有气候物理学博士学位和医学物理学/医学技术硕士学位。他曾在电能技术、机电一体化、电气驱动和电池领域工作，以及隔离或电网耦合能源系统的控制。在SBB, Andreas负责负荷管理系统的概念化、实施和进一步开发，允许铁路供电电网的需求响应。
