基于LEM組件的車載能量測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)

隨著技術(shù)的發(fā)展，能源需求越來(lái)越大，隨著的能源的枯竭，能耗在諸多領(lǐng)域變得越來(lái)越重要，鐵路行業(yè)也不例外。通過(guò)監(jiān)測(cè)每輛列車的能量、費(fèi)用清單，能夠激推動(dòng)鐵路運(yùn)營(yíng)商優(yōu)化能量使用效率。本文講述了LEM的新型組件;這是首套符合最新暫行標(biāo)準(zhǔn)EN50463的可以實(shí)現(xiàn)能量監(jiān)測(cè)和費(fèi)用核算的系統(tǒng)。

汽車節(jié)能技術(shù)用于改進(jìn)汽車能源消耗的技術(shù)。汽車節(jié)能措施涉及方方面面，就中國(guó)的現(xiàn)狀而言，有效措施包括以下幾個(gè)方面：公路與交通設(shè)施的合理配套，車型及油品按需生產(chǎn)配置，運(yùn)營(yíng)的合理等非技術(shù)問(wèn)題。技術(shù)方面，保證產(chǎn)品質(zhì)量，按照規(guī)范使用和維護(hù)機(jī)器，改變汽油機(jī)燃燒方式以提高能量轉(zhuǎn)換效率。

在現(xiàn)有的燃燒方式下，可以采取以下手段進(jìn)行節(jié)能：改進(jìn)供油系統(tǒng)，汽油機(jī)改氣缸燃油噴射，可提高汽油燃燒效率;改進(jìn)點(diǎn)火系統(tǒng)，提高汽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性;減少發(fā)動(dòng)機(jī)附件損失，合理使用配件，進(jìn)行相應(yīng)的改裝。

在不少城市，為了美觀和氣派，主要街區(qū)的寫(xiě)字樓都是玻璃幕墻，還興建了不少大型的穹頂建筑作為公共設(shè)施。夏季紫外線照射強(qiáng)烈，造成光污染，冬天不擋寒，一年四季不得不開(kāi)放大功率的空調(diào)來(lái)調(diào)節(jié)氣溫，冬天要先于其他建筑保暖，夏天要先于其他建筑供冷。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)現(xiàn)有玻璃幕墻(非節(jié)能玻璃)面積已超過(guò)900多萬(wàn)平方米，而且呈持續(xù)發(fā)展趨勢(shì)。玻璃幕墻在帶來(lái)所謂美觀的同時(shí)，也帶來(lái)了能耗的成倍增長(zhǎng)。

幾乎我們生活中的每個(gè)領(lǐng)域都面臨壓力需要降低能耗引起的二氧化碳排放量才從而減輕對(duì)環(huán)境的破壞。盡管鐵路行業(yè)產(chǎn)生的二氧化碳排放量比其他運(yùn)輸方式少，但是仍然有必要進(jìn)一步提高能效。

英國(guó)環(huán)境、食品和農(nóng)村事務(wù)部的最新研究表明，鐵路運(yùn)輸每乘客每公里產(chǎn)生的CO2量?jī)H為61g，而汽車每乘客每公里產(chǎn)生的CO2量高達(dá)140g(汽車尾氣排放量基于1.5的平均占有率)。

對(duì)于實(shí)際消耗能量的鐵路運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，一種方法是監(jiān)測(cè)并設(shè)定目標(biāo)降低能耗、成本和排放量。如果鼓勵(lì)司機(jī)避免能源浪費(fèi)-即采取“節(jié)能駕駛”，那么提供每次旅程的詳細(xì)行駛信息就尤為重要。

將來(lái)，司機(jī)有可能采用推薦的最佳節(jié)能速度行駛，它與如何駕駛更經(jīng)濟(jì)的新理念相結(jié)合，可以節(jié)能10-20%以上。

對(duì)于化石燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)，油耗測(cè)量相對(duì)簡(jiǎn)單一些，但是在電氣化線路精確牽引能耗測(cè)量系統(tǒng)中，分配的成本和每次旅程的碳影響對(duì)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)是必須的。如果要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目，那么每輛列車都需要一種有效的車載能耗測(cè)量方法。

該系統(tǒng)必須記錄能耗和位置，使得運(yùn)營(yíng)商能夠掌握導(dǎo)致能耗更高的原因，并提供不同電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商的費(fèi)用清單。已經(jīng)制定了暫行標(biāo)準(zhǔn)EN50463，它符合與列車能量測(cè)量相關(guān)的所有可能要求。

如果標(biāo)準(zhǔn)制定合理，則會(huì)成功實(shí)施。prEN50463的制定考慮了許多不同利益相關(guān)者的意見(jiàn)，從鐵路運(yùn)營(yíng)商到設(shè)備制造商，此外還考慮了TSI基本要求規(guī)范和UIC建議。

該標(biāo)準(zhǔn)分為5部分：

——prEN 50463-1：范圍、一般架構(gòu)、文件結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)引用、一般要求
——prEN 50463-2：從OCL到計(jì)量單元的電壓/電流傳感器測(cè)量鏈
——prEN 50463-3：所有輸入/輸出數(shù)據(jù)處理和內(nèi)存管理單元
——prEN 50463-4：車載和“列車-地面”通信系統(tǒng)
——prEN 50463-5：評(píng)定被測(cè)系統(tǒng)的一致性和協(xié)同性時(shí)采用的測(cè)試程序規(guī)范

能量測(cè)量系統(tǒng)(EMS)的3個(gè)主要功能塊詳見(jiàn)第2-4節(jié)，它們需要處理列車擬定運(yùn)行的所有牽引系統(tǒng)。系統(tǒng)核心是第2部分講述的能量測(cè)量功能(EMF)，它測(cè)量電流和電壓，并計(jì)算能耗。EMF包括3部分：

——電流測(cè)量功能(CMF)

——電壓測(cè)量功能(VMF)

——能量計(jì)算功能(ECF)