【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于城市能源智慧运营管理领域，具体涉及一种用于智慧能源轨道交通系统的智能运维平台。
技术介绍
1、综合能源系统的显著特征在于其多能互联的特性。该系统打破了传统各个能源系统相互独立、彼此无关联的模式，实现了各种能源的有机协调和综合利用。通过多能耦合，集中利用各种形式的能量，促进能源供需之间的互动、相互协调以及优势互补，显著提高了能源的利用效率，并推动从传统能源向更清洁的能源转型，带来低碳效益、生态效益和经济效益。目前，综合能源系统主要应用于各类工厂和园区，如工业园区、生态园区等，而地铁站的应用则相对较少。
2、地铁系统作为城市公共交通的重要组成部分，其能源消耗不断增加，对能源的需求也日益加剧。随着国民经济的持续发展和城市化进程的加速，地铁成为城市公共交通的主要形式之一，建设与扩建速度快速增长。根据中国城市轨道交通协会发布的《城市轨道交通2023年统计与分析报告》，2023年全国城市轨道交通总耗电量为249.77亿千瓦时，其中牵引耗电量达到129.34亿千瓦时，占总耗电量的51.97％。同时，地铁站在高峰时段需要承受高负荷运行，导致能源利用效率不均，造成巨大的能源浪费。
3、现有的基于地铁站的智慧运营管理平台专注于能源需求侧的智能预测和分配。该平台集合了大数据、ai、iot、视频、gis、bim等新兴技术，基于城轨云平台，整合站点、线路、网络和终端的业务和数据，实现了车站的智能化运营和综合管理，并为车站的能源系统提供了高度集成的智慧监控服务。然而，这些智慧能源系统主要关注于用电量的管理，通过安装智能
4、同时，现有的地铁智慧运营管理平台忽视了能源供应端，尤其沿线可再生能源综合利用潜力的评估。由于地铁站点用能存在显著的时间不均匀性，即在高峰期和非高峰期之间能源需求有着明显的差异，这导致能源配置问题亟待解决，并为储能系统的设计和运营带来了新的挑战，这些系统需要适应轨道交通能源的时空需求特征。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种用于智慧能源轨道交通系统的智能运维平台，该平台能够收集和使用地铁制动时的再生能源、调度地铁沿线和周边区域的可再生能源以及回收余热，开发的地铁系统中心的智慧运营管理平台能够对能源供应侧和需求侧进行实时监测和调整，以实现与地铁站点用能高效匹配。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种用于智慧能源轨道交通系统的智能运维平台，包括：
4、(1)能源供给侧数据库模块：所述能源供给侧数据库模型中包括地铁沿线可利用的多种可再生能源；
5、所述可再生能源包括再生制动能量、太阳能、地热能、生物质能、氢能、核能、风能和工业余热，所述再生制动能量用于车站负载。
6、对于太阳能，可以充分利用车站出入口顶棚、车辆段的露天区域收集阳光资源，在这些区域设置光伏发电模块来减少对电网取电的需求；在风速达到大约是3m/s微风速度地区(例如风速达标的平原地区)设置风电机组，甚至可以考虑利用隧道的活塞风效应，利用隧道风能来发电。
7、(2)能源种类匹配模块：所述能源种类匹配模块基于能源需求侧时序下所需求的能源种类，在所述能源供给侧数据库模型中获取与能源需求侧所需要能源种类匹配的能源种类；
8、(由于地铁车辆的发车频次以及发车时间与人流量有较大关系，而人流量又与地铁车站周边环境(周边建筑类型、是否为换乘站、是否为交通枢纽中心等)有关，且地铁工作区及周边商业的工作时段都各不相同，由此导致的时空分布不均匀性，使得应该在预创建的能源供给侧数据库中获取能够匹配该特征的能源种类)。
9、(3)模型建立模块：针对每一个可再生能源的类型以及影响可再生能源产量的影响参数，建立每个可再生能源的能量数学模型；集成每个所述可再生能源的能量数学模型，得到需求侧能源数学模型；
10、(3.1)所述针对每一个可再生能源的类型以及影响可再生能源产量的影响参数，建立每个可再生能源的能量数学模型，包括：
11、分别建立太阳能数学模型、地热能数学模型、生物质能数学模型、氢能数学模型、核能数学模型、风能数学模型和工业余热数学模型。
12、(3.11)所述太阳能数学模型通过以下步骤建立：
13、步骤a1：获取太阳能电池板的总面积；
14、步骤a2：获取太阳能电池板的转换效率；
15、步骤a3：实时获取太阳辐射强度；
16、步骤a4：基于步骤a1-步骤a4获取的数据建立太阳能数学模型，如下式所示：
17、epv＝f(apv，η，g，t)＝apv*η*g*t；
18、式中，apv代表太阳能电池板的面积(m2)，η代表太阳能电池板的转换效率，g代表太阳辐射强度(w/m2)，t代表太阳能照射时间(h)。
19、(3.12)风能的计算公式通常是根据风力的动能来进行估算。风能可以表示为风力作用在风轮叶片上的力所做的功，其计算公式如下：
20、ew＝f(ρ，aw，v，cp)＝0.5*ρ*aw*v^3*cp
21、式中，ρ代表空气密度(kg/m3)，aw代表风轮叶片的有效面积(m2)，v代表风速(m/s)，cp代表风能转换系统的功率系数(通常介于0.3和0.45之间)。
22、(3.13)生物质能的计算公式可以通过生物质燃烧或发酵产生的热量来进行估算。生物质能的热值通常用来表示单位质量生物质燃烧所释放的能量，计算公式如下：
23、eb＝f(mb，h)＝mb*h
24、式中，mb代表生物质的质量(kg)，h代表生物质的热值(单位为j/kg或kj/kg)。
25、(3.14)氢能在能源领域被广泛研究和探索，主要来源是通过电解水制取氢气。氢气的能量可以通过下面的公式来计算：
26、eh＝f(p，t)＝p*t
27、式中，p代表电解制氢的功率(w或kw)，t代表电解制氢的时间(h)。
28、(3.15)地热能的计算通常涉及地热资源的储量和温度，地热能的理论产量可以通过下列公式来进行估算：
29、eg＝f(mg，c，δt)＝mg*c*δt
30、式中，mg代表地热水或蒸汽的质量(kg)，c代表水或蒸汽的比热容(j/kg·℃)，δt代表水或蒸汽的温度变化(℃)。
31、(3.16)工业余热指的是工业生产过程中产生的热量，如果这些热量能够被有效地回收和利用，可以实现能源的节约和环境保护。工业余热的计算可以通过下面的公式来进行估算：
32、ei＝f(mi，cp，δt)＝mi*cp*δt
33、式中，mi代表工业生产过程中产生余热的物质的质量(kg)，cp代表该物质的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于智慧能源轨道交通系统的智能运维平台，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于智慧能源轨道交通系统的智能运维平台，其特征在于，所述管理模块包括：
3.根据权利要求1所述的一种用于智慧能源轨道交通系统的智能运维平台，其特征在于，所述可再生能源包括再生制动能量、太阳能、地热能、生物质能、氢能、核能、风能和工业余热，所述再生制动能量用于车站负载。
4.根据权利要求1所述的一种用于智慧能源轨道交通系统的智能运维平台，其特征在于，所述针对每一个可再生能源的类型以及影响可再生能源产量的影响参数，建立每个可再生能源的能量数学模型，包括：
5.根据权利要求4所述的一种用于智慧能源轨道交通系统的智能运维平台，其特征在于，所述太阳能数学模型通过以下步骤建立：
6.根据权利要求4所述的一种用于智慧能源轨道交通系统的智能运维平台，其特征在于，所述风能数学模型通过下式建立：
7.根据权利要求4所述的一种用于智慧能源轨道交通系统的智能运维平台，其特征在于，所述生物质能数学模型通过下式建立：
8.根据权利
...【技术特征摘要】
1.一种用于智慧能源轨道交通系统的智能运维平台，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于智慧能源轨道交通系统的智能运维平台，其特征在于，所述管理模块包括：
3.根据权利要求1所述的一种用于智慧能源轨道交通系统的智能运维平台，其特征在于，所述可再生能源包括再生制动能量、太阳能、地热能、生物质能、氢能、核能、风能和工业余热，所述再生制动能量用于车站负载。
4.根据权利要求1所述的一种用于智慧能源轨道交通系统的智能运维平台，其特征在于，所述针对每一个可再生能源的类型以及影响可再生能源产量的影响参数，建...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁艳平，曾超，何家俊，刘盾，曹海霞，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
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