|
机场智慧能源管理系统管理与评价 随着社会经济的高速发展，能源消耗问题日益严峻，《能源发展“十三五”规划》中重点规划部署七大任务，分别是高效智能，着力优化能源系统；节约低碳，推动能源消费革命；多元发展，推动能源供给革命；创新驱动，推动能源技术革命；公平效能，推动能源体制革命；互利共赢，加强能源国际合作；惠民利民，实现能源共享发展。以“互联网+”为手段，以智能化为基础，通过多种能源协同运行的新一代综合能源系统得到了重点关注。 2020年1月，民航局正式印发《中国民航四型机场建设行动纲要（2020-2035年)》（以下简称《纲要》），这是指导当前和今后一个时期四型机场建设的主导性文件。《纲要》提及到2035年将实现标杆机场引领世界机场发展，全面建成安全高效、绿色环保、智慧便捷、和谐美好的四型机场，智慧能源管控系统建设的必要性与四型机场的发展理念完全契合。2020年2月，《民用机场智慧能源管理系统建设指南》（以下简称《指南》）正式施行，这为智慧能源管控系统的建设提供了有力的技术和实践指导。 当前，四川省机场集团致力于积极推动成都“两场一体”协同建设运行，强化基础设施综合保障，创建区域多机场系统高效运行、高质量发展的“成都模式”，全面打造平安、绿色、智慧、人文的国际航空枢纽。在以往的机场能源管理过程中，往往存用能监控子系统分散，系统之间无关联，各个系统产生的监控信息存在信息孤岛的问题，造成统一管理困难，没有形成规模、整体效益的优势。结合政策背景及《指南》标准支撑，成都双流机场与成都天府机场（在建）在今年均按照A类机场（吞吐量大于4000万人次）标准，全面启动智慧能源管理系统的的设计建设，构建全机场能源大运控、大服务体系，覆盖能源生产—转换—存储—配送—消费区域，实现“电、冷、热、水、气”等能源一体化管控，达到有效调整和平衡机场能源供需结构、推动节能减排、提高能源利用效率，提升管理运营水平的目标。 1.1建设目标 智慧能源管控平台实现对航站区、飞行区、工作区、货运区全区域的供能/用能相关子系统进行统筹运行和管理，各供能/用能子系统既能各自独立行使职能，同时又能通过远程网络向能源管控中心实时传送数据，接受能源管控中心的指挥。 智慧能源管控平台，通过对机场各供能/用能系统进行智能化数据采集、统计分析、一体化全景展示，通过区域自治与集中管控的能源调度、源网荷储协调控制、能源智慧运营等功能的建设，实现各供能/用能子系统与“智慧管控”高度融合，辅助决策人员、管理人员做好机场能源管理工作，了解能源导向，清楚能源成本，提升机场能源综合效率。 1.2 管控范围 智慧能源管控平台管理范围涉及机场整个区域，通过前期对各部门、各系统的调研梳理，确定涵盖范围包括：航站区、飞行区、货运区、工作区等区域。管控能源介质包括电、冷、热、水（中水、雨水、污水、自来水）、燃气。智慧能源管控平台接入的各区域子系统如表1所示。 表1 智慧能源管控系统平台各区域子系统接入详表 1.3 平台总体架构 智慧能源管控平台总体架构如下图所示： 图2 成都机场智慧能源管控平台总体架构 感知层：通过传感器、智能仪表、采集终端等数据采集手段，实现对供电、供水、供热、供冷、供气、综合管廊、气象、航班的信息和数据，统一接入到大数据采集平台，为智慧管控系统提供基础数据支撑。 网络层：该层由基于现有各个区域数据采集网络、主站监控网络组成。满足智慧能源存量和增量业务信息量的需求；基于时钟同步网和通信网，保证智慧能源管控系统网络安全可靠、方便运维。 数据层：将采集到的各供能及用能子系统数据进行处理，实现数据的归类、归集和关联性分析；并按照业务要求利用数据挖掘、机器学习、聚类分析等技术对数据进一步分析和利用。 应用层：建设基础支撑平台，实现智慧能源的能源监控与分析、智慧能源优化调控、智慧能源运营管理三部分内容，从三个层次提升整个智慧能源的运行效率。 展示层：该层由监控大屏、PC计算机、手机等接入设备和综合应用门户、移动应用门户组成。其中综合应用门户、移动应用门户是信息汇聚的窗口与各应用系统的入口。具体展示内容包括运行监控、能源运行与调度、能源利用指标数据、设备状态监视、地理信息；展示方式包括客户端浏览（C/S）、网页浏览（B/S）、移动APP浏览等。 成都机场智慧能源管控系统应用平台在基础支撑平台的基础上，分为三个板块功能设计，分别是能源监控、智慧能源优化调控、能源运营管理。以下对各主要功能模块设计内容进行分享。 图3 成都机场智慧能源管控平台功能架构 2.1 能源监控 2.1.1 能源数据交互 系统能够进行实时数据交互，数据采集功能支持信息分组采集、有线或无线网络方式的信息采集功能，实现对子系统数据采集以及对采集主备通道的软切换。系统同时具备向智慧机场业务平台、机场办公网、机场信息发布系统等发布数据的接口。同时系统应能够采集和处理下列几类数据：模拟量、电度量、状态量（含双位置）、时间顺序记录、定值参数和动作信号等。为保证信息传送的可靠性，应采用错误校验码。 2.1.2 能源数据处理 系统对各能源监控子系统的模拟量、状态量进行实时数据处理，经过数据处理的数据成为调控系统中各项应用功能的基础及源泉。除了对数据处理以外，还对所有数据打上质量标鉴，以标明其可信度。 2.1.3 能源数据可视化展示 能源数据可视化展示为各类角色提供相应的全景、综合的人机展示。系统提供能源供应、转换、传输和消费各个环节各种能源介质的实时流信息及其方向，提供丰富的“源”端监视、“网”端监视、“荷”端监视和能源综合平衡监视。全景展示通过多专业、多手段、多场景的方式实现，采集指标数据、运行数据、地理信息数据及航班气象数据等，实现机场能源管控系统的一体化监视和运维。 2.2 智慧能源优化调控 智慧能源优化调控在设计过程中，结合机场能源生产、配送及消费的具体情况，建立能源的优化调度模型，将日前计划和实时调度相融合，实现用户用能需求与供能单元的无缝衔接，有效解决能源“产-用”协调优化问题，以指导机场整体能源系统的优化。 2.2.1 负荷特性分析及负荷预测 对航站楼、综合交通中心等典型用户的负荷特性进行分析，接入航班信息、气象信息，综合分析，采用回归、神经网络等算法，建立与负荷特性相适应的冷热电预测模型和方法，实现电负荷、热负荷、冷负荷的长期（未来24小时）、短期（未来数小时）的多时间尺度的负荷预测，为调度优化提供依据。 2.2.2 能源设备性能分析 对供冷系统（如制冷机组）、供热系统（如锅炉）、输配系统（如水泵）、末端空调机组、新风机组设备性能进行在线监测，实时分析制冷机组COP、锅炉效率、冷量输配系数、末端空调机组能效、新风机组能效等指标，以便及时发现设备性能及系统能效的变化。 对机场制冷机组、水蓄冷、燃气锅炉、泵与风机等主要能源设备安全运转率、运维情况、关键设备无故障时间等角度分析机场的能源安全情况，从而达到实时监控整个机场运行安全情况。 2.2.3 供冷/供热多能源优化调度 应根据负荷预测结果、能源系统状态等，以及内置的能源优化调度策略（包括经济效益最优、综合能效最优、绿色环保最优、综合最优四种策略），自动计算、生成制冷机组、水蓄冷、燃气锅炉供热等多种能源系统的生产调度计划并下发给相应的系统执行，实现多能源系统智能协同生产及优化调控。同时调度计划生成以后，平台操作人员可对调度计划进行校核，根据实际情况对未超过时效的调度计划进行手动微调。 2.3 能源运营管理 能量运营管理模块支撑机场能源管理综合评价体系，从能源管理的整个业务体系出发，结合各单位能源耗用的成本情况、能源指标计划的执行情况、能耗指标的完成情况、能耗设备的管理情况，对各单位的能源管理成绩和效果进行系统性的总体评价，推动机场整体能源管理水平的提升，最终实现节能减排的总体目标。 2.3.1 能源计量管理 整合机场各区域能源计量系统数据及分散采集的计量数据，形成统一管理、集中计量的方式，对“电、热、冷、水、气”进行统一管理。针对同一个部分区域，使用统一的户号代码管理，一套系统解决所有计量相关工作，实现管理的高效、智能、可靠，提高生产效率。 系统应提供对机场各部门区域的能源的综合查询功能，能够采用曲线、图表等多种方式直观的展示各单位、用户的能源使用数据。 根据量具的不同种类、所属部门等分类建立量具的电子台账，方便对量具的统一集中管理。 图4 能源计量管理功能示意图 2.3.2 能源设备管理 实现对能源设备管理的信息支持，建立关键能源设备信息库（包括设备档案、设备故障处理方案信息档案、点检定修信息档案、设备异常应急预案等），实现设备事故台帐维护管理，同时建立设备运行参数统计台帐及能源设备备品备件台帐。 对能源系统的能源生产关键设备、重点用能设备的分类梳理，通过数据采集、统计、分析等手段，形成对设备的运行状态、故障情况、用能情况的直观统计，服务于设备的正常运行，通过工艺改进，降低重点用能设备能耗，减少能源成本。 2.3.3 能源质量管理 实现外购能源质量的管理和自产能源的质量管理，建立能源质量标准的维护功能，实现对质量数据和指标进行跟踪分析。 能源质量模块将通过收集燃气、水质、冷热等各类能介质量信息，建立能源介质质量历史档案，分析掌握机场能源介质质量实际情况，为分析质量偏差提供数据基础。通过对各类指标进行跟踪监控和趋势分析，避免质量事故。 能源质量数据可以通过数据采集并存档的方式进入能源管理系统，对于暂时没有条件进行实时能源质量监测的测量点，也可以离线人工检验并人工录入。 对能源质量数据进行分析，用曲线和报表方式进行展现，以进行数据的对比、分析。对于实时采集的能源质量数据，按照设定的限值进行告警。建立完整的能源质量台账。能够以检测地点、能源介质、时间为入口进行能源质量的数据查询。 随着新时代民航强国战略的统筹推进，加快推进以“平安、绿色、智慧、人文”为核心的“四型机场”建设，是我国机场实现高质量发展的必行之路。以《民用机场智慧能源管理系统建设指南》为指导目标，遵照统一规划设计、 适度超前的原则，借助云计算、大数据、物联网、移动互联、人工智能等“工业4.0时代”的数字信息化技术，对机场的能源系统，从规划设计到生产运行的各生产要素进行一体化统筹管理，建设机场智慧能源管理系统，促进机场节能减排和资源节约，保障能源系统运行安全，为旅客提供更健康舒适的环境体验，是新时代四型机场建设的又一重要内容和顶层设计，也为管理者在机场发展面对成本、质量、效率和环境提出更高要求的当下，提供了可行的途径和方法。 END 
|
|
|
