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行業觀點 / Solution Information

綠色機場智慧能源管理系統架構淺析

2020-05-11

三级片网址目前全國共有235座運輸機場建成通航,隨著運輸機場規模的不斷擴大,機場能耗總量不斷增加,能源管理問題日益突出。民航局十三五開始,針對民航能源管理問題,陸續發布了《關于加快推進節能減排工作的指導意見》(2011年3月2日)、《民用機場能源資源計量器具配備規范》(2016年5月1日)、《2020-2035四型機場建設綱要》(2020年1月3日)、《民用機場智慧能源管理系統建設指南》(2020年2月1日)等規范、指南,用于指導機場通過智慧化手段加快推進綠色機場建設,實現機場節能管理,并在《機場航站樓綠色性能調研測試報告》(2017年11月3日)指出,國內大部分航站樓未配備用能分項計量系統,不利于節能減排的精細化管理,國內各運輸機場航站樓總體節能潛力較大。


三级片网址 圖 1 民航局發布一系列指導文件

為了提高機場能源系統運行管理與控制水平,指導機場能源系統節能建設、信息化建設,促進機場節能減排和持續發展、規范機場智慧能源系統建設,2019年12月27日民航局發布了《民用機場智慧能源管理系統建設指南》(MH/T 5043-2019),并于2020年2月1日起施行。指南規范了民用機場智慧能源管理系統的總體設計、子系統劃分、子系統功能設計并明確了機場規劃設置能源管理系統的要求。


圖 2 民用機場智慧能源管理系統建設指南

為了實現機場節能減排的精細化管理和綠色機場建設要求,《民用機場智慧能源管理系統建設指南》中明確了新型智慧能源管理系統的建設要求和參考架構。


三级片网址 圖 3 各民用機場智慧能源管理系統建設要求


圖 4 明確頂層架構、項目管理和項目建設成效評估

能源建設體系、能源管理體系和智慧能源管控系統三部分有機構成了智慧能源管理系統。


三级片网址 圖 5 智慧能源管理系統的三大部分

三级片网址能源建設管理包括民用機場能源新建、能源改造的建設和管理;能源日常管理包括管理組織架構和崗位職責配套體系、能源項目一體化管理體系、能源系統建設效果評價體系的管理;智慧能源管控系統包括構成智慧能源管理系統相關的軟件、硬件、網絡和安全防護。

智慧能源管控系統由智慧能源系統、智慧能源監控系統、智慧能源管控平臺和信息安全體系構成。


三级片网址 圖 6 智慧能源管控系統四部分構成

(一)智慧能源系統

智慧能源系統包括供能系統和用能系統,納入統一的能源管控系統,同步協調控制。

三级片网址 供能側在滿足安全可靠、綠色環保的前提下,綜合考慮經濟性、節能等因素,來確定供能系統的組成形式、系統配置、設備容量等。

用能側采用能效高的用能設備和系統,用能系統末端的配置、測量及控制手段滿足精細化管控的要求。包括機場水站對二次水泵采用變頻控制、供冷或供熱水路末端設置調節閥等,實現精確控制;在機房相關合適位置,設置足夠的測點,能夠真實準確的反應所在區域的溫度、濕度等參數。

三级片网址 智慧能源系統的運行方式和舉例說明如下:


圖 7 智慧能源系統運行方式

在高電價時段,供電計劃中多安排光伏發電、天然氣發電、儲能放電等供電方式;在低電價時段,多利用市電,同時進行儲能充電。在冷(熱)負荷較低的時段,進行儲冷(熱);在冷(熱)負荷較高的時段,儲冷(熱)設施放冷。

三级片网址 通過集中登機口、控制照明等手段,引導旅客集中,減少旅客密度較低區域的供能負荷;用能控制與航班信息、旅客分布情況等聯動,減少無人或少人區域的照明、供冷、供熱;根據航班信息,提前對旅客經停區域的負荷進行調節,保證旅客的舒適度。

(二)智慧能源監控系統

三级片网址 能源監控系統遵從統一監控,分散控制的設計原則,各能源站(中心)BA控制系統能夠對能源系統中主要保障參數進行自動控制。


圖 8 統一監控,分區控制示例


圖 9 能源監控系統

(三)智慧能源管控平臺

智慧能源管控平臺由能源調控及節能、綜合管理、基礎數據資源和數據接口構成。


圖 10 智慧能源管控平臺-1

機場根據實際情況,在條件允許的情況下,可以把能源監控統一接入智慧能源管控平臺(也可在能源監控系統實現),實現能源運行監控一體化,通過能源調控及節能模塊實現性能分析、優化調控評估和能源負荷預測,為供能計劃和節能計劃提供智能決策。


三级片网址 圖 11 智慧能源管控平臺-2

三级片网址 通過能源綜合管理模塊實現計量結算(業財一體)、故障預警、能耗管理和智能運維,為能源運行和管理提供信息化支撐和智能決策模型。


三级片网址 圖 12 智慧能源管控平臺-3

三级片网址 基于能源運行數據,包括能源設備基本信息、能源設備運行信息、能源計量數據、用能協議、能耗指標考核和機場運行數據借助大數據技術,實現數據多維統計分析和智能挖掘,為精細化能源管理和運行提供支持。

(四)安全體系

三级片网址 智慧能源管理系統需要關注安全防護、功能安全和信息安全。安全防護通過智能視頻監控和出入口管控實現能源設備設施(園區)的智慧安防,通過HAZOP評估和SIL安全體系確保功能安全,通過劃分安全分區,通過單向物理隔離裝置,實現生產區、管理區分離,確保生產的持續安全。


三级片网址 圖 13 安全體系由安全防護、功能安全、信息安全構成

同時,能源安全事件、信息安全事件和隱患排查信息需要及時上傳到機場安全管理平臺,把能源系統安全納入統一機場安全管理體系。


圖表 14 與機場安全管理系統對接

根據某民用機場能源管理系統項目規劃和建設實踐,接下來重點介紹智慧能源管理系統建設思路和當前上線功能。


圖表 15 智慧能源管理信息系統建設的四個堅持

<全文完>

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