【摘要】根據航站樓的特點(diǎn)，從航站樓能源消耗現狀、能源管理系統的功能、系統架構、子系統以及能源的優(yōu)化調度方案五個(gè)方面介紹了航站樓能源管理系統的設計，并對節能效果進(jìn)行了預測。
關(guān)鍵詞：航站樓 ；能源管理系統 ；節能降耗 ；能源優(yōu)化
1、引言
隨著(zhù)國內機場(chǎng)數量的逐年遞增，機場(chǎng)能源消耗也在持續增長(cháng)，尤其是大型航站樓，各種能源的消耗數量巨大。近年來(lái)，我國出臺了一系列關(guān)于綠色機場(chǎng)的發(fā)展意見(jiàn)和行業(yè)標準規范，能源的合理應用作為綠色機場(chǎng)發(fā)展中的重要內容，如何對機場(chǎng)能源進(jìn)行合理化利用，以達到節能降耗的效果值得深入研究。
機場(chǎng)的能源消耗主要來(lái)自航站樓， 目前，要想了解航站樓的能源消耗情況， 只能通過(guò)能源管理科室的工作人員進(jìn)行人工統計，其時(shí)效性和準確率有一定的局限，對能源的使用管理和分析存在一定的困難。國內鋼鐵和化工等生產(chǎn)企業(yè)已將能源管理系統納入生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化中，并融合 DCS 系統，建立了生產(chǎn)過(guò)程和能源管理于一體的管理體系。論文針對航站樓的特點(diǎn)和能源管理要求，系統的介紹了能源管理系統的設計。
2、航站樓能源管理系統功能介紹
航站樓使用的能源種類(lèi)有電力、水、暖氣和空調等內容。能源管理系統的設計目標是實(shí)現對航站樓內各種能源消耗的監測、控制及優(yōu)化，對關(guān)鍵能耗設備的運行情況和能源管網(wǎng)的情況做到科學(xué)的分析及決策，主要工作內容有：完善儀表測量系統、自控網(wǎng)絡(luò )系統以及兼容其他系統，實(shí)現能源系統的采集和監控，系統軟件可以集成能源系統的各種信息，并具有計劃運行、統計分析、計量結算和考核績(jì)效等功能，通過(guò)一段時(shí)間的運行，可以建立能源優(yōu)化方案，使能源管理系統運行達到經(jīng)濟合理的目標。航站樓能源管理系統的整體功能如圖 1 所示。
圖1航站樓能源管理系統整體功能
根據航站樓的規模和建筑特征，航站樓能源管理系統還應具有以下特點(diǎn)：
1）安全可靠的要求
民用航空的安全一直是不可逾越的紅線(xiàn)，人流量巨大，因此，要保證照明、空調通風(fēng)以及安防等系統的安全可靠運行。系統的通信網(wǎng)絡(luò )應具有較高的可靠性，計算機網(wǎng)絡(luò )應具有足夠的帶寬，以保證各子系統能耗數據的實(shí)時(shí)傳輸和存儲，實(shí)現數據同步。
2）可擴展性和開(kāi)放性的要求航站樓能源管理系統除了自身的系統外，還要具備與其他系統對接和數據共享的功能。
3、航站樓能源管理系統設計
3.1系統架構
航站樓能源管理系統整體架構采用分層分布式結構，由決策層、管理層和操作層三部分組成，系統架構如圖 2 所示。在航站樓能源系統主控室設置主服務(wù)器和冗余服務(wù)器，防止數據丟失。配置一臺UPS電源，保證電網(wǎng)供電中斷情況下的持續供電，防止數據丟失。應用軟件采用國內外成熟的組態(tài)軟件，可以實(shí)現畫(huà)面的自行組態(tài)、數據監測控制、事故記錄報警、數據存儲、數據報表以及OPC服務(wù)器接口等功能。
決策層是管理模式的級別，通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)能源管理系統對航站樓的能源消耗進(jìn)行決策。管理層由工程師站、操作監控站、能源管理系統軟件、數據庫和服務(wù)器等組成，管理層可以通過(guò)能耗綜合查詢(xún)、能源預警和計劃以及分類(lèi)分項對比等功能，使節能管理規范化和細化。操作層由現場(chǎng)終端儀表和相對單一的控制系統構成，在需要計量和控制的區域設置電力儀表、溫度計和流量計等設備，將現場(chǎng)采集的數據傳輸至主控室。照明系統和鍋爐系統可以獨立運行，為對能源進(jìn)行調控，通過(guò)OPC服務(wù)器將其數據共享傳輸至服務(wù)器，通過(guò)計算編程實(shí)現能源系統的優(yōu)化。
圖2航站樓能源管理系統架構
3.2子系統
由于能源管理涉及的范圍較廣，分區域操作可以使管理運行方便，因此，本系統設置了六個(gè)子系統，分別為智能照明控制系統、空調智能控制系統、智能配電監測系統、鍋爐控制系統、給排水系統和智能網(wǎng)絡(luò )監控系統。各子系統應管理好管轄區域內的監控數據和信息，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò )與能源管理主控系統進(jìn)行連接，實(shí)現數據的上傳和管理。
3.2.1智能照明控制系統
航站樓的照明范圍廣，光源數量多，由于各區域對照明的需求各不相同，對照明的靈活性提出了要求。采用智能照明控制系統不僅可以滿(mǎn)足照度的要求，還可以節約大量的能源。智能照明控制系統應滿(mǎn)足控制的獨立性，并且可以在主控室同時(shí)監測控制照明系統的狀態(tài)，使其在特殊情況下實(shí)現相應的控制。
3.2.2空調智能控制系統
空調是航站樓里的耗能對象，空調的優(yōu)化應用是節約能源的重中之重。目前，空調智能控制系統主要通過(guò)繼電器控制和DDC控制這兩種方式實(shí)現。本設計中采用DDC控制方式，系統預留OPC接口，達到系統的單獨控制和主控樓集中控制的要求。該空調控制系統需具備供冷、供暖、除濕和加濕功能，回風(fēng)機、排風(fēng)口和電動(dòng)風(fēng)門(mén)通過(guò)智能控制系統，可實(shí)現自動(dòng)混合、新風(fēng)和循環(huán)式運行。
3.2.3智能配電監測系統
本設計采用的智能配電監控系統主要包括航站樓內所有配電室、UPS、各種用電負荷以及應急柴油發(fā)電機組等設備的監控。系統可以對航站樓內的各項電能消耗做出能耗管理和分析，通過(guò)歷史數據和預估數據做出相應的節能方案，達到節約能源的效果。同時(shí)，該系統具備與主控樓能源管理系統之間的數據通信功能，可以讓上級管理者做出合理的決策，實(shí)現節能降耗的細化管理。
3.2.4鍋爐控制系統
本設計中的鍋爐控制系統可以對鍋爐的進(jìn)料、燃燒、煙風(fēng)、輔機及排煙凈化五個(gè)系統分別進(jìn)行實(shí)時(shí)監測和數據分析。數據分析主要是運行數據和經(jīng)濟數據分析，通過(guò)分析，可以實(shí)時(shí)顯示設備更換和維護保養信息，實(shí)現在線(xiàn)狀態(tài)檢修。同時(shí)，該系統具備安全隱患報警功能，可以降低安全事故的發(fā)生頻率。
3.2.5給排水系統
本設計采用PLC實(shí)時(shí)監測航站樓內的給水排水相應的各種水位高低、水泵運行狀態(tài)和管網(wǎng)壓力，按照航站樓的使用要求，控制水泵的啟停、運行和相應閥門(mén)的開(kāi)關(guān)，以達到供給平衡，實(shí)現機泵的運行控制，達到節能的目的，并集中管理給排水系統中的各種儀表設備，保證系統運行的可靠性。
3.2.6智能網(wǎng)絡(luò )監控系統
航站樓有較多監控點(diǎn)位，跨度范圍較大，因此，采用智能網(wǎng)絡(luò )監控系統可以組織與管理分散的點(diǎn)和區域，該系統應具備視屏顯示和控制功能、報警聯(lián)動(dòng)功能、音頻視頻同步存儲功能、視頻圖像的智能分析報警功能以及手機APP查看功能，智能網(wǎng)絡(luò )監控系統還留有相應的數據接口，在能源管理系統中可實(shí)時(shí)獲取網(wǎng)絡(luò )視頻資源。
此外，飛行區、航站區、機務(wù)維修區以及各駐場(chǎng)單位的能耗數據均可使用此系統，實(shí)現整個(gè)機場(chǎng)和不同區域的能耗數據統計分析、能耗基準制定及排名公示等功能。
3.3能源管理系統的優(yōu)化與調度
在本系統中，能源管理系統的優(yōu)化建立在基礎數據采集、歷史數據及分區管理的基礎上，結合航班信息和天氣預測，提出能源優(yōu)化調度的建議，如在客流高峰時(shí)對不同區域的能耗進(jìn)行調節，對用能大項設置標準能耗值，以便實(shí)時(shí)發(fā)現無(wú)效能耗并采取相應的措施。
4、預期效果
本系統可以對航站樓能源消耗進(jìn)行監控管理，通過(guò)實(shí)時(shí)的能耗數據采集建立能源預測和優(yōu)化調度模型，對能源進(jìn)行在線(xiàn)動(dòng)態(tài)分析模擬計算，提出各種能源優(yōu)化的調度建議和方案，提高能源的利用，實(shí)現節能減排增效目標。
5、安科瑞能耗管理云平臺功能
5.1 平臺結構
5.2 平臺功能
5.3 設備選型
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6、結語(yǔ)
能源管理系統的推廣使用可以提高企業(yè)自動(dòng)化和信息化水平，同時(shí)促進(jìn)企業(yè)能源管理的水平，從傳統的各種能源介質(zhì)的獨立粗放管理模式到現在的能源集中監控、人員集中調度以及無(wú)人值守的管理模式，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，促進(jìn)了企業(yè)能源管理水平的提升。
目前，能源管理系統正逐步向各個(gè)行業(yè)推廣應用，盡管運營(yíng)管理與其他行業(yè)存在差異，但節能增效已成為各行業(yè)不可忽視的工作。本文在借鑒其他行業(yè)能源管理的基礎上，結合航站樓特點(diǎn)，按照系統建設目標和功能要求，對航站樓能源管理系統功能架構進(jìn)行設計，希望對行業(yè)的建設起到推動(dòng)作用。
【參考文獻】
