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智慧能源管控系统 在民用机场节能减排应用浅谈

发布时间:2023年05月17日 来源:中国自动识别网 作者:王丽莉

“十四五”期间,节能减排是近五年来我国重点工作之一,需要坚持稳中求进工作总基调,立足新发展阶段,完整、准确、全面贯彻新发展理念,构建新发展格局,推动高质量发展,完善实施能源消费强度和总量双控(以下称能耗双控)、主要污染物排放总量控制制度,组织实施节能减排重点工程,进一步健全节能减排政策机制,推动能源利用效率大幅提高、主要污染物排放总量持续减少,实现节能降碳减污协同增效、生态环境质量持续改善,确保完成“十四五”节能减排目标,为实现碳达峰、碳中和目标奠定坚实基础。
2021年12月28日,国务院颁布了《国务院关于印发“十四五”节能减排综合工作方案的通知》,通知的目的在于大力推动节能减排,深入打好污染防治攻坚战,加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系,推进经济社会发展全面绿色转型,助力实现碳达峰、碳中和目标。其中第四点交通物流节能减排工程,是推动绿色机场建设,有序推进港口机场岸电等基础设施建设。
中国民航局在2022年9月发布《2022中国民航绿色发展政策与行动》,该行动提出中国民航要重科技创新的战略支撑作用,从技术、运行、市场、基础设施建设等方面统筹推进行业绿色发展,加快形成绿色低碳循环发展格局,推动中国民航发展全面绿色转型。其中在第三部分运行管理中重点提出面向机场能源管理系统建设,中国民航大力推进机场智慧能源管理系统建设,提高能源使用与监控效率。由此可见,智慧能源管控对于中国民用机场在节能减排方面起到的重要作用及意义。
 
民用机场能源管控平台现状
随着全球工业化突飞猛进,化石能源井喷式消耗,对环境气候造成了恶劣影响。为保障可持续发展,国内外都制定了严格的节能减排行动计划和时间表,民用航空业作为能源消耗大户,同样面临着如何实现高效节能减排的挑战。
近年来,随着国内外民航业飞速发展,机场规模和数量不断增长,机场能耗总量持续扩张,机场周边人口密度和商业逐渐增加,机场运行与周边环境的相互影响日益密切,政府和民航业正面临越来越大的节能减排压力。根据调研,传统机场能源管理系统平台目前存在一些问题如下。
管理架构复杂、信息不对称严重、管理盲区大
在我国民航领域,由于机场规模、组织形式、管理模式、区域划分的不同,能源管理的部门架构均存在不同程度的割裂与孤立。各机场由于管理架构的不同与复杂,在能源供应链上游产能管理和下游用能管理理念、管理方式上均不相同,造成各机场无法从系统角度进行综合考虑,在能源系统运行上出现管理盲区大、信息不对称、无统一目标等情况,进而无法达到系统能效最优。
能源管理平台与信息化建设目标盲目路径不清晰
传统能源系统基础设施的建设与信息化建设同步性影响运行控制。信息化建设规划不够,陆续投产的信息系统出现资源难以合理利用、重复投资的情况。很多后续建设的信息化系统出现通信网络资源短缺,因为前期设计和施工原因,改造空间裕度、投资规模、通讯稳定性等问题造成施工难度增加,系统稳定性变差。由于各个系统建设没有统一规划,承包商在系统建设过程使用不同标准(包括传输标准和接口标准),在后续整合、建设管理系统时难以推进,系统整合难度大。
机场管理数据不互通互联、孤岛问题明显
机场水、电、气、暖、冷、航站楼楼宇系统繁多,但都仅完成属地管理功能,存在信息孤岛,因此如需要完成各能源系统间的调度配合则需要充分的数据共享。若数据共享需求无法满足,会影响机场整体的安全运行管控、能源调度决策,进而对机场的整体能源运行综合管理水平造成影响。
传统能源管理系统的短板严重
目前国内的建筑能源管理系统主要应用在智能楼宇系统,国外的建筑能源管理系统产品是在自有品牌的BAS的系统产品基础上发展而来,没有针对机场能源行业的成熟产品。只有日本在机场航站楼有应用,但与其他品牌一样,建筑能源管理系统产品只对于建筑物内的楼宇系统,包括暖通空调,电力监控等进行能源分析管理,有一定的局限性。
长期以来,国内的建筑能源管理系统重点侧重于数据采集并配以简单的能耗数据分析系统,在日常运行中,不能得到有效应用。这些系统大都是楼宇自控系统的功能延伸,以能源统计和能耗分析为主,局限性较明显,已无法满足现代机场能源管理者和运维者的深层次多元需求。 
 
智慧能源管控系统解决问题
智慧能源管控系统以大数据、物联网、人工智能、数字孪生等技术为基础,对机场内各种能源场景的供能、用能子系统进行研究,研发以“一个场景、三大应用、三大中心”为核心的智慧能源管控平台,面向机场内各种能源场景的供能子系统,实现飞行区、工作区、市政设施、能源站等区域的用能供能子系统相关信息的集中显示、各能源子系统的能源计量、能耗计算/分析、能源系统设备故障预警;通过算法模型,实现不同能源形式(光伏、充电桩、能源站、市电等)的能源供给调优。
智慧能源管控系统在上层可以帮助机场内管理部门制定节能整改措施,提高能源使用效率,优化用能结构,提升用能的安全性、经济性、智能性,实现对机场内重点用能区域电、水、气、热等能耗数据的自动采集和分项、分类计量,能耗在线监测及运行管理,实现机场能源状态可视、作业可管、运营可控。
智慧能源管控系统基本实现对面能源管理体系业务和全过程的信息化管理覆盖和优化业务管理流程的管理。实现以智能运维为核心,智能管控为手段,建立一套完善的从生产到使用全过程全方位的能源体系,实现完整的智慧能源管控。
 
智慧能源管控系统在民用机场价值分析
通过研发大型民用机场智慧能源管控平台,与机场建成后能源系统的使用、调度、运维等实际工作相结合,充分利用信息化技术手段,能够有效提升机场能源利用效率、提高节能管理能力,降低运营成本,而且可以针对机场管理需求,制定合理的能源、设备使用策略,节能减排、减员增效。具体体现在:
确保机场能源互联网、管廊物联网的最终实现
从民航机场的发展来看,伴随着机场发展,机场能源结构将是兼容传统电网,并包含光伏、光热、电储能、热(冷)储能、CCHP、电制冷、燃料锅炉等,可以充分、广泛和有效地利用的、满足用户多样化能源需求的一种新型能源体系结构。伴随着此种能源结构的复杂化与用户需求的多样化,机场区域分布式能源将面临更为复杂的产、供、用的情况,此时更能发挥能源互联网的特点,将各类“数据”通过快速实时的云计算,将决策信息反馈至融合了大量分布式可再生能源发电装置和分布式储能装置,实现机场区域内能量和信息双向流动的互联共享网络,将机场能源的产与用成本降至最低,最终实现机场能源互联网。
全方面提升机场能源运营系统效率
机场行业区别于其他行业的主要特点就是其主要生产活动均是围绕服务航空业务开展的。因此,机场“行业”数据的引入与辅助决策将是机场能效提升的重要组成部分。机场拥有大量及丰富的业务相关数据资源,通过引入将航班、登机口、廊桥、客流等信息,机场可以辅助实现空调、照明、电扶梯等各用能系统的控制优化、调度,从而全方位地提升机场各类系统的运行效率,真正实现机场在“大数据”技术支持下智慧与绿色共存。
全面实现能源设备PDCA闭环管理
通过能源管理体系业务和全过程的信息化管理覆盖和优化业务管理流程,最终以用能设备智能运维为核心、节能智慧管控为手段、用能量化评价为准绳,建立一套完善的从生产、使用、运行维护到评价的全过程全方位的管理体系,实现完整的PDCA管理。
满足民航各层级管理数据需求
目前,民航机场的数据统计与汇总基于填报系统实现。而受填报方式影响,各层级数据要逐级汇总,层级越多数据的实效性就越差。而各机场又因为管理规模、业务范围、统计口径等差别,造成上报数据的可对比性较差,很难实现同类机场的横向对比,数据的应用价值较低。
而在实现机场能源互联网建设后,各机场的数据将由最基层数据进行上传汇总,确保了数据的准确性。而实时的数据采集周期确保了数据汇总与填报的实效性,多维度的汇总功能可以按照不同管理层级人员的需求,分别对基础数据进行整理计算,最终以图形化的形式展现给各级管理人员。
相较于其他弱电智能化系统,能源管理平台拥有降低运维成本和提高运维效率的特点和优势,随着国家大力发展双碳战略,能源管理系统将成为建立在物联网、云计算、大数据等基础平台之上的应用型平台,逐渐在民航机场的能耗管理专业领域得到广泛的认可和应用,今后将成为在节能减排领域重点应用试点工程之一。
 
(作者单位:中铁建设集团有限公司)
《中国自动识别技术》2023年第2期总第101期

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