大型機場航空地面設(shè)備“油改電”研究

王勁松 趙丹

北京首都機場動力能源有限公司

引言：對于“油改電”技術(shù)來說，其主要通過多臺高壓電機和無級調(diào)速液力耦合減速器改變鉆機傳統(tǒng)的柴油機驅(qū)動方式，將柴油機并車驅(qū)動改為交流電動機并車驅(qū)動。依托該技術(shù)，能夠在保證設(shè)備平穩(wěn)運行的同時降低廢氣污染，將其應(yīng)用于大型機場航空地面設(shè)備優(yōu)化中極為必要。

一、大型機場中航空地面設(shè)備“油改電”的必要性分析

第一，是國家能源轉(zhuǎn)型的現(xiàn)實要求。國家信息中心提供的數(shù)據(jù)顯示，到2020年，我國的石油消耗總量將達(dá)到6.3萬億噸；到2030年，我國石油消耗量的80%需要進口支持?？梢钥闯?，現(xiàn)階段，我國的石油消耗量較大，且能源安全問題的解決迫在眉睫，已然成為制約我國經(jīng)濟社會更好發(fā)展的因素?；谶@樣的情況，我國積極展開了能源轉(zhuǎn)型，而大型機場作為民航運輸?shù)闹匾?jié)點，需要主動響應(yīng)相關(guān)政策與工作內(nèi)容。為此，在大型機場航空地面設(shè)備的更新中引入“油改電”技術(shù)是必然選擇，能夠更好的發(fā)揮出大型機場對民航或是其他行業(yè)的示范性作用。

第二，是應(yīng)對氣候變化的必然選擇。近幾年來，我國的二氧化碳排放量逐年增加，其中，由能源消費引起的碳排放已經(jīng)由2005年的4.1億噸增長至2010年的7.7億噸[1]。為此，我國積極推行節(jié)能減排工作，降低區(qū)域內(nèi)的碳排放量，為緩解溫室效應(yīng)提供支持。而落實航空地面設(shè)備的“油改電”實踐就能夠?qū)崿F(xiàn)這一目標(biāo)，是當(dāng)前的必然選擇。

二、大型機場中航空地面設(shè)備“油改電”的實踐

（一）合理規(guī)劃充電樁

為了保證“油改電”的實施效果，需要在機場中合理規(guī)劃充電樁，滿足多種航空地面設(shè)備的充電需求。在此過程中，應(yīng)當(dāng)重點完成以下幾項工作：

第一，堅持“就近充電”的原則。通過在所有停機位附近設(shè)置充電樁，能夠降低航空地面設(shè)備的無效行駛路程。在該環(huán)節(jié)中，要結(jié)合航空地面設(shè)備的運行規(guī)律、停放規(guī)律等完成充電樁的規(guī)劃，確保充電樁在大型機場公共運行區(qū)域的全面覆蓋。第二，保證配電容量與充電樁相匹配，同時考量未來發(fā)展規(guī)劃，預(yù)留出相應(yīng)的擴容空間。具體來說，就是要結(jié)合當(dāng)前的充電需求、航空地面設(shè)備類型與能耗、未來發(fā)展需求等因素，完成所有充電樁配電負(fù)荷的計算。第三，結(jié)合電動車的實際投產(chǎn)進度提前落實供電與布樁工作，確保兩者同步展開。

（二）對充電標(biāo)準(zhǔn)進行統(tǒng)一

為了避免由于充電方式不統(tǒng)一而導(dǎo)致的充電效果下降、以及日常管理難度增加，需要設(shè)定并落實統(tǒng)一的充電標(biāo)準(zhǔn)。在此過程中，要重點關(guān)注以下幾項內(nèi)容：

第一，充電接口標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。確保所有的充電接口（充電樁及航空地面設(shè)備）符合我國《電動汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置》（GB/T 20234）中的相關(guān)規(guī)定，使用國標(biāo)交流9芯充電接口以及國標(biāo)直流7芯充電接口。第二，通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。保證使用的通信協(xié)議符合我國《電動汽車非車載傳導(dǎo)式充電機與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議》（GB/T 27930）中的相關(guān)規(guī)定，及應(yīng)用BMS系統(tǒng)以及實際參數(shù)完成指令發(fā)出，規(guī)范航空地面設(shè)備的充電行為。第三，交互過程標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。促使交互過程符合我國《電動汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng)》（GB/T 18487）中的相關(guān)規(guī)定，實現(xiàn)充電過程控制、安全防護、連接控制等操作的規(guī)范。

（三）建設(shè)智能化管理系統(tǒng)

為了保證“油改電”的先進性，需要構(gòu)建起智能化、信息化以及平臺化的運行管理系統(tǒng)。其中，應(yīng)當(dāng)重點完成的任務(wù)如下：第一，引入遠(yuǎn)程智能監(jiān)管，并實現(xiàn)刷卡認(rèn)證、落實充電的兼容。此時，要在《電動汽車遠(yuǎn)程服務(wù)與管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（GB/T 32960）的指導(dǎo)下，在航空地面設(shè)備（特種車輛）中加設(shè)車載終端[2]。第二，依托無線傳輸以及基于充電樁的管理網(wǎng)絡(luò)，在同一的管理平臺中完成航空地面設(shè)備以及各個充電樁的遠(yuǎn)程監(jiān)控。通過這樣的方式，能夠?qū)⒃O(shè)備狀態(tài)、故障信息、充電時的電池參數(shù)等內(nèi)容實時傳輸至平臺中，為所有車輛以及充電樁的動態(tài)監(jiān)控提供支持。第三，保證充電樁、車輛與監(jiān)控平臺的實時互聯(lián)?；诖?，可以實現(xiàn)設(shè)備與平臺之間的實時數(shù)據(jù)傳輸。在后續(xù)建設(shè)中，只需要結(jié)合需求完成電動車輛的購買即可。

（四）實施共享供電

依托共享供電的落實，能夠降低配電改造的成本，也進一步減小了機坪施工的難度以及相關(guān)改造工作對大型機場運行的影響。在這一過程中，可以使用配電電容共享、設(shè)置電纜管溝的方式實現(xiàn)登機橋的橋載設(shè)備、充電樁的共享供電。在此基礎(chǔ)上，筆者認(rèn)為，需要積極開發(fā)、應(yīng)用電源智能配電器，在保證設(shè)備實際電需的情況下，將多余的電量實時、動態(tài)分配給其他充電樁使用，實現(xiàn)供電改造成本、運行成本的最大程度降低。

（五）搭建集中充電維護保養(yǎng)站

在實踐中，應(yīng)當(dāng)構(gòu)建起集中充電維護保養(yǎng)站，實現(xiàn)航空地面設(shè)備的檢修維護智能監(jiān)管以及遠(yuǎn)程控制，確保航空地面設(shè)備得到專業(yè)化的維護保養(yǎng)，延長其使用年限的同時保護其運行安全。同時，結(jié)合設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，完成問題的動態(tài)挖掘與處理，為航空地面設(shè)備、充電樁的性能提升提供支持。另外，集中充電維護保養(yǎng)還可以為駐場單位的電動車提供保養(yǎng)服務(wù)，特別是動力電池的維護，以此達(dá)到保證持續(xù)安全運行、降低運行成本的效果。

總結(jié)：綜上所述，在大型機場中落實航空地面設(shè)備“油改電”工作具有極高的必要性。通過合理規(guī)劃充電樁、對充電標(biāo)準(zhǔn)進行統(tǒng)一、建設(shè)智能化管理系統(tǒng)、實施共享供電、搭建集中充電維護保養(yǎng)站，實現(xiàn)了“油改電”工作，并在保證充電安全性、設(shè)備運行穩(wěn)定性的同時，降低了改造與運營成本。