民用機(jī)場(chǎng)的能源管理系統(tǒng)研究

惠名笠

（河南省機(jī)場(chǎng)集團(tuán)有限公司，河南 鄭州 450000）

隨著我國(guó)民用機(jī)場(chǎng)的不斷增多，隨之而來(lái)的是能源消耗的迅猛增長(zhǎng)。在此背景下，機(jī)場(chǎng)的能源管理成為社會(huì)各界廣泛關(guān)注的一項(xiàng)熱點(diǎn)話(huà)題。近年來(lái)，我國(guó)民航局頒布了大量有關(guān)綠色機(jī)場(chǎng)的發(fā)展意見(jiàn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，作為綠色機(jī)場(chǎng)發(fā)展中的重要內(nèi)容，如何在保證機(jī)場(chǎng)優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平的前提下降低能耗，將機(jī)場(chǎng)“耗能大戶(hù)”的身份轉(zhuǎn)變?yōu)椤肮?jié)能大戶(hù)”，塑造良好的社會(huì)形象，為社會(huì)節(jié)能降耗貢獻(xiàn)一份力量，是當(dāng)前民用機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)管理所需思考研究的一項(xiàng)重要課題。

1 民用機(jī)場(chǎng)能源管理系統(tǒng)功能概述

民用機(jī)場(chǎng)使用的能源種類(lèi)涉及照明、供暖、給排水等一系列內(nèi)容。民用機(jī)場(chǎng)能源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)場(chǎng)內(nèi)各式各樣能源消耗的有效監(jiān)控、優(yōu)化，對(duì)重要耗能設(shè)備的運(yùn)行狀況及能源管網(wǎng)的狀況開(kāi)展科學(xué)合理地分析、管理，主要工作內(nèi)容涉及完善儀表測(cè)量系統(tǒng)、自控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及兼容其他系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)的采集及監(jiān)控，系統(tǒng)軟件可實(shí)現(xiàn)對(duì)能源系統(tǒng)一系列信息數(shù)據(jù)的全面集成，并且還可實(shí)現(xiàn)計(jì)劃運(yùn)行、整合分析、績(jī)效考核等相關(guān)功能，依托相應(yīng)時(shí)長(zhǎng)的運(yùn)行即可制定出相應(yīng)的能源優(yōu)化方案，保障能源管理系統(tǒng)的有序運(yùn)行。結(jié)合民用機(jī)場(chǎng)規(guī)模及建筑特征而言，民用機(jī)場(chǎng)能源管理系統(tǒng)還表現(xiàn)下述幾方面特征：一是安全可靠的要求。安全對(duì)于民用航空而言至關(guān)重要，因?yàn)槊裼脵C(jī)場(chǎng)客流量龐大，所以必須要確保安防、照明、空調(diào)通風(fēng)等系統(tǒng)的安全有序運(yùn)行。因而，民用機(jī)場(chǎng)能源管理系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備十足的可靠性，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具備充足的帶寬，從而確保各子系統(tǒng)能耗數(shù)據(jù)的高效傳輸、存儲(chǔ)，確保數(shù)據(jù)同步。二是可擴(kuò)展性、開(kāi)放性要求。民用機(jī)場(chǎng)能源管理系統(tǒng)除去自身系統(tǒng)以外，還要能夠?qū)崿F(xiàn)與其他相關(guān)系統(tǒng)對(duì)接及數(shù)據(jù)傳輸交互的功能。

2 國(guó)內(nèi)外民用機(jī)場(chǎng)能源管理系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

民用機(jī)場(chǎng)是我國(guó)航空運(yùn)輸系統(tǒng)的重要組成部分。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)民用機(jī)場(chǎng)建設(shè)規(guī)模、數(shù)量不斷擴(kuò)大增長(zhǎng)。據(jù)我國(guó)民航局頒布數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)境內(nèi)民用運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)現(xiàn)已達(dá)到241個(gè)，全年旅客吞吐量已超過(guò)10億人次。隨著近年來(lái)民航局不斷倡導(dǎo)行業(yè)節(jié)能減排，諸如北京、南京等樞紐機(jī)場(chǎng)相繼遵循“綠色機(jī)場(chǎng)”要求，結(jié)合自身實(shí)際情況，致力于打造機(jī)場(chǎng)能源管理系統(tǒng)。比如，北京首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)從2015年開(kāi)始著手機(jī)場(chǎng)能源管理系統(tǒng)研發(fā)工作，通過(guò)打造機(jī)場(chǎng)能源數(shù)據(jù)中心，對(duì)機(jī)場(chǎng)內(nèi)的照明、供暖、制冷、給排水等能源消耗狀況開(kāi)展統(tǒng)一監(jiān)測(cè)、管理及分散控制，并開(kāi)展能源消耗量、能源成本等數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，取代了傳統(tǒng)人工紙質(zhì)報(bào)表的管理模式。能源管理系統(tǒng)可直觀呈能源消耗狀況，并依托嵌入策略的專(zhuān)家決策系統(tǒng)為機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)提供有力指導(dǎo)，進(jìn)一步切實(shí)提升了機(jī)場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)效率。機(jī)場(chǎng)能源管理系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的功能主要包括有查找耗能設(shè)備的低效環(huán)節(jié)、支撐建立能源管理體系、整合運(yùn)行優(yōu)化策略、系統(tǒng)分析能耗成本等。又如，南京祿口國(guó)際機(jī)場(chǎng)從2014年開(kāi)始著手建設(shè)能源管理系統(tǒng)，依托打造獨(dú)特的能源管理平臺(tái)，在確保機(jī)場(chǎng)耗能設(shè)備安全有序運(yùn)行的基礎(chǔ)上，對(duì)能源開(kāi)展全面系統(tǒng)地管理，利用大量科學(xué)針對(duì)的管理手段，收獲了顯著的節(jié)能效果。除此之外，機(jī)場(chǎng)建立起了能源管理系統(tǒng)與機(jī)場(chǎng)航班、空調(diào)、照明等系統(tǒng)設(shè)備的有效連接，從技術(shù)層面出發(fā)實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗。與此同時(shí)，諸如日本等國(guó)外機(jī)場(chǎng)也積極推進(jìn)能源管理相關(guān)建設(shè)。比如，2015年日本成田國(guó)際機(jī)場(chǎng)總耗能達(dá)到4649TJ。相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，有一半以上的能源耗費(fèi)在航站樓的空調(diào)系統(tǒng)及相關(guān)附屬設(shè)備上。長(zhǎng)期以來(lái)，日本成田國(guó)際機(jī)場(chǎng)不斷加大了對(duì)旅客去、辦公區(qū)等區(qū)域的空調(diào)、照明能耗的管控力度。機(jī)場(chǎng)在T2航站樓建設(shè)有建筑節(jié)能管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)、電力系統(tǒng)等相關(guān)設(shè)施設(shè)備耗能狀況的實(shí)時(shí)檢測(cè)，并對(duì)采集的各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)開(kāi)展統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn)一步結(jié)合分析結(jié)果制定管理對(duì)策。

3 民用機(jī)場(chǎng)能源管理數(shù)字化運(yùn)維系統(tǒng)設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的建筑能源管理系統(tǒng)難以充分適應(yīng)民用機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)需求。換言之，民用機(jī)場(chǎng)能源管理系統(tǒng)具有一定的獨(dú)特性，其能源管理應(yīng)涵蓋橫向、縱向兩大方向，其中，橫向涉及從能源供應(yīng)、傳輸、消耗等環(huán)節(jié)對(duì)能源開(kāi)展全面管理控制，縱向涉及如何保障機(jī)場(chǎng)能源使用安全、能源系統(tǒng)化精細(xì)化管理、與能源關(guān)聯(lián)各子系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)控制、聯(lián)動(dòng)等方面。所以，對(duì)于民用機(jī)場(chǎng)的能源管理數(shù)字化運(yùn)維系統(tǒng)而言，應(yīng)當(dāng)是集成能源供應(yīng)、能源傳輸、能源消耗、設(shè)備管理、運(yùn)維策略、節(jié)能策略等功能于一體的數(shù)字化運(yùn)維系統(tǒng)，這一系統(tǒng)不僅可推進(jìn)對(duì)機(jī)場(chǎng)能源、設(shè)備的全面管理，還可實(shí)現(xiàn)成本控制、節(jié)能降耗、集成管理，最終達(dá)成民用機(jī)場(chǎng)能源管理的整體運(yùn)維目標(biāo)。對(duì)于民用機(jī)場(chǎng)能源管理數(shù)字化運(yùn)維系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而言，主要由中心監(jiān)控層、子模塊接入層以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層構(gòu)成。其中，中心監(jiān)控層可實(shí)現(xiàn)能源管理系統(tǒng)中各項(xiàng)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)、能耗監(jiān)測(cè)、計(jì)量計(jì)費(fèi)等功能，另外還可實(shí)現(xiàn)與其他相關(guān)系統(tǒng)的連接功能，系統(tǒng)選取B/S架構(gòu)，管理人員可經(jīng)由系統(tǒng)界面對(duì)系統(tǒng)中設(shè)備及其能耗狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)查看。子模塊接入層將機(jī)場(chǎng)的空調(diào)監(jiān)控、電力監(jiān)控、照明監(jiān)控等與能源相關(guān)子功能模塊經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)接口，與能源管理系統(tǒng)相連接，以此為各功能模塊的管理控制及不同功能模塊之間的聯(lián)動(dòng)提供有效便利?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層中數(shù)據(jù)采集裝置可實(shí)現(xiàn)對(duì)一系列信息數(shù)據(jù)全面采集、統(tǒng)計(jì)分析等功能，以及可實(shí)現(xiàn)對(duì)中心信息層指令的有效接收，并向現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層設(shè)備下達(dá)指令，采集并分析通過(guò)基礎(chǔ)設(shè)備獲取的相關(guān)信息數(shù)據(jù)，并將信息數(shù)據(jù)經(jīng)由有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)等方式傳輸傳輸至能源管理系統(tǒng)。另外，機(jī)場(chǎng)能源管理數(shù)字化運(yùn)維系統(tǒng)可在數(shù)據(jù)庫(kù)中構(gòu)建數(shù)據(jù)模型，依托核心策略分析層開(kāi)展策略分析，進(jìn)一步得出符合機(jī)場(chǎng)能源管理系統(tǒng)的管理策略，經(jīng)由一系列人機(jī)交互界面，為機(jī)場(chǎng)管理人員操作提供有效便利，進(jìn)一步達(dá)成對(duì)機(jī)場(chǎng)能源的系統(tǒng)化、精細(xì)化管理。

4 民用機(jī)場(chǎng)能源管理系統(tǒng)發(fā)展前景

民用機(jī)場(chǎng)是一個(gè)重要的大型公共區(qū)域，如何降低其用能、控制其用能成本是當(dāng)前迫切需要解決的一大難題。隨著民用機(jī)場(chǎng)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的不斷推進(jìn)，及其能源需求的逐步更新，傳統(tǒng)能源管理系統(tǒng)勢(shì)必難以滿(mǎn)足民用機(jī)場(chǎng)的發(fā)展需求，為此需要引入大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)建設(shè)機(jī)場(chǎng)智慧能源管理系統(tǒng)，特別是在電力領(lǐng)域?qū)χ腔勰茉吹男枨蟾鼮槠惹小ａ槍?duì)上述問(wèn)題，智慧能源管理系統(tǒng)在發(fā)電、輸配電、供電等環(huán)節(jié)可實(shí)現(xiàn)良好的優(yōu)化效果，其中，在發(fā)電方面，智慧能源管理系統(tǒng)可作用于調(diào)節(jié)負(fù)荷平滑間歇性能源，提升備用電網(wǎng)容量等；在輸配電方面，智慧能源管理系統(tǒng)可作用于提升電能質(zhì)量，縮減能源損耗，提升輸配電設(shè)備利用率等；在供電方面，智慧能源管理系統(tǒng)可作用于降低用電成本，提升電能質(zhì)量及供電可靠性。比如，上海浦東機(jī)場(chǎng)憑借其所建設(shè)的智慧能源管理系統(tǒng)，使機(jī)場(chǎng)在能源優(yōu)化、電力節(jié)能等方面收獲明顯成效，節(jié)能幅度超過(guò)14%。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展及社會(huì)大眾節(jié)能環(huán)保意識(shí)的逐步增強(qiáng)，機(jī)場(chǎng)智慧能源管理系統(tǒng)必然可在我國(guó)越來(lái)越多民用機(jī)場(chǎng)中得到推廣。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，面對(duì)越來(lái)越嚴(yán)峻的環(huán)境形勢(shì)，對(duì)于一直是“耗能大戶(hù)”的民用機(jī)場(chǎng)而言，加強(qiáng)對(duì)能源管理系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)尤為必要。鑒于此，民用機(jī)場(chǎng)相關(guān)人員必須要不斷鉆研、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，明確民用機(jī)場(chǎng)能源管理系統(tǒng)重要性，從多個(gè)不同方面著手推進(jìn)對(duì)能源管理系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)，從而推動(dòng)我國(guó)民航行業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展。