能耗管理系統在大型機場(chǎng)中的應用

摘要：近年來(lái)，隨著(zhù)我國機場(chǎng)建設腳步的加快，機場(chǎng)建設中對能耗管理的自動(dòng)化程度和要求越來(lái)越高。機場(chǎng)在運營(yíng)中會(huì )消耗大量的水、電、氣等各種資源，如何降低機場(chǎng)運營(yíng)成本，在保持高質(zhì)量服務(wù)水平的基礎上減少能耗，將“耗能大戶(hù)"轉化為“節能大戶(hù)"已成為機場(chǎng)運營(yíng)管理工作的重點(diǎn)之一。文章利用國內前沿科技，綜合了其他大型項目多位能耗設計專(zhuān)家的經(jīng)驗，為蕭山國際機場(chǎng)三期(T4)能耗計量系統打造出了一套適應性強的平臺系統，經(jīng)過(guò)平臺多階段測試，可保證能耗管理系統正式上線(xiàn)后持續為機場(chǎng)提供穩定的運行服務(wù)，減輕機場(chǎng)能耗管理的負擔。

關(guān)鍵詞:綠色機場(chǎng)； 能耗管理；

0項目概況

杭州蕭山國際機場(chǎng)三期(T4)項目位于浙江省杭州市 蕭山區機場(chǎng)原址，總建筑面積達 150 萬(wàn) m2 ，本期建設范圍為新建航站樓及陸側交通中心工程旅客航站樓及北三指廊。該項目為浙江省大通道建設標志性項目，也是第19屆亞洲運動(dòng)會(huì )重要基礎配套項目，三期擴建整體項目按滿(mǎn)足 2030年機場(chǎng)旅客吞吐量 9000 萬(wàn)人次要求設計，主要建設新建航站樓(設計能力5000萬(wàn)人次)、陸側交通中心53萬(wàn)m2、 商業(yè)開(kāi)發(fā)(賓館及辦公)17萬(wàn)m2、能源中心以及相關(guān)市政 配套設施等，同時(shí)在新建航站樓地下配套建設機場(chǎng)高鐵站。三期擴建項目投運后，蕭山機場(chǎng)以“平安、綠色、智慧、 人文"四型機場(chǎng)建設作為重點(diǎn)工作清單，在綠色機場(chǎng)建設方面，杭州蕭山國際機場(chǎng)三期(T4)已獲得綠色建筑設計評價(jià)標識。

1系統架構及設計要點(diǎn)

多項研究表明，能耗管理整套系統由珠海派諾提供，系統覆蓋本期建 設全部智能電表與水表(智能電表3080塊，智能水表518塊)，根據項目整體設計原則，能耗管理系統前端采集信號 均采用無(wú)鹵低煙阻燃耐火B級控制線(xiàn)纜敷設；將前端數據通 過(guò)控制線(xiàn)纜采集至弱電間內的派諾通信管理機，由通信管理機的網(wǎng)絡(luò )端口上傳至機場(chǎng)三期的機電綜合網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò )傳輸層及核心層均采用赫斯曼專(zhuān)業(yè)級工業(yè)交換機。

該系統平臺內所有數據以Web API、http 等方式將分類(lèi)分項形式通過(guò)機電綜合網(wǎng)核心交換機轉發(fā)至IBMS接口、電力監控系統、熱力交換站系統，通過(guò)外網(wǎng)(專(zhuān)線(xiàn))轉發(fā) 至杭州市能源管理綜合平臺。

2系統管理平臺性能

能耗綜合管理服務(wù)平臺滿(mǎn)足《能源管理體系 要求》(GB/T 23331—2012)，作為整個(gè)機場(chǎng)能耗統籌管理及日常使用*核心的板塊之一，是機場(chǎng)重點(diǎn)把控的質(zhì)量控制對象。該系 統采用構件化的軟件架構，提供成套工具方便用戶(hù)實(shí)現數 據模型建立、組件裝配、系統界面組態(tài)、系統備份等一系 列完備功能，在該平臺實(shí)際開(kāi)發(fā)以及實(shí)際應用上，同時(shí)保 證如下性能。

(1)可靠性。平臺具備自診斷功能， 依靠珠海派諾 Pi- MonitorDiagnosis 診斷工具對 CPU、內存、硬盤(pán)、網(wǎng)絡(luò )等 提供后臺實(shí)時(shí)監測及網(wǎng)絡(luò )、硬件故障預警功能，保障平臺 可持續不間斷工作。

平臺通過(guò)對 IIS 應用程序池設置自動(dòng)定時(shí)回收機制， 保障資源的有效利用和及時(shí)回收，避免平臺長(cháng)時(shí)間運行導 致的資源不足和癱瘓宕機現象。

平臺通過(guò)數據倉儲技術(shù)和數據預處理技術(shù)對數據進(jìn)行 加工處理，提升訪(fǎng)問(wèn)性能和可靠性，主要包括可通過(guò)異常 數據判定規則對數據品質(zhì)進(jìn)行判斷，識別出負數、過(guò)大、過(guò)小、空數等垃圾數據，結合告警規則判斷并產(chǎn)生告警事 件；將小時(shí)、天、月、年等顆粒度的能耗數據按分類(lèi)、分區 域等多種維度進(jìn)行匯總。

(2)易用性。易用性是平臺性能的重要體現之一，由系統平臺架構師引導，依據運營(yíng)方會(huì )議或書(shū)面形式提供后 續設計需要的資料，明確 UI 風(fēng)格、操作習慣、功能提示等 方面，所有的功能界面與操作流程保持一致，并為其提供 豐富的列表指示、幫助文檔以及符合要求的操作說(shuō)明書(shū)等，使用戶(hù)操作易于掌握和使用，減輕操作者的負擔，軟件使用滿(mǎn)意度高。

(3)可維護性。該平臺可在不影響其他模塊的情況下，修復現有平臺中的問(wèn)題或缺陷，并擁有完善的異常日志管 理模塊，當出現異常狀況時(shí)可提供詳細的異常信息。同時(shí)，可為運營(yíng)方單獨提供操作性強的維護手冊，在發(fā)生問(wèn)題后 運營(yíng)方可根據錯誤代碼在手冊中檢索問(wèn)題處理的詳細步驟 與方法。

(4)集成能力。該項目要求平臺具備高度集成能力，利用第三方接口服務(wù)，直接跳轉訪(fǎng)問(wèn)其他系統應用或從其他系統接入數據，平臺和應用系統的集成分專(zhuān)業(yè)類(lèi)別不同，也有不同的集成深度，主要包括信息共享、流程統一、數據互動(dòng)等。

3系統數據處理流程

數據采集服務(wù)主要實(shí)現對計量?jì)x表的原始數據、人工 錄入數據、第三方系統轉發(fā)數據的采集、存儲和轉發(fā)。

平臺支持多種標準協(xié)議采集或第三方系統數據轉發(fā)， 同時(shí)具備快速規約開(kāi)發(fā)能力，根據設計要求，該平臺支持 通過(guò) Modbus TCP、Modbus RTU、IEC104 等標準協(xié)議采集設 備數據， 支持通過(guò) Web Service、Web API、OPC、ODBC 等 標準協(xié)議采集第三方系統數據。通過(guò)對異常數據或不完整 數據進(jìn)行自動(dòng)補采，針對無(wú)法補采的數據可提供算法修復 或人工補錄修復，常用的數據修復算法有平均值算法和歷 史插值算法等。

4平臺組態(tài)

能源管理系統采用構件化的軟件技術(shù)設計，每個(gè)功能模塊都是由多個(gè)質(zhì)量可靠的獨立組件搭建而成，每個(gè)組件實(shí)現特定的業(yè)務(wù)。功能業(yè)務(wù)及界面模塊也可自由組態(tài)，只需很小的改動(dòng)即可快速響應用戶(hù)需求的變更，大幅度提高了軟件效率和用戶(hù)滿(mǎn)意度。

該機場(chǎng)通過(guò) Pi-ModelManager 工具對區域、分類(lèi)分項、配電等數據模型進(jìn)行自定義，自定義內容包括模型類(lèi)別、 名稱(chēng)、數據結構、數據源等。

平臺組件的數據源及顯示方式可根據需要進(jìn)行組態(tài)配 置，即同一個(gè)組件針對不同應用場(chǎng)景可配置顯示單維度數據圖、多維度數據圖、多種數據呈現方式組合等不同內容及方式表現。平臺也可配置多個(gè)組件聯(lián)動(dòng)顯示，當一個(gè)組件顯示內容發(fā)生變化時(shí)，會(huì )聯(lián)動(dòng)其他組件同步刷新顯示， 實(shí)現多個(gè)組件之間的互聯(lián)互通。

運營(yíng)單位可通過(guò)Pi-ModelManager 關(guān)聯(lián)的 SVG 組態(tài)工具進(jìn)行圖形組態(tài)，該工具提供圖元編輯、事件綁定、數據綁定等功能。

5機場(chǎng)能耗管理平臺的系統集成

平臺支持應用集成和數據集成兩種方式，可集成第三方系統或設備的數據，實(shí)現多個(gè)系統之間的信息互通和共享。通過(guò)“共享 Cookie"的單點(diǎn)登錄方式實(shí)現與第三方系統的集成，用戶(hù)在瀏覽器端輸入具備相關(guān)權限的賬號密碼 登錄平臺后，無(wú)須再次認證即可訪(fǎng)問(wèn)其他已集成的第三方系統，在同一個(gè)系統上實(shí)現多個(gè)系統的操作和應用。

6機場(chǎng)能耗管理平臺管理層的安全設計

該系統采用異地容災、統一管理的方式，每天執行一次增量備份，每30d 執行一次完整備份，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )將備份 數據存放至異地IDC機房托管，并制訂相應的災難恢復計劃。一旦災難發(fā)生，異地數據備份管理軟件通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將備份數據傳至主機系統，可在極短時(shí)間內完成數據切換， 保障系統穩定運行。

當系統發(fā)生硬件等故障時(shí)，系統前端采集器可支持數 據30d的存儲時(shí)間，待恢復正常后進(jìn)行數據重傳。數據采集設備具備良好的自恢復能力，出現異常時(shí)，可以自動(dòng)重連，恢復通信能力，還可以根據需要進(jìn)行遠程系統修改和升級。

在整條采集數據鏈傳輸采用加密的私有協(xié)議，在沒(méi)有密鑰的情況下，無(wú)法解析出原始數據，可有效保障數據從計量設備到采集器之間的傳輸安全。

平臺提供完善的權限管理和驗證功能，嚴格定義不同級別用戶(hù)的頁(yè)面權限、數據權限和操作權限，確保不同角色用戶(hù)登錄系統后僅能查看和操作已授權的界面和數據， 保證平臺數據的安全性。

7能耗預測分析

機場(chǎng)的能耗預測分析與天氣、旅客量、航班數等因素 的關(guān)聯(lián)性較大，且與時(shí)間呈周期性相關(guān)。因此，能源管理系統可根據歷史能耗數據，結合未來(lái)一段時(shí)間的天氣情況、航班數等數據預測未來(lái)能耗，幫助機場(chǎng)管理人員進(jìn)行能源調度，合理規劃安排照明、空調等設備的啟停使用。另外，能耗預測及趨勢分析技術(shù)還可幫助機場(chǎng)財務(wù)人員完成年度用能費用預算。

8 Acrel-EIOT能源物聯(lián)網(wǎng)云平臺

（1）概述

Acrel-EIoT能源物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放平臺是一套基于物聯(lián)網(wǎng)數據中臺，建立統一的上下行數據標準，為互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)提供能源物聯(lián)網(wǎng)數據服務(wù)的平臺。用戶(hù)僅需購買(mǎi)安科瑞物聯(lián)網(wǎng)傳感器，選配網(wǎng)關(guān)，自行安裝后掃碼即可使用手機和電腦得到所需的行業(yè)數據服務(wù)。

該平臺提供數據駕駛艙、電氣安全監測、電能質(zhì)量分析、用電管理、預付費管理、充電樁管理、智能照明管理、異常事件報警和記錄、運維管理等功能，并支持多平臺、多語(yǔ)言、多終端數據訪(fǎng)問(wèn)。

（2）應用場(chǎng)所

本平臺適用于公寓出租戶(hù)、連鎖小超市、小型工廠(chǎng)、樓管系統集成商、小型物業(yè)、智慧城市、變配電站、建筑樓宇、通信基站、工業(yè)能耗、智能燈塔、電力運維等領(lǐng)域。

（3）平臺結構

（4）平臺功能

◆電力集抄

電力集抄模塊可以實(shí)現對各種監測數據的查詢(xún)、分析、預警及綜合展示，以保證配電室的環(huán)境友好。在智能化方面實(shí)現供配電監控系統的遙測'、遙信、遙控控制，對系統進(jìn)行綜合檢測和統一管理；在數據資源管理方面，可以顯示或查詢(xún)供配電室內各設備運行（包括歷史和實(shí)時(shí)參數，并根據實(shí)際情況進(jìn)行日報、月報和年報查詢(xún)或打印，提高工作效率，節約人力資源。

變壓器監控

配電圖

◆能耗分析

能耗分析模塊采用自動(dòng)化、信息化技術(shù)，實(shí)現從能源數據采集、過(guò)程監控、能源介質(zhì)消耗分析、能耗管理等全過(guò)程的自動(dòng)化、科學(xué)化管理，使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過(guò)程有機結合起來(lái)，運用先進(jìn)的數據處理與分析技術(shù)，進(jìn)行離線(xiàn)生產(chǎn)分析與管理，實(shí)現全廠(chǎng)能源系統的統一調度，優(yōu)化能源介質(zhì)平衡、有效利用能源，提高能源質(zhì)量、降低能源消耗，達到節能降耗和提升整體能源管理水平的目的。

能耗概況

◆預付費管理

1）登陸管理：管理操作員賬戶(hù)及權限分配，查看系統日志等功能；

2）系統配置：對建筑、通訊管理機、儀表及默認參數進(jìn)行配置；

3）用戶(hù)管理：對商鋪用戶(hù)執行開(kāi)戶(hù)、銷(xiāo)戶(hù)、遠程分合閘、批量操作及記錄查詢(xún)等操作；

4）售電管理：對已開(kāi)戶(hù)的表進(jìn)行遠程售電、退電、沖正及記錄查詢(xún)等操作；

5）售水管理：對已開(kāi)戶(hù)的表進(jìn)行遠程售水、退水、記錄查詢(xún)等操作；

6）報表中心：提供售電、售水財務(wù)報表、用能報表、報警報表等查詢(xún)，本系統所有的報表及記錄查詢(xún)，都支持excel格式導出。

預付費看板

◆充電樁管理

通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對接入系統的充電樁站點(diǎn)和各個(gè)充電樁進(jìn)行不間斷地數據采集和監控，同時(shí)對各類(lèi)故障如充電機過(guò)溫保護、充電機輸入輸出過(guò)壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進(jìn)行預警。云平臺包含了充電收費和充電樁運營(yíng)的所有功能，包括城市級大屏、交易管理、財務(wù)管理、變壓器監控、運營(yíng)分析、基礎數據管理等功能。

◆智能照明

智能照明通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對安裝在城市各區域的室內照明、城市路燈等照明回路的用電狀態(tài)進(jìn)行不間斷地數據監測，也可以實(shí)現定時(shí)開(kāi)關(guān)策略配置及后臺遠程管理和移動(dòng)管理等，降低路燈設施的維護難度和成本，提升管理水平，并達到一定節能減掛的效果。

監控頁(yè)面

◆安全用電

安全用電采用自主研發(fā)的剩余電流互感器、溫度傳感器、電氣火災探測器，對引發(fā)電氣火災的主要因素（導線(xiàn)溫度、電流和剩余電流）進(jìn)行不間斷的數據跟蹤與統計分析，并將發(fā)現的各種隱患信息及時(shí)推送給企業(yè)管理人員，指導企業(yè)實(shí)現第一時(shí)間的排查和治理，達到消除潛在電氣火災安全隱患，實(shí)現“防患于未然"的目的。

◆智慧消防

通過(guò)云平臺進(jìn)行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實(shí)現科學(xué)預警火災、網(wǎng)格化管理、落實(shí)多元責任監管等目標。補充了原先針對“九小場(chǎng)所"和?；飞a(chǎn)企業(yè)無(wú)法有效監控的空白，適應于所有公建和民建，實(shí)現了無(wú)人化值守智慧消防，實(shí)現智慧消防“自動(dòng)化"、“智能化"、“系統化"、用電管理“精細化"的實(shí)際需求。

（5）系統硬件配置

9結束語(yǔ)

隨著(zhù)能耗監測系統發(fā)展的深入，各類(lèi)品牌百家齊放，但對機場(chǎng)項目而言，在整套專(zhuān)業(yè)系統的搭建和應用上更注重具有功能強大、可靠安全、操作方便等特點(diǎn)。文章研究了杭州蕭山國際機場(chǎng)三期(T4)的能耗系統建設實(shí)踐，對未來(lái)新建機場(chǎng)項目具有一定的參考意義。

參考文獻

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