淺析能耗管理系統(tǒng)在大型機(jī)場中的應(yīng)用

摘要：近年來，隨著我國機(jī)場建設(shè)腳步的加快，機(jī)場建設(shè)中對能耗管理的自動化程度和要求越來越高。機(jī)場在運營中會消耗大量的水、電、氣等各種資源，如何降低機(jī)場運營成本，在保持高質(zhì)量服務(wù)水平的基礎(chǔ)上減少能耗，將“耗能大戶"轉(zhuǎn)化為“節(jié)能大戶"已成為機(jī)場運營管理工作的重點之一。文章利用國內(nèi)前沿科技，綜合了其他大型項目多位能耗設(shè)計專家的經(jīng)驗，為蕭山國際機(jī)場三期(T4)能耗計量系統(tǒng)打造出了一套適應(yīng)性強(qiáng)的平臺系統(tǒng)，經(jīng)過平臺多階段測試，可保證能耗管理系統(tǒng)正式上線后持續(xù)為機(jī)場提供穩(wěn)定的運行服務(wù)，減輕機(jī)場能耗管理的負(fù)擔(dān)。

關(guān)鍵詞:綠色機(jī)場； 能耗管理；

0項目概況

杭州蕭山國際機(jī)場三期(T4)項目位于浙江省杭州市 蕭山區(qū)機(jī)場原址，總建筑面積達(dá) 150 萬 m2 ，本期建設(shè)范圍為新建航站樓及陸側(cè)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(shè)標(biāo)志性項目，也是第19屆亞洲運動會重要基礎(chǔ)配套項目，三期擴(kuò)建整體項目按滿足 2030年機(jī)場旅客吞吐量 9000 萬人次要求設(shè)計，主要建設(shè)新建航站樓(設(shè)計能力5000萬人次)、陸側(cè)交通中心53萬m2、 商業(yè)開發(fā)(賓館及辦公)17萬m2、能源中心以及相關(guān)市政 配套設(shè)施等，同時在新建航站樓地下配套建設(shè)機(jī)場高鐵站。三期擴(kuò)建項目投運后，蕭山機(jī)場以“平安、綠色、智慧、 人文"四型機(jī)場建設(shè)作為重點工作清單，在綠色機(jī)場建設(shè)方面，杭州蕭山國際機(jī)場三期(T4)已獲得綠色建筑設(shè)計評價標(biāo)識。

1系統(tǒng)架構(gòu)及設(shè)計要點

多項研究表明，能耗管理整套系統(tǒng)由珠海派諾提供，系統(tǒng)覆蓋本期建 設(shè)全部智能電表與水表(智能電表3080塊，智能水表518塊)，根據(jù)項目整體設(shè)計原則，能耗管理系統(tǒng)前端采集信號 均采用無鹵低煙阻燃耐火B(yǎng)級控制線纜敷設(shè)；將前端數(shù)據(jù)通 過控制線纜采集至弱電間內(nèi)的派諾通信管理機(jī)，由通信管理機(jī)的網(wǎng)絡(luò)端口上傳至機(jī)場三期的機(jī)電綜合網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)傳輸層及核心層均采用赫斯曼專業(yè)級工業(yè)交換機(jī)。

該系統(tǒng)平臺內(nèi)所有數(shù)據(jù)以Web API、http 等方式將分類分項形式通過機(jī)電綜合網(wǎng)核心交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)至IBMS接口、電力監(jiān)控系統(tǒng)、熱力交換站系統(tǒng)，通過外網(wǎng)(專線)轉(zhuǎn)發(fā) 至杭州市能源管理綜合平臺。

2系統(tǒng)管理平臺性能

能耗綜合管理服務(wù)平臺滿足《能源管理體系 要求》(GB/T 23331—2012)，作為整個機(jī)場能耗統(tǒng)籌管理及日常使用*核心的板塊之一，是機(jī)場重點把控的質(zhì)量控制對象。該系 統(tǒng)采用構(gòu)件化的軟件架構(gòu)，提供成套工具方便用戶實現(xiàn)數(shù) 據(jù)模型建立、組件裝配、系統(tǒng)界面組態(tài)、系統(tǒng)備份等一系 列完備功能，在該平臺實際開發(fā)以及實際應(yīng)用上，同時保 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(nèi)存、硬盤、網(wǎng)絡(luò)等 提供后臺實時監(jiān)測及網(wǎng)絡(luò)、硬件故障預(yù)警功能，保障平臺 可持續(xù)不間斷工作。

平臺通過對 IIS 應(yīng)用程序池設(shè)置自動定時回收機(jī)制， 保障資源的有效利用和及時回收，避免平臺長時間運行導(dǎo) 致的資源不足和癱瘓宕機(jī)現(xiàn)象。

平臺通過數(shù)據(jù)倉儲技術(shù)和數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行 加工處理，提升訪問性能和可靠性，主要包括可通過異常 數(shù)據(jù)判定規(guī)則對數(shù)據(jù)品質(zhì)進(jìn)行判斷，識別出負(fù)數(shù)、過大、過小、空數(shù)等垃圾數(shù)據(jù)，結(jié)合告警規(guī)則判斷并產(chǎn)生告警事 件；將小時、天、月、年等顆粒度的能耗數(shù)據(jù)按分類、分區(qū) 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(xiàn)之一，由系統(tǒng)平臺架構(gòu)師引導(dǎo)，依據(jù)運營方會議或書面形式提供后 續(xù)設(shè)計需要的資料，明確 UI 風(fēng)格、操作習(xí)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明書等，使用戶操作易于掌握和使用，減輕操作者的負(fù)擔(dān)，軟件使用滿意度高。

(3)可維護(hù)性。該平臺可在不影響其他模塊的情況下，修復(fù)現(xiàn)有平臺中的問題或缺陷，并擁有*的異常日志管 理模塊，當(dāng)出現(xiàn)異常狀況時可提供詳細(xì)的異常信息。同時，可為運營方單獨提供操作性強(qiáng)的維護(hù)手冊，在發(fā)生問題后 運營方可根據(jù)錯誤代碼在手冊中檢索問題處理的詳細(xì)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(zhuǎn)訪問其他系統(tǒng)應(yīng)用或從其他系統(tǒng)接入數(shù)據(jù)，平臺和應(yīng)用系統(tǒng)的集成分專業(yè)類別不同，也有不同的集成深度，主要包括信息共享、流程統(tǒng)一、數(shù)據(jù)互動等。

3系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理流程

數(shù)據(jù)采集服務(wù)主要實現(xiàn)對計量儀表的原始數(shù)據(jù)、人工 錄入數(shù)據(jù)、第三方系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的采集、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)。

平臺支持多種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議采集或第三方系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)， 同時具備快速規(guī)約開發(fā)能力，根據(jù)設(shè)計要求，該平臺支持 通過 Modbus TCP、Modbus RTU、IEC104 等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議采集設(shè) 備數(shù)據(jù)， 支持通過 Web Service、Web API、OPC、ODBC 等 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議采集第三方系統(tǒng)數(shù)據(jù)。通過對異常數(shù)據(jù)或不完整 數(shù)據(jù)進(jìn)行自動補(bǔ)采，針對無法補(bǔ)采的數(shù)據(jù)可提供算法修復(fù) 或人工補(bǔ)錄修復(fù)，常用的數(shù)據(jù)修復(fù)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(tǒng)采用構(gòu)件化的軟件技術(shù)設(shè)計，每個功能模塊都是由多個質(zhì)量可靠的獨立組件搭建而成，每個組件實現(xiàn)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)，只需很小的改動即可快速響應(yīng)用戶需求的變更，大幅度提高了軟件效率和用戶滿意度。

該機(jī)場通過 Pi-ModelManager 工具對區(qū)域、分類分項、配電等數(shù)據(jù)模型進(jìn)行自定義，自定義內(nèi)容包括模型類別、 名稱、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)源等。

平臺組件的數(shù)據(jù)源及顯示方式可根據(jù)需要進(jìn)行組態(tài)配 置，即同一個組件針對不同應(yīng)用場景可配置顯示單維度數(shù)據(jù)圖、多維度數(shù)據(jù)圖、多種數(shù)據(jù)呈現(xiàn)方式組合等不同內(nèi)容及方式表現(xiàn)。平臺也可配置多個組件聯(lián)動顯示，當(dāng)一個組件顯示內(nèi)容發(fā)生變化時，會聯(lián)動其他組件同步刷新顯示， 實現(xiàn)多個組件之間的互聯(lián)互通。

運營單位可通過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(shù)據(jù)綁定等功能。

5機(jī)場能耗管理平臺的系統(tǒng)集成

平臺支持應(yīng)用集成和數(shù)據(jù)集成兩種方式，可集成第三方系統(tǒng)或設(shè)備的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)多個系統(tǒng)之間的信息互通和共享。通過“共享 Cookie"的單點登錄方式實現(xiàn)與第三方系統(tǒng)的集成，用戶在瀏覽器端輸入具備相關(guān)權(quán)限的賬號密碼 登錄平臺后，無須再次認(rèn)證即可訪問其他已集成的第三方系統(tǒng)，在同一個系統(tǒng)上實現(xiàn)多個系統(tǒng)的操作和應(yīng)用。

6機(jī)場能耗管理平臺管理層的安全設(shè)計

該系統(tǒng)采用異地容災(zāi)、統(tǒng)一管理的方式，每天執(zhí)行一次增量備份，每30d 執(zhí)行一次完整備份，通過網(wǎng)絡(luò)將備份 數(shù)據(jù)存放至異地IDC機(jī)房托管，并制訂相應(yīng)的災(zāi)難恢復(fù)計劃。一旦災(zāi)難發(fā)生，異地數(shù)據(jù)備份管理軟件通過互聯(lián)網(wǎng)將備份數(shù)據(jù)傳至主機(jī)系統(tǒng)，可在極短時間內(nèi)完成數(shù)據(jù)切換， 保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生硬件等故障時，系統(tǒng)前端采集器可支持?jǐn)?shù) 據(jù)30d的存儲時間，待恢復(fù)正常后進(jìn)行數(shù)據(jù)重傳。數(shù)據(jù)采集設(shè)備具備良好的自恢復(fù)能力，出現(xiàn)異常時，可以自動重連，恢復(fù)通信能力，還可以根據(jù)需要進(jìn)行遠(yuǎn)程系統(tǒng)修改和升級。

在整條采集數(shù)據(jù)鏈傳輸采用加密的私有協(xié)議，在沒有密鑰的情況下，無法解析出原始數(shù)據(jù)，可有效保障數(shù)據(jù)從計量設(shè)備到采集器之間的傳輸安全。

平臺提供*的權(quán)限管理和驗證功能，嚴(yán)格定義不同級別用戶的頁面權(quán)限、數(shù)據(jù)權(quán)限和操作權(quán)限，確保不同角色用戶登錄系統(tǒng)后僅能查看和操作已授權(quán)的界面和數(shù)據(jù)， 保證平臺數(shù)據(jù)的安全性。

7能耗預(yù)測分析

機(jī)場的能耗預(yù)測分析與天氣、旅客量、航班數(shù)等因素 的關(guān)聯(lián)性較大，且與時間呈周期性相關(guān)。因此，能源管理系統(tǒng)可根據(jù)歷史能耗數(shù)據(jù)，結(jié)合未來一段時間的天氣情況、航班數(shù)等數(shù)據(jù)預(yù)測未來能耗，幫助機(jī)場管理人員進(jìn)行能源調(diào)度，合理規(guī)劃安排照明、空調(diào)等設(shè)備的啟停使用。另外，能耗預(yù)測及趨勢分析技術(shù)還可幫助機(jī)場財務(wù)人員完成年度用能費用預(yù)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)開放平臺是一套基于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺，建立統(tǒng)一的上下行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，為互聯(lián)網(wǎng)用戶提供能源物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)的平臺。用戶僅需購買安科瑞物聯(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(jī)和電腦得到所需的行業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)。

該平臺提供數(shù)據(jù)駕駛艙、電氣安全監(jiān)測、電能質(zhì)量分析、用電管理、預(yù)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、多語言、多終端數(shù)據(jù)訪問。

（2）應(yīng)用場所

本平臺適用于公寓出租戶、連鎖小超市、小型工廠、樓管系統(tǒng)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(jié)構(gòu)

（4）平臺功能

◆電力集抄

電力集抄模塊可以實現(xiàn)對各種監(jiān)測數(shù)據(jù)的查詢、分析、預(yù)警及綜合展示，以保證配電室的環(huán)境友好。在智能化方面實現(xiàn)供配電監(jiān)控系統(tǒng)的遙測'、遙信、遙控控制，對系統(tǒng)進(jìn)行綜合檢測和統(tǒng)一管理；在數(shù)據(jù)資源管理方面，可以顯示或查詢供配電室內(nèi)各設(shè)備運行（包括歷史和實時參數(shù)，并根據(jù)實際情況進(jìn)行日報、月報和年報查詢或打印，提高工作效率，節(jié)約人力資源。

變壓器監(jiān)控

配電圖

◆能耗分析

能耗分析模塊采用自動化、信息化技術(shù)，實現(xiàn)從能源數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控、能源介質(zhì)消耗分析、能耗管理等全過程的自動化、科學(xué)化管理，使能源管理、能源生產(chǎn)以及使用的全過程有機(jī)結(jié)合起來，運用先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)，進(jìn)行離線生產(chǎn)分析與管理，實現(xiàn)全廠能源系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)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(dá)到節(jié)能降耗和提升整體能源管理水平的目的。

能耗概況

◆預(yù)付費管理

1）登陸管理：管理操作員賬戶及權(quán)限分配，查看系統(tǒng)日志等功能；

2）系統(tǒng)配置：對建筑、通訊管理機(jī)、儀表及默認(rèn)參數(shù)進(jìn)行配置；

3）用戶管理：對商鋪用戶執(zhí)行開戶、銷戶、遠(yuǎn)程分合閘、批量操作及記錄查詢等操作；

4）售電管理：對已開戶的表進(jìn)行遠(yuǎn)程售電、退電、沖正及記錄查詢等操作；

5）售水管理：對已開戶的表進(jìn)行遠(yuǎn)程售水、退水、記錄查詢等操作；

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，本系統(tǒng)所有的報表及記錄查詢，都支持excel格式導(dǎo)出。

預(yù)付費看板

◆充電樁管理

通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對接入系統(tǒng)的充電樁站點和各個充電樁進(jìn)行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時對各類故障如充電機(jī)過溫保護(hù)、充電機(jī)輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進(jìn)行預(yù)警。云平臺包含了充電收費和充電樁運營的所有功能，包括城市級大屏、交易管理、財務(wù)管理、變壓器監(jiān)控、運營分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能。

◆智能照明

智能照明通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對安裝在城市各區(qū)域的室內(nèi)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(shù)據(jù)監(jiān)測，也可以實現(xiàn)定時開關(guān)策略配置及后臺遠(yuǎn)程管理和移動管理等，降低路燈設(shè)施的維護(hù)難度和成本，提升管理水平，并達(dá)到一定節(jié)能減掛的效果。

監(jiān)控頁面

◆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(zāi)探測器，對引發(fā)電氣火災(zāi)的主要因素（導(dǎo)線溫度、電流和剩余電流）進(jìn)行不間斷的數(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計分析，并將發(fā)現(xiàn)的各種隱患信息及時推送給企業(yè)管理人員，指導(dǎo)企業(yè)實現(xiàn)第一時間的排查和治理，達(dá)到消除潛在電氣火災(zāi)安全隱患，實現(xiàn)“防患于未然"的目的。

◆智慧消防

通過云平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現(xiàn)科學(xué)預(yù)警火災(zāi)、網(wǎng)格化管理、落實多元責(zé)任監(jiān)管等目標(biāo)。補(bǔ)充了原先針對“九小場所"和危化品生產(chǎn)企業(yè)無法有效監(jiān)控的空白，適應(yīng)于所有公建和民建，實現(xiàn)了無人化值守智慧消防，實現(xiàn)智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統(tǒng)化"、用電管理“精細(xì)化"的實際需求。

（5）系統(tǒng)硬件配置

9結(jié)束語

隨著能耗監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展的深入，各類品牌百家齊放，但對機(jī)場項目而言，在整套專業(yè)系統(tǒng)的搭建和應(yīng)用上更注重具有功能*、可靠安全、操作方便等特點。文章研究了杭州蕭山國際機(jī)場三期(T4)的能耗系統(tǒng)建設(shè)實踐，對未來新建的機(jī)場項目具有一定的參考意義。

參考文獻(xiàn)

［1］袁黃峻，劉恒杰，劉 陽．能耗管理系統(tǒng)在大型機(jī)場中的應(yīng)用

［2］葉紹武,姚國梁.杭州蕭山國際機(jī)場擴(kuò)建及空調(diào)冷熱源輸送系統(tǒng)的探討[J].浙江建筑,

［3］肖瓊. 昆明長水國際機(jī)場能耗數(shù)據(jù)采集分析管理系統(tǒng)的研究 與分析[D].昆明:云南大學(xué),2018.

［4］企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.05版.