民用機場的能源管理系統研究

惠名笠

（河南省機場集團有限公司，河南 鄭州 450000）

隨著我國民用機場的不斷增多，隨之而來的是能源消耗的迅猛增長。在此背景下，機場的能源管理成為社會各界廣泛關注的一項熱點話題。近年來，我國民航局頒布了大量有關綠色機場的發展意見及行業標準規范，作為綠色機場發展中的重要內容，如何在保證機場優質服務水平的前提下降低能耗，將機場“耗能大戶”的身份轉變為“節能大戶”，塑造良好的社會形象，為社會節能降耗貢獻一份力量，是當前民用機場運營管理所需思考研究的一項重要課題。

1 民用機場能源管理系統功能概述

民用機場使用的能源種類涉及照明、供暖、給排水等一系列內容。民用機場能源管理系統設計旨在實現對機場內各式各樣能源消耗的有效監控、優化，對重要耗能設備的運行狀況及能源管網的狀況開展科學合理地分析、管理，主要工作內容涉及完善儀表測量系統、自控網絡系統及兼容其他系統，實現能源系統的采集及監控，系統軟件可實現對能源系統一系列信息數據的全面集成，并且還可實現計劃運行、整合分析、績效考核等相關功能，依托相應時長的運行即可制定出相應的能源優化方案，保障能源管理系統的有序運行。結合民用機場規模及建筑特征而言，民用機場能源管理系統還表現下述幾方面特征：一是安全可靠的要求。安全對于民用航空而言至關重要，因為民用機場客流量龐大，所以必須要確保安防、照明、空調通風等系統的安全有序運行。因而，民用機場能源管理系統的通信網絡應具備十足的可靠性，計算機網絡應具備充足的帶寬，從而確保各子系統能耗數據的高效傳輸、存儲，確保數據同步。二是可擴展性、開放性要求。民用機場能源管理系統除去自身系統以外，還要能夠實現與其他相關系統對接及數據傳輸交互的功能。

2 國內外民用機場能源管理系統發展現狀

民用機場是我國航空運輸系統的重要組成部分。隨著社會經濟的不斷發展，我國民用機場建設規模、數量不斷擴大增長。據我國民航局頒布數據顯示，我國境內民用運輸機場現已達到241個，全年旅客吞吐量已超過10億人次。隨著近年來民航局不斷倡導行業節能減排，諸如北京、南京等樞紐機場相繼遵循“綠色機場”要求，結合自身實際情況，致力于打造機場能源管理系統。比如，北京首都國際機場從2015年開始著手機場能源管理系統研發工作，通過打造機場能源數據中心，對機場內的照明、供暖、制冷、給排水等能源消耗狀況開展統一監測、管理及分散控制，并開展能源消耗量、能源成本等數據的統計分析，取代了傳統人工紙質報表的管理模式。能源管理系統可直觀呈能源消耗狀況，并依托嵌入策略的專家決策系統為機場運營提供有力指導，進一步切實提升了機場的運營效率。機場能源管理系統可實現的功能主要包括有查找耗能設備的低效環節、支撐建立能源管理體系、整合運行優化策略、系統分析能耗成本等。又如，南京祿口國際機場從2014年開始著手建設能源管理系統，依托打造獨特的能源管理平臺，在確保機場耗能設備安全有序運行的基礎上，對能源開展全面系統地管理，利用大量科學針對的管理手段，收獲了顯著的節能效果。除此之外，機場建立起了能源管理系統與機場航班、空調、照明等系統設備的有效連接，從技術層面出發實現了節能降耗。與此同時，諸如日本等國外機場也積極推進能源管理相關建設。比如，2015年日本成田國際機場總耗能達到4649TJ。相關統計顯示，有一半以上的能源耗費在航站樓的空調系統及相關附屬設備上。長期以來，日本成田國際機場不斷加大了對旅客去、辦公區等區域的空調、照明能耗的管控力度。機場在T2航站樓建設有建筑節能管理系統，可實現對空調系統、電力系統等相關設施設備耗能狀況的實時檢測，并對采集的各項信息數據開展統計分析，進一步結合分析結果制定管理對策。

3 民用機場能源管理數字化運維系統設計

傳統的建筑能源管理系統難以充分適應民用機場運營需求。換言之，民用機場能源管理系統具有一定的獨特性，其能源管理應涵蓋橫向、縱向兩大方向，其中，橫向涉及從能源供應、傳輸、消耗等環節對能源開展全面管理控制，縱向涉及如何保障機場能源使用安全、能源系統化精細化管理、與能源關聯各子系統實時動態監測控制、聯動等方面。所以，對于民用機場的能源管理數字化運維系統而言，應當是集成能源供應、能源傳輸、能源消耗、設備管理、運維策略、節能策略等功能于一體的數字化運維系統，這一系統不僅可推進對機場能源、設備的全面管理，還可實現成本控制、節能降耗、集成管理，最終達成民用機場能源管理的整體運維目標。對于民用機場能源管理數字化運維系統網絡結構而言，主要由中心監控層、子模塊接入層以及現場設備層構成。其中，中心監控層可實現能源管理系統中各項設備的狀態監測、能耗監測、計量計費等功能，另外還可實現與其他相關系統的連接功能，系統選取B/S架構，管理人員可經由系統界面對系統中設備及其能耗狀況進行實時動態查看。子模塊接入層將機場的空調監控、電力監控、照明監控等與能源相關子功能模塊經由標準接口，與能源管理系統相連接，以此為各功能模塊的管理控制及不同功能模塊之間的聯動提供有效便利。現場設備層中數據采集裝置可實現對一系列信息數據全面采集、統計分析等功能，以及可實現對中心信息層指令的有效接收，并向現場設備層設備下達指令，采集并分析通過基礎設備獲取的相關信息數據，并將信息數據經由有線、無線等方式傳輸傳輸至能源管理系統。另外，機場能源管理數字化運維系統可在數據庫中構建數據模型，依托核心策略分析層開展策略分析，進一步得出符合機場能源管理系統的管理策略，經由一系列人機交互界面，為機場管理人員操作提供有效便利，進一步達成對機場能源的系統化、精細化管理。

4 民用機場能源管理系統發展前景

民用機場是一個重要的大型公共區域，如何降低其用能、控制其用能成本是當前迫切需要解決的一大難題。隨著民用機場能源結構轉型的不斷推進，及其能源需求的逐步更新，傳統能源管理系統勢必難以滿足民用機場的發展需求，為此需要引入大數據、物聯網等先進網絡信息技術建設機場智慧能源管理系統，特別是在電力領域對智慧能源的需求更為迫切。針對上述問題，智慧能源管理系統在發電、輸配電、供電等環節可實現良好的優化效果，其中，在發電方面，智慧能源管理系統可作用于調節負荷平滑間歇性能源，提升備用電網容量等；在輸配電方面，智慧能源管理系統可作用于提升電能質量，縮減能源損耗，提升輸配電設備利用率等；在供電方面，智慧能源管理系統可作用于降低用電成本，提升電能質量及供電可靠性。比如，上海浦東機場憑借其所建設的智慧能源管理系統，使機場在能源優化、電力節能等方面收獲明顯成效，節能幅度超過14%。隨著科學技術的不斷發展及社會大眾節能環保意識的逐步增強，機場智慧能源管理系統必然可在我國越來越多民用機場中得到推廣。

5 結語

總之，面對越來越嚴峻的環境形勢，對于一直是“耗能大戶”的民用機場而言，加強對能源管理系統的研究開發尤為必要。鑒于此，民用機場相關人員必須要不斷鉆研、總結經驗，明確民用機場能源管理系統重要性，從多個不同方面著手推進對能源管理系統的研究開發，從而推動我國民航行業可持續健康發展。