民用航空的安全一直是不可逾越的红线,人流量巨大,因此,要保证照明、空调通风以及安防等系统的安全可靠运行。系统的通信网络应具有较高的可靠性,计算机网络应具有足够的带宽,以保证各子系统能耗数据的实时传输和存储,实现数据同步。
航站楼能源管理系统整体架构采用分层分布式结构,由决策层、管理层和操作层三部分组成,系统架构如图 2 所示。在航站楼能源系统主控室设置主服务器和冗余服务器,防止数据丢失。配置一台UPS电源,保证电网供电中断情况下的持续供电,防止数据丢失。应用软件采用国内外成熟的组态软件,可以实现画面的自行组态、数据监测控制、事故记录报警、数据存储、数据报表以及OPC服务器接口等功能。
决策层是管理模式的级别,通过访问能源管理系统对航站楼的能源消耗进行决策。管理层由工程师站、操作监控站、能源管理系统软件、数据库和服务器等组成,管理层可以通过能耗综合查询、能源预警和计划以及分类分项对比等功能,使节能管理规范化和细化。操作层由现场终端仪表和相对单一的控制系统构成,在需要计量和控制的区域设置电力仪表、温度计和流量计等设备,将现场采集的数据传输至主控室。照明系统和锅炉系统可以独立运行,为对能源进行调控,通过OPC服务器将其数据共享传输至服务器,通过计算编程实现能源系统的优化。
图2航站楼能源管理系统架构
3.2子系统
由于能源管理涉及的范围较广,分区域操作可以使管理运行方便,因此,本系统设置了六个子系统,分别为智能照明控制系统、中央空调智能控制系统、智能配电监测系统、锅炉控制系统、给排水系统和智能网络监控系统。各子系统应管理好管辖区域内的监控数据和信息,并通过网络与能源管理主控系统进行连接,实现数据的上传和管理。
3.2.1智能照明控制系统
航站楼的照明范围广,光源数量多,由于各区域对照明的需求各不相同,对照明的灵活性提出了要求。采用智能照明控制系统不仅可以满足照度的要求,还可以节约大量的能源。智能照明控制系统应满足控制的独立性,并且可以在主控室同时监测控制照明系统的状态,使其在特殊情况下实现相应的控制。
3.2.2中央空调智能控制系统
空调是航站楼里的耗能对象,空调的优化应用是节约能源的重中之重。目前,中央空调智能控制系统主要通过继电器控制和DDC控制这两种方式实现。本设计中采用DDC控制方式,系统预留OPC接口,达到系统的单独控制和主控楼集中控制的要求。该空调控制系统需具备供冷、供暖、除湿和加湿功能,回风机、排风口和电动风门通过智能控制系统,可实现自动混合、新风和循环式运行。
3.2.3智能配电监测系统
本设计采用的智能配电监控系统主要包括航站楼内所有配电室、UPS、各种用电负荷以及应急柴油发电机组等设备的监控。系统可以对航站楼内的各项电能消耗做出能耗管理和分析,通过历史数据和预估数据做出相应的节能方案,达到节约能源的效果。同时,该系统具备与主控楼能源管理系统之间的数据通信功能,可以让上级管理者做出合理的决策,实现节能降耗的细化管理。
3.2.4锅炉控制系统
本设计中的锅炉控制系统可以对锅炉的进料、燃烧、烟风、辅机及排烟净化五个系统分别进行实时监测和数据分析。数据分析主要是运行数据和经济数据分析,通过分析,可以实时显示设备更换和维护保养信息,实现在线状态检修。同时,该系统具备安全隐患报警功能,可以降低安全事故的发生频率。
3.2.5给排水系统
本设计采用PLC实时监测航站楼内的给水排水相应的各种水位高低、水泵运行状态和管网压力,按照航站楼的使用要求,控制水泵的启停、运行和相应阀门的开关,以达到供给平衡,实现机泵的运行控制,达到节能的目的,并集中管理给排水系统中的各种仪表设备,保证系统运行的可靠性。
3.2.6智能网络监控系统
航站楼有较多监控点位,跨度范围较大,因此,采用智能网络监控系统可以组织与管理分散的点和区域,该系统应具备视屏显示和控制功能、报警联动功能、音频视频同步存储功能、视频图像的智能分析报警功能以及手机APP查看功能,智能网络监控系统还留有相应的数据接口,在能源管理系统中可实时获取网络视频资源。
此外,飞行区、航站区、机务维修区以及各驻场单位的能耗数据均可使用此系统,实现整个机场和不同区域的能耗数据统计分析、能耗基准制定及排名公示等功能。
3.3能源管理系统的优化与调度
在本系统中,能源管理系统的优化建立在基础数据采集、历史数据及分区管理的基础上,结合航班信息和天气预测,提出能源优化调度的建议,如在客流高峰时对不同区域的能耗进行调节,对用能大项设置标准能耗值,以便实时发现无效能耗并采取相应的措施。
4、预期效果
本系统可以对航站楼能源消耗进行监控管理,通过实时的能耗数据采集建立能源预测和优化调度模型,对能源进行在线动态分析模拟计算,提出各种能源优化的调度建议和方案,提高能源的利用,实现节能减排增效目标。
5.2 平台功能