要知道,在過去,依靠基礎設施建設的投入,民航業在產業發展速度與規模上均獲一定突破,然而,民航發展需求增量、機場運行安全、旅客出行需求、環境生態保護等問題,依然沒有得到有效改善。因此,機場行業亟需從過去注重數量、總量、增量的量優式發展,轉向注重質量、效率、效益的質優式發展。
在這樣的時代背景下,“四型機場”應運而生,并強調以智慧手段發展其他三大要素。其中,“平安”作為基本要素,是實現“綠色”“智慧”與“人文”的基礎動力,并要以智慧為引領,完成整體規劃與部署。
供配電系統作為機場能源體系的承載,是機場不間斷運行的核心保障。供配電系統連接機場海量供配電設備、能源與電力系統、區域能源管理,如何安全高效地完成其“連接”的基本功能,保障能源的穩定傳輸不停擺,并配合數字化手段,構建可監測、可預測,可信賴的供配電體系,實現不同區域能源使用更為高效地分散控制和統一管理,則尤為重要。因此,機場要在頂層設計階段,就深度思考解決上述問題的方式,為數字化預留施展空間,為建設期實施可執行、可落地的智慧方案打好基礎。
機場設計應從三方面入手護航安全
數字化從來不是目的,而是手段。對于智慧機場設計者來說,確保基本用電負荷和不間斷供電,仍是重中之重。原上海民航新時代機場設計研究院電氣專家柴潔瓊表示,民航運輸機場屬一級用電負荷場所,尤其需要兩路獨立、可靠的電源供電。比如,跑道兩端的導航臺,用電負荷屬于一級負荷,兩路電源一主一備,通過ATS開關自動切換。而保證旅客安全樞紐的航管樓,根據其特殊用途和性質,也屬于一級用電負荷。
同時,對于特別重要的負荷,還必須設置柴油發電機組作為應急備用電源,全方位確保機場的不間斷運營。作為最主要的目視助航設施之一,助航燈光系統的運行可直接影響到飛行的安全,因此其用電負荷性質屬于一級負荷中的特別重要負荷。而航管樓內的導航設備、消防設備、應急照明等負荷也屬于一級負荷中的特別重要負荷,除兩路電源外,還設置應急電源,為保證導航設備的用電可靠性,采用柴油發電機組和不間斷電源UPS相結合的方式。由此可見,面對不同應用場景的用電需求,如何規劃可靠的主電源、備用電源接入,按不同場景實現對不同線路的負荷分析,是機場設計者需要思考的核心問題之一。
此外,設計者還應考慮變電站這一重要設施的用電需求。一方面,根據不同規模和用電負荷量,機場應設置專用的、不同負荷等級的中心變電站。對于超大型的樞紐機場,甚至還需分區域設置多個中心變電站、開閉所等,以滿足其用電需求。另一方面,由于目前電力系統中的諧波源,類型多且分布廣,用戶電網中的諧波電流可能主要來自本身的非線性設備,也可能來自外部線路。因此,通過合理設計和選擇濾波器,并正確地安裝和使用濾波器,設置電能質量優化裝置,是抑制諧波干擾的重要環節。
對此,柴潔瓊指出,為了保證全場供電運行管理的安全、可靠,機場設計者可在中心變電站內規劃設置電力監控和能耗監測系統,通過智能儀表、計算機網絡系統等技術,對中心變電站內供配電設備和回路進行統一監控、集中管理,及時或提前排查問題,防患于未然。
作為全球能效管理與自動化領域數字化轉型的專家,施耐德電氣認為,解決上述需求可從三方面入手:設計可靠的供配電設備與系統、部署數字化手段監測供配電體系變化、依托豐富的項目與數字化經驗。依托在機場行業的豐富經驗,施耐德電氣基于EcoStruxure架構與平臺,為機場系統部署高端斷路器、中低壓配電設備、UPS及備用電源,電能質量綜合管理及覆蓋強弱電一體的智慧管理平臺,在為機場提供具有高度穩定和可靠性的供配電設備的同時,確保關鍵配電、電場所,如中心變電站的正常負荷需求。
通過施耐德電氣PME/PSO電能管理軟件與EBO樓宇運營軟件的數據集成,機場配電系統中所有的智能化末端產品、用電設備等能夠無縫連接,獲得全局監控,并對末端產品產生的海量數據進行匯總和提煉,最終通過Web界面呈現簡單易懂且更有意義的高價值信息,幫助客戶實現包括電能質量監測分析、配電資產及能耗監測的分析與管理,全天候確保供配電系統運行的安全、可靠和高效,從而最大限度地提高電源可用性,提質增效。
機場設計同樣強調統一監管
的確,可靠的供配電設備與系統、數字化手段監測供配電體系變化,以及豐富的項目與數字化經驗切實可為機場“安全第一”不動搖,安全隱患“零容忍”護航,確保運營的不間斷供電。
而智慧機場建設,還應考慮如何利用數字化手段,解決傳統方式無法撬動的區域間協同問題與機場能源整體管理。眾所周知,機場擁有多個不同應用場景,對安全、能效管理方面的要求也不盡相同。這一點,在航站樓中體現的尤為明顯。
航站樓既是機場的重要組成部分,又是一個具有綜合性功能的樓宇。航站樓中既需要同一般建筑一樣,對水、暖、電氣等設備進行控制,又需兼顧旅客活動、貨運輸情況、安檢系統、停機坪照明等部分,并進行不同程度的監控。因此,如何安全、高效實現對一個龐大體系、不同區域、不同應用情況實施行之有效地分散控制與統一管理,也是機場設計者面前的“命題作文”。柴潔瓊強調,從供配電設計的角度而言,打造一座智慧機場,要以整體規劃思維為核心,并要利用好數字化“巧思”,應對機場部署的智能化用電設備可能產生的隱患。
依托EcoStruxure架構與平臺,施耐德電氣在打造機場智慧管理平臺的基礎上,充分利用包括EcoStruxure Power Advisor電力顧問、施耐德千里眼資產顧問EcoStruxure Asset Advisor、云能效樓宇顧問EcoStruxure Building Advisor等數字化應用,全面釋放與解析數據價值,以“無形之手”進一步優化不同區域近場人員,提供更高效便捷的運維體驗。
其中,施耐德千里眼資產顧問EcoStruxure Asset Advisor基于云架構及大數據分析能力,充分發掘數據價值,從診斷項目部署到服務關系對接,從專業縝密的推送方案到細致完整的設備設施健康報告,全面提升機場運維人員在提升供電連續性、解決分散設備集中管理、運維難度大等方面的能力。
眾所周知,打造智慧機場的頭炮,即頂層設計。機場設計者要從底層的供配電系統出發,根據機場定位及發展階段特征,科學分析,精準預測,使規劃設計方案科學、合理、可行,才能打造出真正一流的設計作品,護航機場建設與運營的安全、可靠與高效。
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