能耗管理系統(tǒng)在大型機場中的應用

項目概況

杭州蕭山國際機場三期(T4)項目位于浙江省杭州市 蕭山區(qū)機場原址，總建筑面積達 150 萬 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屆亞洲運動會重要基礎配套項目，三期擴建整體項目按滿足 2030年機場旅客吞吐量 9000 萬人次要求設計，主要建設新建航站樓(設計能力5000萬人次)、陸側交通中心53萬m2、 商業(yè)開發(fā)(賓館及辦公)17萬m2、能源中心以及相關市政 配套設施等，同時在新建航站樓地下配套建設機場高鐵站。三期擴建項目投運后，蕭山機場以“平安、綠色、智慧、 人文"四型機場建設作為重點工作清單，在綠色機場建設方面，杭州蕭山國際機場三期(T4)已獲得綠色建筑設計評價標識。

1系統(tǒng)架構及設計要點

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(tǒng)前端采集信號 均采用無鹵低煙阻燃耐火B級控制線纜敷設；將前端數據通 過控制線纜采集至弱電間內的派諾通信管理機，由通信管理機的網絡端口上傳至機場三期的機電綜合網，網絡傳輸層及核心層均采用赫斯曼專業(yè)級工業(yè)交換機。

該系統(tǒng)平臺內所有數據以Web API、http 等方式將分類分項形式通過機電綜合網核心交換機轉發(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(專線)轉發(fā) 至杭州市能源管理綜合平臺。

2系統(tǒng)管理平臺性能

能耗綜合管理服務平臺滿足《能源管理體系 要求》(GB/T 23331—2012)，作為整個機場能耗統(tǒng)籌管理及日常使用*核心的板塊之一，是機場重點把控的質量控制對象。該系 統(tǒng)采用構件化的軟件架構，提供成套工具方便用戶實現數 據模型建立、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、內存、硬盤、網絡等 提供后臺實時監(jiān)測及網絡、硬件故障預警功能，保障平臺 可持續(xù)不間斷工作。

平臺通過對 IIS 應用程序池設置自動定時回收機制， 保障資源的有效利用和及時回收，避免平臺長時間運行導 致的資源不足和癱瘓宕機現象。

平臺通過數據倉儲技術和數據預處理技術對數據進行 加工處理，提升訪問性能和可靠性，主要包括可通過異常 數據判定規(guī)則對數據品質進行判斷，識別出負數、過大、過小、空數等垃圾數據，結合告警規(guī)則判斷并產生告警事 件；將小時、天、月、年等顆粒度的能耗數據按分類、分區(qū) 域等多種維度進行匯總。

(2)易用性。易用性是平臺性能的重要體現之一，由系統(tǒng)平臺架構師引導，依據運營方會議或書面形式提供后 續(xù)設計需要的資料，明確 UI 風格、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明書等，使用戶操作易于掌握和使用，減輕操作者的負擔，軟件使用滿意度高。

(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，當出現異常狀況時可提供詳細的異常信息。同時，可為運營方單獨提供操作性強的維護手冊，在發(fā)生問題后 運營方可根據錯誤代碼在手冊中檢索問題處理的詳細步驟 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，直接跳轉訪問其他系統(tǒng)應用或從其他系統(tǒng)接入數據，平臺和應用系統(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、數據互動等。

3系統(tǒng)數據處理流程

數據采集服務主要實現對計量儀表的原始數據、人工 錄入數據、第三方系統(tǒng)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(tǒng)數據轉發(fā)， 同時具備快速規(guī)約開發(fā)能力，根據設計要求，該平臺支持 通過 Modbus TCP、Modbus RTU、IEC104 等標準協(xié)議采集設 備數據， 支持通過 Web Service、Web API、OPC、ODBC 等 標準協(xié)議采集第三方系統(tǒng)數據。通過對異常數據或不完整 數據進行自動補采，針對無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(tǒng)采用構件化的軟件技術設計，每個功能模塊都是由多個質量可靠的獨立組件搭建而成，每個組件實現特定的業(yè)務。功能業(yè)務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。

該機場通過 Pi-ModelManager 工具對區(qū)域、分類分項、配電等數據模型進行自定義，自定義內容包括模型類別、 名稱、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行組態(tài)配 置，即同一個組件針對不同應用場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。平臺也可配置多個組件聯(lián)動顯示，當一個組件顯示內容發(fā)生變化時，會聯(lián)動其他組件同步刷新顯示， 實現多個組件之間的互聯(lián)互通。

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

5機場能耗管理平臺的系統(tǒng)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(tǒng)或設備的數據，實現多個系統(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與第三方系統(tǒng)的集成，用戶在瀏覽器端輸入具備相關權限的賬號密碼 登錄平臺后，無須再次認證即可訪問其他已集成的第三方系統(tǒng)，在同一個系統(tǒng)上實現多個系統(tǒng)的操作和應用。

6機場能耗管理平臺管理層的安全設計

該系統(tǒng)采用異地容災、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，通過網絡將備份 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互聯(lián)網將備份數據傳至主機系統(tǒng)，可在極短時間內完成數據切換， 保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

當系統(tǒng)發(fā)生硬件等故障時，系統(tǒng)前端采集器可支持數 據30d的存儲時間，待恢復正常后進行數據重傳。數據采集設備具備良好的自恢復能力，出現異常時，可以自動重連，恢復通信能力，還可以根據需要進行遠程系統(tǒng)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，在沒有密鑰的情況下，無法解析出原始數據，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的頁面權限、數據權限和操作權限，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

機場的能耗預測分析與天氣、旅客量、航班數等因素 的關聯(lián)性較大，且與時間呈周期性相關。因此，能源管理系統(tǒng)可根據歷史能耗數據，結合未來一段時間的天氣情況、航班數等數據預測未來能耗，幫助機場管理人員進行能源調度，合理規(guī)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還可幫助機場財務人員完成年度用能費用預算。

8 Acrel-EIOT能源物聯(lián)網云平臺

（1）概述

Acrel-EIoT能源物聯(lián)網開放平臺是一套基于物聯(lián)網數據中臺，建立統(tǒng)一的上下行數據標準，為互聯(lián)網用戶提供能源物聯(lián)網數據服務的平臺。用戶僅需購買安科瑞物聯(lián)網傳感器，選配網關，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。

該平臺提供數據駕駛艙、電氣安全監(jiān)測、電能質量分析、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、多語言、多終端數據訪問。

（2）應用場所

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、電力運維等領域。

（3）平臺結構

（4）平臺功能

◆電力集抄

電力集抄模塊可以實現對各種監(jiān)測數據的查詢、分析、預警及綜合展示，以保證配電室的環(huán)境友好。在智能化方面實現供配電監(jiān)控系統(tǒng)的遙測'、遙信、遙控控制，對系統(tǒng)進行綜合檢測和統(tǒng)一管理；在數據資源管理方面，可以顯示或查詢供配電室內各設備運行（包括歷史和實時參數，并根據實際情況進行日報、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，實現從能源數據采集、過程監(jiān)控、能源介質消耗分析、能耗管理等全過程的自動化、科學化管理，使能源管理、能源生產以及使用的全過程有機結合起來，運用先進的數據處理與分析技術，進行離線生產分析與管理，實現全廠能源系統(tǒng)的統(tǒng)一調度，優(yōu)化能源介質平衡、有效利用能源，提高能源質量、降低能源消耗，達到節(jié)能降耗和提升整體能源管理水平的目的。

能耗概況

◆預付費管理

1）登陸管理：管理操作員賬戶及權限分配，查看系統(tǒng)日志等功能；

2）系統(tǒng)配置：對建筑、通訊管理機、儀表及默認參數進行配置；

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

4）售電管理：對已開戶的表進行遠程售電、退電、沖正及記錄查詢等操作；

5）售水管理：對已開戶的表進行遠程售水、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格式導出。

預付費看板

◆充電樁管理

通過物聯(lián)網技術，對接入系統(tǒng)的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數據采集和監(jiān)控，同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進行預警。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、財務管理、變壓器監(jiān)控、運營分析、基礎數據管理等功能。

◆智能照明

智能照明通過物聯(lián)網技術對安裝在城市各區(qū)域的室內照明、城市路燈等照明回路的用電狀態(tài)進行不間斷地數據監(jiān)測，也可以實現定時開關策略配置及后臺遠程管理和移動管理等，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(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、電氣火災探測器，對引發(fā)電氣火災的主要因素（導線溫度、電流和剩余電流）進行不間斷的數據跟蹤與統(tǒng)計分析，并將發(fā)現的各種隱患信息及時推送給企業(yè)管理人員，指導企業(yè)實現第一時間的排查和治理，達到消除潛在電氣火災安全隱患，實現“防患于未然"的目的。

◆智慧消防

通過云平臺進行數據分析、挖掘和趨勢分析，幫助實現科學預警火災、網格化管理、落實多元責任監(jiān)管等目標。彌補了原先針對“九小場所"和危化品生產企業(yè)無法有效監(jiān)控的空白，適應于所有公建和民建，實現了無人化值守智慧消防，實現智慧消防“自動化"、“智能化"、“系統(tǒng)化"、用電管理“精細化"的實際需求。

（5）系統(tǒng)硬件配置

9結束語

隨著能耗監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展的深入，各類品牌百家齊放，但對機場項目而言，在整套專業(yè)系統(tǒng)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。文章研究了杭州蕭山國際機場三期(T4)的能耗系統(tǒng)建設實踐，對未來新建的機場項目具有一定的參考意義。

參考文獻

［1］袁黃峻，劉恒杰，劉 陽．能耗管理系統(tǒng)在大型機場中的應用

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

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

［4］企業(yè)微電網設計與應用手冊2022.05版.