要知道,在过去,依靠基础设施建设的投入,民航业在产业发展速度与规模上均获一定突破,然而,民航发展需求增量、机场运行安全、旅客出行需求、环境生态保护等问题,依然没有得到有效改善。因此,机场行业亟需从过去注重数量、总量、增量的量优式发展,转向注重质量、效率、效益的质优式发展。
在这样的时代背景下,“四型机场”应运而生,并强调以智慧手段发展其他三大要素。其中,“平安”作为基本要素,是实现“绿色”“智慧”与“人文”的基础动力,并要以智慧为引领,完成整体规划与部署。
供配电系统作为机场能源体系的承载,是机场不间断运行的核心保障。供配电系统连接机场海量供配电设备、能源与电力系统、区域能源管理,如何安全高效地完成其“连接”的基本功能,保障能源的稳定传输不停摆,并配合数字化手段,构建可监测、可预测,可信赖的供配电体系,实现不同区域能源使用更为高效地分散控制和统一管理,则尤为重要。因此,机场要在顶层设计阶段,就深度思考解决上述问题的方式,为数字化预留施展空间,为建设期实施可执行、可落地的智慧方案打好基础。
机场设计应从三方面入手护航安全
数字化从来不是目的,而是手段。对于智慧机场设计者来说,确保基本用电负荷和不间断供电,仍是重中之重。原上海民航新时代机场设计研究院电气专家柴洁琼表示,民航运输机场属一级用电负荷场所,尤其需要两路独立、可靠的电源供电。比如,跑道两端的导航台,用电负荷属于一级负荷,两路电源一主一备,通过ATS开关自动切换。而保证旅客安全枢纽的航管楼,根据其特殊用途和性质,也属于一级用电负荷。
同时,对于特别重要的负荷,还必须设置柴油发电机组作为应急备用电源,全方位确保机场的不间断运营。作为最主要的目视助航设施之一,助航灯光系统的运行可直接影响到飞行的安全,因此其用电负荷性质属于一级负荷中的特别重要负荷。而航管楼内的导航设备、消防设备、应急照明等负荷也属于一级负荷中的特别重要负荷,除两路电源外,还设置应急电源,为保证导航设备的用电可靠性,采用柴油发电机组和不间断电源UPS相结合的方式。由此可见,面对不同应用场景的用电需求,如何规划可靠的主电源、备用电源接入,按不同场景实现对不同线路的负荷分析,是机场设计者需要思考的核心问题之一。
此外,设计者还应考虑变电站这一重要设施的用电需求。一方面,根据不同规模和用电负荷量,机场应设置专用的、不同负荷等级的中心变电站。对于超大型的枢纽机场,甚至还需分区域设置多个中心变电站、开闭所等,以满足其用电需求。另一方面,由于目前电力系统中的谐波源,类型多且分布广,用户电网中的谐波电流可能主要来自本身的非线性设备,也可能来自外部线路。因此,通过合理设计和选择滤波器,并正确地安装和使用滤波器,设置电能质量优化装置,是抑制谐波干扰的重要环节。
对此,柴洁琼指出,为了保证全场供电运行管理的安全、可靠,机场设计者可在中心变电站内规划设置电力监控和能耗监测系统,通过智能仪表、计算机网络系统等技术,对中心变电站内供配电设备和回路进行统一监控、集中管理,及时或提前排查问题,防患于未然。
作为全球能效管理与自动化领域数字化转型的专家,施耐德电气认为,解决上述需求可从三方面入手:设计可靠的供配电设备与系统、部署数字化手段监测供配电体系变化、依托丰富的项目与数字化经验。依托在机场行业的丰富经验,施耐德电气基于EcoStruxure架构与平台,为机场系统部署高端断路器、中低压配电设备、UPS及备用电源,电能质量综合管理及覆盖强弱电一体的智慧管理平台,在为机场提供具有高度稳定和可靠性的供配电设备的同时,确保关键配电、电场所,如中心变电站的正常负荷需求。
通过施耐德电气PME/PSO电能管理软件与EBO楼宇运营软件的数据集成,机场配电系统中所有的智能化末端产品、用电设备等能够无缝连接,获得全局监控,并对末端产品产生的海量数据进行汇总和提炼,最终通过Web界面呈现简单易懂且更有意义的高价值信息,帮助客户实现包括电能质量监测分析、配电资产及能耗监测的分析与管理,全天候确保供配电系统运行的安全、可靠和高效,从而最大限度地提高电源可用性,提质增效。
机场设计同样强调统一监管
的确,可靠的供配电设备与系统、数字化手段监测供配电体系变化,以及丰富的项目与数字化经验切实可为机场“安全第一”不动摇,安全隐患“零容忍”护航,确保运营的不间断供电。
而智慧机场建设,还应考虑如何利用数字化手段,解决传统方式无法撬动的区域间协同问题与机场能源整体管理。众所周知,机场拥有多个不同应用场景,对安全、能效管理方面的要求也不尽相同。这一点,在航站楼中体现的尤为明显。
航站楼既是机场的重要组成部分,又是一个具有综合性功能的楼宇。航站楼中既需要同一般建筑一样,对水、暖、电气等设备进行控制,又需兼顾旅客活动、货运输情况、安检系统、停机坪照明等部分,并进行不同程度的监控。因此,如何安全、高效实现对一个庞大体系、不同区域、不同应用情况实施行之有效地分散控制与统一管理,也是机场设计者面前的“命题作文”。柴洁琼强调,从供配电设计的角度而言,打造一座智慧机场,要以整体规划思维为核心,并要利用好数字化“巧思”,应对机场部署的智能化用电设备可能产生的隐患。
依托EcoStruxure架构与平台,施耐德电气在打造机场智慧管理平台的基础上,充分利用包括EcoStruxure Power Advisor电力顾问、施耐德千里眼资产顾问EcoStruxure Asset Advisor、云能效楼宇顾问EcoStruxure Building Advisor等数字化应用,全面释放与解析数据价值,以“无形之手”进一步优化不同区域近场人员,提供更高效便捷的运维体验。
其中,施耐德千里眼资产顾问EcoStruxure Asset Advisor基于云架构及大数据分析能力,充分发掘数据价值,从诊断项目部署到服务关系对接,从专业缜密的推送方案到细致完整的设备设施健康报告,全面提升机场运维人员在提升供电连续性、解决分散设备集中管理、运维难度大等方面的能力。
众所周知,打造智慧机场的头炮,即顶层设计。机场设计者要从底层的供配电系统出发,根据机场定位及发展阶段特征,科学分析,精准预测,使规划设计方案科学、合理、可行,才能打造出真正一流的设计作品,护航机场建设与运营的安全、可靠与高效。
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