AcreIEMS-MH机场智慧能源管理系统特点和案例

一. 机场供配电行业背景

自2012年以来，我国运输规模出现了显著增长，旅客运输量：从2012年的3.19亿人次上升至2019年的6.6亿人次（注：为剔除口罩影响，此处采取疫情前2019年的数据，下同），实现翻倍；货邮运输量：从2012年的545万吨，上升至2019年的753.14万吨，增长38.19%；机场的起降架次：从2012年的660.3万架次，增长至2019年的1166.05万架次，增长76.59%。截至2021年末，我国共有在运营的机场248座。投资方面：基本建设和技术改造投资额从2012年的712.2亿元上升到2021年的1222.47亿元，增长71.65%。

数据来源：中国民用航空局2021年行业发展统计公报

2022年6月，局副局长董志毅在中共中央宣传部“中国这十年”系列主题新闻发布会上透露，这十年来新建、迁建运输机场共82个，新增航线3000余条，2019年（即疫情前）运输的总周转量、旅客运输量都超过了2012年的两倍，货邮运输量为2012年的1.3倍，航班正常率较2012年提升了13.17个百分点，网络覆盖全国92%的地级行政单元、88%的人口、93%的经济总量。

印发《“十四五”通用航空发展专项规划》（以下简称《规划》），阐明发展思路，明确主要目标，确定重点任务，完善保障措施。该规划提出，在2021-2025年间，我国民用航空运输行业的发展整体分为两大阶段：2021-2022年的“恢复期和积蓄期”以及2023-2025年的“增长期和释放期”。届时我国民用机场规划建成数量达到320座，但也仅是接近美国民用运输机场的60%。为深入贯彻落实新发展理念，顺应新时代发展趋势，全面推进强国建设，加快高质量发展，提出《四型机场建设导则》用于指导国内各机场开展四型机场建设。

二. 机场供配电系统

2.1机场供配电系统特点：

• 供配电所数量多

• 负荷大且重要等级高

• 占地面积大，可结合新能源发电

2.2 机场供配电系统痛点：

• 供电区域大、线路长、负荷种类复杂

• 各系统功能单一，使用维护复杂

• 集中监控室内数据实时性差

根据 GB 50052—2009 《供配电系统设计规 范》第 3. 0. 2 条、第 3. 0. 3 条等相关条文的规定: “一级负荷应由双重电源供电”; “一级负荷中特 别重要的负荷除应由双重电源供电外，尚应增设 应急电源”。设计一套能有效降低工作人员劳动强度、提供工作效率、避免人为事故发生、有序保证机场可靠运行的供配电系统监控及智慧能源运维管理平台。

2.3 机场平面结构示意图

Ⅲ类及以上民用机场航站楼、集民用机场航站楼或铁路及城市轨道交通车站等为一体的大型综合交通枢纽站。

三. 中心变电站

3.1 中心变电站监控需求

四. 航站楼变电所

4.1 航站楼变电所监控需求

五. 地面运输区变电所

5.1 地面运输区变电所监控需求

六. 机场智慧能源管理平台解决方案

6.1 民机场智慧能源管理平台解决方案主要参考标准

6.2. 机场智慧能源管理平台结构图

6.3 机场智慧能源管理平台特点

6.3.1可靠供电

• 全范围监控（变配电）

机场中心变电站、航站楼变电所、航管楼、变电所、地面交通区变电所；

• 10/0.4kV系统监控

10kV进线、馈线、母联、 PT回路；

0.4kV进线、出线、电容补偿、柴发、EPS、UPS；

• 变压器监测

监测变压器电流、电压、有功/无功功率、功率因数、负荷率、三相绕组温度、三相不平衡等数据；

• 电能质量监测及治理

电压电流稳态监测、电压暂态监测、电压瞬变、无功补偿、谐波治理；

• 事件报警处理

四级报警分级：预警/一般/重要/紧急/报警分析；

• 分布式光伏

光伏发电、低压并网、自发自用；

6.3.2 用能安全

• 电气火灾监测

监测配电系统回路的漏电电流和线缆温度，实现对高速公路电气安全预警。

• 环境监控

气体、烟感、水浸、红外双鉴、视频、气候、视频监测、风机/空调/水泵控制、声光报警。

• 消防设备电源监测

监测消防设备的工作电源是否正常，保障在发生火灾时消防设备可以正常投入使用。

• 消防应急照明和疏散指示

根据预先设置的应急预案快速启动疏散方案引导人员疏散。系统接入消防应急照明指示系统数据，通过平面图显示疏散指示灯具工作状态和异常情况。

6.3.3 降低能耗

• 智能照明控制

航站楼：站前广场、站内服务区、管廊与逃生通道

停车区：就地控制集中管理、照度控制

• 能耗分析

民机场能耗数据化、数据可视化、节能指标化、分类分项、分区域分析管理。

6.3.4 高效运维

• 设备管理

电子档案资料、设备状态监测、灵活分组分类、巡检条目自定义、二维码绑定维护、设备老化分析报告；

• 设备维护

在用户维护设备的质保期与安装时间后对设备是否超长时间运行与过期运行进行检测，提醒用户及时查看或更换相应设备，并提示维修或更换建议。

• 运维派单

流程化运维巡检、自动发布任务、巡检节点跟踪、缺陷处理跟进、报警联动消警、平台、APP通知；

• 专家报告

月度报告、内容可在线编辑、定期邮箱发送、变电所环境监控、数据分析与评估、整改建议参考；

6.3.5 有序运营

• 交/直流充电桩

多运营商管理、多种充电方式、告警信息推送、充电设施监控、运营分析统计、收益分摊、变压器监控。

• 预付费管理

电费、水费预付费管理微信、支付宝支付、恶性负载识别、财务报表。

6.3.6 平台解决方案的优势

方便：基于HTML5页面开发，浏览器访问，多客户端访问，手机APP访问，语音播报，报警订阅，矢量图，分类分级报警，报警联动工单，多种报警方式，集团化管理。

全面：协议全面，设备全生命周期，菜单权限、功能权限、数据权限，全面的权限管理，多语言

多主题，联动控制，视频联动，电气综合管理、集中监控、统一运维。

灵活：跨平台部署（Windows、Linux及国产操作系统），标题栏定义、首页定义、图形配置、远程维护，菜单管理，个性化定制。

安全：失电报警，数据加密(硬件或软件加密)，，用户密码管理，遥控密码管理，操作记录。

高效：看板管理，秒级刷新。

可靠：断点续传，数据压缩，失电报警。

七. 案例分享

7.1 典型案例-白山长白山机场

项目概况：

白山长白山机场位于中国吉林省白山市抚松县松江河镇长白山保护开发区池西区，西北距抚松县县城15.5千米，东距长白山天池37千米，西距白山市中心99千米，为4D级森林旅游支线机场。2008年8月3日，白山长白山机场建成通航；2018年4月，白山长白山机场二期改扩建工程开工。本项目为长白山机场的二期扩建改造工程，包括机场中心变电站扩建、变配电工艺、场内供电、航站区停车场及道路照明等内容。

用户需求：

中心变电站新设32台10kV高压开关柜（现有高压开关柜搬迁至车库变电所），更换高压柜直流操作电源，高压系统运行方式为：高压侧为单母线分段，母联开关手动操作。两路高压市电进线开关与一路母联开关之间设电气联锁，同时只有两个开关处于合闸位置。低压侧为单母线分段，母联开关自动投切。中心变电站现有一套供电系统，改造为包括机场飞行区助航灯光、航管楼、供水站、消防站等负荷供电，总负荷容量为825kW。拟利旧两台1000kVA干式变压器，对部分低压配电柜回路负荷调整，低压配电柜利旧3面、更换开关4面、新增3面。

本供电系统中，油机供电的负荷容量增加至530kW，拟将现有一台240kW油机更换为600kW油机。系统运行方式不变，即两台变压器同时运行且互为备用，当市电失电后油机自动投入，要求油机从市电断电开始、到油机恢复对末端设备供电的时间不大于15s，油机为自投不自复。增加一套供电系统，为机场航站区其他负荷供电，总负荷容量为648kW。10kV新设两台800kVA干式变压器、9面低压配电柜。系统运行方式为：两台变压器同时运行，单母线分段。当其中一台变压器因故退出后，母联开关合闸，由另一台变压器带全部负荷。

解决方案：

为满足智能配电监控的要求，本次中心变电站新建要求在高压柜装设微机保护装置和弧光保护装置，其中微机保护要求如下：进线柜设三段过流及速断保护，变压器柜设带时限的过电流保护、电流速断保护、变压器温度保护等；弧光保护要求在每面高压柜母线室装设弧光探头，由弧光保护扩展单元采集弧光探头数据至弧光保护主控单元。本次变电所建设还要求每面高压柜需装设智能操控装置，带电气接点无线测温功能，监测断路器上触头、断路器下触头、母排与电缆出线搭接头等接点处的温度；为了能提高机场配电的供电质量，在10kV总进线柜装设电能质量监测装置，实时监测供电电压的稳态数据和暂态数据。针对电气火灾安全问题配置Acrel-6000/B3型电气火灾监控系统，通过485总线与多台电气火灾监控探测器（监测漏电、温度信号）相连，构成集散式电气火灾监控系统，实现电气线路在线实时监控功能。针对此次项目扩建范围的用电、水、气等能耗指标进行监测、管理、查询，在AcrelCloud-5000建筑能耗系统上实现能源管理、分类能耗、分项统计、对比分析。

7.2 典型案例 - 杭州萧山国际机场 配电工程

项目概况：

本项目为杭州萧山国际机场三期项目，本工程系统包含6个变电站分别为航站楼、南长廊、指廊连廊、交通中心、能源中心和旅客过夜房。航站楼包含C1～C6配电室,共计301面低压柜，80面UPS柜，低压侧为两进线一母联运行方式。南长廊包含S1～S2配电室，共计36面低压柜，9面UPS柜，低压侧大多为两进线一母联运行方式。指廊连廊包含N1～N4配电室，共计191面低压柜，24面UPS柜，低压侧大多为两进线一母联运行方式。交通中心包含N1～N3 OC～OD S1～S3配电室，共计282面低压柜，低压侧大多为两进线一母联运行方式。能源中心共计62面低压柜，低压侧大多为两进线一母联运行方式。旅客过夜房包含A楼、B楼配电室，共计117面低压柜，低压侧大多为两进线一母联运行方式。

客户需求：

根据萧山国际机场的特点，为满足运营管理的需求，提高机电设施对供配电的安全可靠，本次所有变电站的所有低压配电柜均配置有无线测温，且都配有柜面显示装置。

解决方案：

本次针对本杭州萧山国际机场三期扩建工程项目使用无线无源测温传感器共计12366只，无线测温收发器共计471只，电源模块共计471只，触摸屏共计471只。

7.3典型案例 - 青岛胶东国际机场

项目概况：

青岛胶东国际机场建成后将成为区域性枢纽机场、面向日韩的门户机场。青岛新机场空管工程是青岛新机场建设的工程之一，项目总投资9.56亿元人民币，总建筑面积2.35万平方米，包括92.2米塔台一座、管制大厅及机房、管制业务楼、气象通信楼、运行保障楼、后勤保障用房等业务用房21846平方米；建设1套二次雷达、1套场面监视系统、3套全向信标台，搬迁1套二次雷达，并相应配置其他航管、通信、导航、监视、气象等设施设备。

用户需求：

机场设有业务区、塔台、气象雷达站、气象观测场等区域设施，其面积大，分布广，负荷密集，供电容量大，如无自动化系统，则无法对机场各类供电设备的运行状态和用电负荷的变化情况进行集中、自动和实时的监控；机场能源管理应针对于重要用能单元、用能设备进行能源的系统化、精细化管理，发现能源消耗的异常，通过策略分析，找出解决方法，对于实施的节能技改可效果跟踪、效果对比、效果验证，并通过不断优化策略，找出适合的用能模式，避免出现无目标、无法验证的节能技改。

解决方案：

本次针对青岛胶东国际机场融合Acrel-2000电力监控系统及Acrel-5000能耗监测系统于一体，采用分层分布式结构进行设计，实现全站变电所内变压器、进线柜、出线柜、电容柜等各种配变电设备及变电所环境/视频等进行参数监测。实现空管工程供配电系统集中监管，运行异常情况及时告警，减少空管工程供配电故障风险。同时完成区域能耗监测系统能源监测指标体系的建设，并适度考虑未来建设的管控需要。实现对项目用电总量管理，定额指标、各用能部门能源管理指标等指标体系的编制、查询、展示。

7.4 典型案例 - 北京大兴国际机场

项目概况：

北京大兴国际机场 ，是建设在北京市大兴区与河北省廊坊市广阳区之间的超大型国际航空综合交通枢纽。2040年按照客流吞吐量1亿人次，飞机起降量80万架次的规模建设七条跑道和约140万平方米的航站楼，机场预留控制用地按照终端(2050年)旅客吞吐量1.3亿人次，飞机起降量103万架次，九条跑道的规模预留。

用户需求：

机场动力能源来源共计31个变电站，其中航站楼高压变电站分为三个部分，开闭站，指廊，核心区：开闭站包括KB1,KB2,KB3,KB4,KB5共计116面高压柜；指廊包括T1A,T1B,T2A,T2B,等共计40面高压柜；核心区包括T1C,T1D,T1E,T2C等共计80面高压柜。航站楼二期配电及停车场配电部分共计约340面高压柜、后勤配电部分共计约90面高压柜。

解决方案：

本项目每面高压柜安装一台ASD320智能操控装置，装置具有一次回路模拟图及开关状态指示，高压带电显示及核相，自动温湿度控制，电气节点无线测温，人体感应自动照明，语音提示及RS485通讯接口，每台装置配有9点温度传感器对高压开关柜母排、触头、电缆头进行合理的温度监测，并且把温度数据上传到机场电气运维平台。

7.5 其他案例

成都天府国际机场(楼宇、仓库、宿舍)大庆萨尔图机场

北京大兴国际机场

上海虹桥机场(业务用房、西区配套)

上海浦东机场(三期扩建工程旅客过夜用房)

广州白云国际机场(航务楼)

河南安阳民用机场

贵州龙洞堡机场(三期35KV变电站及二期改造)

杭州萧山国际机场

成都双流国际机场(运输及装卸设备动力改造)

广西北海机场

甘肃庆阳机场(中心变电站)

山东菏泽牡丹机场

济南遥墙国际机场

鸡西兴凯湖机场

金三角博胶国际机场项目

合肥新桥国际机场(航空大厦)

济宁机场(迁建项目)

柬埔寨七星海机场项目

湖北鄂州民用机场工程

鸡西机场(扩建工程)

吉林省长白山机场(中心变电站)

连云港花果山机场

晋江机场(中心配电室技改)

荆州民用机场

乌鲁木齐地窝堡国际机场

西安咸阳机场

武汉天河机场

郑州新郑国际机场

山东菏泽民用机场