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机场智慧能源系统的监控、管控及安全要求 —《民用机场智慧能源管理系统建设指南》系列解读三

导读:互联网行业实现了能源与互联网发展的深度融合,机场智慧能源管理系统作为一种新的能源系统的管理模式,采用智能物联网架构,将大数据、云计算、人工智能、机器学习、远程运维等技术应用到对能源管理、监控的智慧化、可视化。全面提升能源的利用效率和智能化水平,实现智慧能源监控系统数据采集、边缘计算,反向控制、数据分析、策略优化、策略下发和能源预测等功能,通过节能策略的执行和控制和大数据挖掘建模,实现能源控制、管理、运维一体化平台。本期我们继续衔接前两期的内容,从智慧能源系统的监控、管控及安全三个方面进行解读。

能源监控系统

     《指南》指出对能源监控系统电、热、冷、气、水等终端设备的底层数据实施采集,采集信息包括但不限于设备的工况、控制参数等信息,具体设备的监控信息可参考《指南》中的相关规定。多种采集设备在设计时应统一接口与采集方式,并且结合现场环境、用途、控制要求来确定最终选型。

      能源监控系统架构由现场设备采集层、通信层、管理层组成,考虑到系统的兼容性,能源监控系统可以采用与楼宇自控同一系列,应保障对各系统中的主要参数进行自动控制。

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能源监控系统

      各种能源监控系统(供配电、供水、污水、雨水、天然气、供冷、供热)最终通过开放的协议接口与智慧能源管理平台进行通信,在安全保障的前提下,也可以选用5G或互联网技术,最终由智慧能源管理平台进行统一管控调度与指挥。

智慧能源管控平台

      智慧能源管控平台由软硬件构成,配置参照《指南》中6.4的规定。智慧能源管控平台部署时应根据机场类别、具体需求和能源的配置情况来综合考虑。

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智慧能源管控平台总体架构

      智慧能源管控平台是智慧能源管理系统的核心,以大数据物联网、移动互联技术,最终为管理者提供多种功能应用的直观体现。《指南》指出,智慧能源管控平台设计时应具有:

1.能源设备运行信息监视和报警功能

      智慧能源管控平台应能将系统和设备运行参数进行集中监视与分级报警管理,能将工艺系统和运行参数整体展示。

2.能源系统及设备的性能分析功能

      应实现对供水、供电、供气、供冷、供热等相关设备的效率分析、性能损耗分析与故障判断,并能够对能源系统实现供需平衡和实时效率的分析。

3.能源系统设备故障预警功能

      可以采用智能分析、优化控制等技术,实现对重要设备在线预警,甄别故障信号,降低重要设备误停运风险等功能。

4.能源计量结算功能

      能源计量应能对能源质量分析与考核,提供能源计划管理与供能成本分析,并且可以实现在线自动计量、结算、审计的工作。

5.能源管理与智能运维功能

      根据长期收集的能耗数据,建立相应能耗指标的分析体系,可以自动生成能源系统及设备的优化调整建议;实现能源调度流程、设备停复役流程的在线管理,仪表、能源设备的全生命周期管理。

6.负荷预测功能

      应实现对供热、供冷、供电负荷的小时级或分钟级预测。

7.能源协调控制与优化功能

      应能根据对室内外环境参数、气象与航班信息采集与分析后形成应用策略,实现各能源系统可以根据应用策略自动调整运行方式,互补协调后到最优化运行方式,从而达到节能的目的。

      同时也可实现对能源系统设备故障预警以及负荷预测的功能。

智慧能源系统安全要求

     《指南》指出,智慧能源管理系统安全一体化除满足民航现有网络和信息安全规范,还应充分考虑安全防护、功能安全、信息安全,建立具有完善的应急响应管理系统,智慧能源系统的安全管理平台应实现与机场智慧管控系统、机场安全管理系统的信息交互。

1.安全防护

      根据各能源系统安全运行与维护的需要,对各能源场景和用能系统设置视频监视与识别系统、出入口控制系统、能源场景边界防护系统,视频监视与识别系统、边界防护系统和出入口控制系统应在智慧能源管理平台进行显示。

2.功能安全

      对于新建或者已经运行的智慧能源系统,应对其中具有爆炸危险的设备和系统进行危险、可操作性分析、安全完整性等级分析,选用经过验证的设备和系统。根据分析后的结论,对于新建机场智慧能源系统应选用具有相应安全等级的控制/保护系统,对于已经运行的机场能源系统应首先针对存在问题和事故隐患提出相应的安全措施,在条件具备时根据分析结果对控制/保护系统进行整改。

3.信息安全

      智慧能源系统的信息安全包括供能、用能、能源集中管控的控制和信息系统。信息安全等级应满足民航现有的信息安全相关规范,还应考虑到信息安全态势感知、关键设备保护、边界防护、安全审计、以及有可能的进行未知安全威胁检测等方面。

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智慧管控平台安全分区

      智慧能源管控平台应划分明确的安全分区,智慧能源管控平台与各能源监控系统有数据通信连接的应接入到智慧能源管控平台的安全Ⅰ区(高);采用无线传输方式的仪表、部分安全防护信息、与机场信息管理中心的数据传输信息接入到智慧能源管控平台的安全Ⅲ区(较高);不同安全分区之间应设置有取得国家相关机构认证的单向物理隔离装置,具体分区的描述参照《指南》7.4节。

作者:中设设计集团民航设计研究院-侯晓慧,聂艳丽,牛国宇

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