行业解决方案
安科瑞机场电气综合管理平台技术方案
时间: 2022-08-02 发布人:范曼曼
1.平台背景
飞机作为当今世界最方便最快捷的交通方式,已经普遍为人们所接受。而民航机场作为飞机的停靠场所,人们登机的地方,也自然成了重要的交通枢纽,由于飞机本身的特性,使得机场的面积要数倍于火车站,旅客吞吐量也同样很巨大,保证飞机准时并安全的降落与起飞不仅关系到时间的问题,有时候甚至关系到人身的生命安全。因此对于机场来说一套完整的电气综合解决方案就显得尤为重要。
民航机场行业属于特别重要用能单位,一级负荷较多,高级别的设施水平和服务水平也决定了客户对管理水平的高度要求,保证用能安全是机场方面最为关心的问题。项目面积大,分布广,负荷密集,供电容量大,需要通过自动化系统对工程各类供电设备的运行状态和用电负荷的变化情况进行自动、集中、实时的监控。以机场项目塔台为例,其主要任务是通过无线电指挥飞机起飞和降落,对机场内的情况进行瞭望,对紧急情况预警。因此塔台电力供应不能间断,部分负荷属于特一级,采用双电源路供电,并配备应急电源,有任何配电异常的情况需要及时报警。
民航机场做为大型公共建筑,对照明设计要求较高。不仅要控制照明光源的发光时间、 亮度, 而且与其它系统来配合不同的应用场合做出相应的灯光场景。安科瑞智能照明采用与KNX兼容的Acrel-Bus总线组网方式,通过IP网关接入智能照明控制系统,实现定时控制、高峰全开、亮度调节等各种场景控制,使照明系统按照预先设定的各种模式工作,营造舒适宜人灯光效果,节能减耗,提高运营效率和管理水平。
在能源改革与电力市场化背景下,机场一体化供能是综合能源未来发展方向,以电气安全、电能为中心是综合能源一体化的重要形态。针对机场综合能源的电力供给与应用,本方案提出了一种机场综合能源的定制电力应用解决方案,通过互动平台与用户交互获取不同的用电需求,将配电网与机场分布式能源资源进行整合,通过边缘计算协同控制,实现机场电力能源的定制输出和按需供给。本方案不仅具有综合能源的用户服务特性,支撑机场内定制电力服务,还通过对机场分布式能源资源的控制策略研究与优化,达到安全用电、节约设备投资和提高新能源消纳能力的目的。
2.建设意义
机场能源消费主体主要包括机场基本用电、商业用电、保障用电等,根据其能源消费特征,能源消费需求包括:
(1)可靠。安全稳定是能源消费基本需求,机场内生产生活的电、热(冷)、气等负荷必须得到满足,同时保障必要的供能可靠性和供能质量。
(2)清洁。针对机场内高污染、重排放用户,应积极应对气候变化,改善机场生态环境质量,实现能源服务源与环境的绿色和谐和机场的可持续发展。
(3)高效。针对机场内高能耗和粗放型能源消费方式,应促进能源梯级和循环利用,提高资源配置效率,形成节约高效的机场能源消费体系。
(4)智能。互联网、人工智能等技术将深刻改变机场内生产和生活方式,智能楼宇、智能物流等新场景不断涌现,能源消费将相应催生新需求。
(5)经济。有效降低机场内终端用户的用能成本 减轻经济负担,为机场内机场用户营造良好的经济发展环境。
方案整合传统单一能源运维检修的服务资源, 开展一体化专业运维检修服务, 保障用能的安全可靠。
本方案从电力能源入手, 重点要解决基础能耗数据的智能化、自动化、可视化、可量化的收集与存储;建立机场区级能源管理平台、实现各项能源的集中化管理,深入分析能源消耗过程与趋势,实现能源管理与机场生产紧密结合;建立能耗监测与公示平台,在能源消耗一线直接展示能源利用效率。通过对区域传统能源的节约和新能源系统的引入并最大化消纳,优化机场能源服务布局,带动能源服务产业升级;同时通过合理的能源调度,调整带动区域内需,在传统能源使用总量减少或不变的情况下,重塑机场区域能源生态圈,打造机场新的经济增长点。
3.公司介绍
安科瑞电气股份有限公司成立于2003年,并于2012年成功登陆深交所创业板,股票代码:300286。安科瑞电气股份有限公司是一家集研发、生产、销售及服务于一体的高新技术企业,致力于为用户端提供能效管理和用电安全的系统解决方案,在国内同类行业中处于领先地位。
安科瑞电气具备从云平台软件到传感器的完整生产线,目前已有8000多套各类系统解决方案在全国各地运行,帮助用户实现能源的可视化管理,提供能源数据服务,为用户高效和安全用能保驾护航。
3.1.产品优势
对于本项目,安科瑞公司具有以下优势:
1)安科瑞提供从系统到终端元器件的垂直一体化供应体系,包括平台软件、网关、多功能仪表、互感器等,符合相关要求和认证,在用户端需求侧具有完整、可靠的解决方案;
2)安科瑞为上市公司,雄厚的资金力量是软硬件质量保证的可靠支持;
安科瑞长期从事用户侧能源数字化管理平台的开发和实施,全国各地有上千套解决方案的实施
3)经验,对可靠用电、安全用电、节约用电有深入的理解,客户可放心与我司长期合作;(详见图1)安科瑞能源数字化管理云平台功能随着项目反馈不断完善,并提供免费升级服务;
3.2.项目优势
对于本项目,安科瑞公司具有以下优势:
1)安科瑞在全国主要城市设立了分公司和办事处,当地配置销售、技术支持团队,快速响应客户需求,为用户提供优质的产品和服务。
2)售后优势,安科瑞提供的所有硬件产品统一处理,制定完善的退换货流程,必要时可现场维护;
3)安科瑞平台支持接入第三方产品设备,只需满足Modbus RTU协议即可,如非常规协议可定制开发。
4.设计依据
4.1.用户需求
本方案充分发挥机场用电中用采系统和负控系统在日常电量统计工作中的重要作用,增强机场行业用电数据实时性和准确性,迫切需要建设基于全覆盖实时采集的机场用电信息大数据智能分析和管理系统,多维度实时展现全社会用电量信息,通过数据挖掘和分析技术总结机场用电量变化情况并建立适宜的模型,有效应用于经济趋势预测和政策辅助决策支持领域。
针对机场建设注重大数据分析、云计算和智能终端的充分应用的基调上,努力架构一个能够支撑如此强大业务发展的数字化后勤管理平台保证设备正常运行,信息设备能安全高效的运行的同时提高能源和人员的使用效率,降低运维成本。目前机场运行维护工作比较传统,普遍存在以下问题:
1)基础管理落后:目前用电系统还处于无网络化、无智能化的单机分散独立运行的状态;
2)人力成本高:人工巡视、纸质记录、电话沟通,缺乏智能化的手段;
3)运营管理难:运营过程中缺乏现代化技术手段监管,难以防止不合理应用现象的产生;
4)风险预防薄弱:无法通过历史大数据识别可能存在的隐患;
5)机场建筑内安全隐患高缺少安全运行信息,如不及时发现和处理,会导致故障范围扩大,影响整个建筑内用电情况。如:线缆温度检测、剩余漏电检测、电压监测、电流检测等;
6)没有统一监测平台,管理层无法及时准确的了解系统运行状态,无法及时掌握建筑内配电安全状况,不能及时有效的对机场建筑内配电问题进行分析与指导;
因此,对机场建筑内供电情况和用电安全的实时监视就显得十分重要,同时建立和完善机场一体化的计量、监控、分析和管理的系统,能及时、全面、迅速、准确的获取建筑内各详细数据,全面监控安全电力系统的运行动态,及时发现故障隐患,定期分析各类数据报表、对整个系统的安全性、能源利用率能及时掌握,制定科学、合理的电力系统运维流程。
4.2.技术标准
本方案遵循的国家标准有:
GB50052-2009        《供配电系统设计规范》
GB50054-2011        《低压配电设计规范》
DL/T448-2000  《电能计量装置技术管理规程》
DL/T 698.1-2009  《第1部分:总则》
DL/T 698.2-2010  《第2部分:主站技术规范》
DL/T 698.31-2010 《第3.1部分:电能信息采集终端技术规范-通用要求》
DL/T 698.35-2010  《第3-5部分:电能信息采集终端技术规范-低压集中抄表终端特殊要求》
DL/T 698.41-2010  《第4-1部分:通信协议-主站与电能信息采集终端通信》
DL/T 698.42-2010    《第4-2部分:通讯协议-集中器下行通信协议》
DL/T/814-2002      《配电自动化系统功能规范》
GB/T/3047.1        《面板、架和柜的基本尺寸系列》
DL/T5137-2001      《电测量及电能计量装置设计技术规程》
GB2887              《计算站场地技术条件》
《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——分项能耗数据采集技术导则》
《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——分项能耗数据传输技术导则》
《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——楼宇分项计量设计安装技术导则》
《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——数据中心建设与维护技术导则》
《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——建设、验收与运行管理规范》
《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统——软件开发指导说明书》
DL/T 698.1 《第1部分:总则》
DL/T 698.2 《第2部分:主站技术规范》
DL/T 698.31 《第3.1部分:电能信息采集终端技术规范-通用要求》
DL/T 698.35 《第3-5部分:电能信息采集终端技术规范-低压集中抄表终端特殊要求》
DL/T 698.41     《第4-1部分:通信协议-主站与电能信息采集终端通信》
DL/T 698.42  《第4-2部分:通讯协议-集中器下行通信协议》
DL/T 698.41  《第4-1部分:通信协议-主站与电能信息采集终端通信》
DL/T 698.42 《第4-2部分:通讯协议-集中器下行通信协议》
5.方案设计
5.1.项目设计
安科瑞电机场电气综合解决方案提供机场用户实时用电信息数据,推进营销计量、抄表、收费模式标准化和信息化建设,为快速响应市场变化、快速反映客户需求从客户用电信息的源头提供数据支持,为分时电价、阶梯电价、全面费控管理等营销业务策略的实施提供技术基础。电气综合系统不仅具备基本的用电信息采集功能,而且集成了供安全用电监测、配变运行监测、线损分析、节能减排管理等高级功能,如图下所示。
建立智能电气综合管理系统,全方位支撑配电系统的实时监测管理、供给管理和运营管理等工作,对机场用能供能进行有效监管,实现最大力度实现优化运行以及供电可靠性,实现全面的运行维护管理功能。安科瑞电气综合监测系统利用三层结构,整合多元技术,有效利用配电系统运行数据进行分析、处理和加工,系统运行维护人员能实时掌握系统状态,及时有效地排查故障,完善和规范运营水平。
5.2.系统功能设计
1)设计和建设中低压一体化监测运行管理平台,对中压、低压配电系统关键电气设备的运行状态、运行环境、老化程度、磨损程度等分析监测,实现配电管理的主动式运维,确保配电系统安全运行;
2)设计和建设中低压配电系统的远程运维管理平台,对中低压配电系统电气隐患的提前预警和配电资产电子化管理,方便机场物业管理部门全面了解配电信息,有效监管配电运维工作的进展;
3)设计和建设能源分析和监测管理平台,实现机场内从配电房主要出线至各区域用电的结构分解和分析,帮助机场后勤管理部门对用能情况进行管理,实现高效经济的配电运行;
4)设计和建设远程预付费管理平台,对机场航站楼内的商业部分实现财务集中管理,电量、水量实时下发,并比对充值次数防止作弊;并可对任意一块电表执行远程拉闸或保电等一系列远程控制操作,方便管理;
5)设计和建设智慧消防管理平台,将分散的火灾自动报警设备、电气火灾监控设备、智慧烟感探测器、智慧消防用水等设备连接形成网络,并对这些设备的状态进行智能化感知、识别、定位,实时动态采集消防信息,通过云平台进行数据分析、挖掘和趋势分析,帮助实现科学预警火灾、网格化管理、落实多元责任监管;
5.3.网络设计
安科瑞电气综合监测系统的系统层级,是不同软硬件交互的界面层级,按照主要功能划分为以下四个层级;   
(1) 现场设备管理层,实现电气系统的基本现场保护、监测、控制层级功能,主要由现场多功能电表、物联网表、物联网环境监测模块形成;该层级设备是实现电力系统的计量、信息监测功能;
(2) 通讯管理层,主要实现设备之间联络和通讯管理,主要由交换机、以太网关设备组成;该层设备完成设备的基本智能化功能,是实现电气综合监测系统信息化的基础;
(3) 监控管理层,主要实现现场信息到计算机界面的转化,主要由计算机、专业监控软件、打印机等设备组成;该层设备完成现场信息化的数据转换成人机界面信息,并将信息按照发生源进行分门别类分析处理;
(4) 远程移动运维应用层,结合移动端数据完成资产管理、维护管理、工单计划和落实管理、实时报警推送、能耗分析等功能,在远端的数据需要能够实现关键数据的备份,能提升对电力系统的管理易用性和便利性;
台采用分层分布式结构进行设计,详细拓扑结构如下:
整体系统架构
5.3.1.变配电-电力监控架构
注:如上图安科瑞Acrel-2000系列电力监控系统采用分布式组网结构,设备层采用安科瑞各系列终端设备,网络层主要为安科瑞ANet系列通讯管理机,下行通过485线、LoRa、WIFI等通讯方式采集,上行通过4G,局域网等方式上传数据至站控层的监控中心。
5.3.2.能源管理系统架构
注:如上图安科瑞Acrel-5000系列能源管理系统采用分布式组网结构,设备层采用安科瑞各系列终端设备、智能远传水表、远传能量表,网络层主要为安科瑞ANet系列通讯管理机,下行通过485线、LoRa、WIFI等通讯方式采集,上行通过4G,局域网等方式上传数据至站控层的能源管理中心。
5.3.3.远程预付费系统架构
注:如上图安科瑞Acrel-3200系列远程预付费系统同样采用采用分布式组网结构,设备层采用安科瑞费控终端设备、智能远传水表,网络层主要为安科瑞ANet系列通讯管理机,下行通过485线、LoRa、WIFI等通讯方式采集,上行通过4G,局域网等方式上传数据至站控层财务中心。
5.3.4.消防安全用电系统架构
注:如上图安科瑞Acrel-6800系列智慧消防安全用电系统将电气火灾监测、消防设备电源监测、防火门监控监测、消防应急照明及疏散指示监测、烟感、可燃气体等系统功能深度优化融合为统一的系统。
5.3.5.智能照明控制系统架构
注:如上图安科瑞ASL1000智能照明控制系统,以IP路由器为通讯核心,下接驱动器、调光器等执行设备,以及智能面板、传感器等条件触发设备,上接上位机控制软件,最终实现对照明的统一调控管理。
5.4.系统硬件建设
5.4.1.系统后台
机场自建平台,配置应用服务器和数据服务器,平台侧必须配置固定IP地址资源,硬件配置以我方推荐配置为主,具体标准参考表1 平台硬件配置参考
5.4.1..ASD320操控系列
ASD320 系列开关柜综合测控装置用于 3~35kV 户内开关柜,适用于中置柜、手车柜、固定柜、环网柜等多种开关柜。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,加热回路故障告警,无线测温,人体感应自动照明,语音提示,电参数测量及 RS485 通讯接口等众多功能,集操作、显示于一体。
5.4.1.3.APM830网络电力仪表系列
 APM830 按IEC国际标准设计,具有全电量测量、电能统计、电能质量分析、录波功能、事件记录功能(包括电压暂升暂降中断、冲击电流等记录)及网络通讯等功能,主要用于电网供电质量的综合监控。该系列仪表采用模块化设计,配合功能丰富的外部 DI/DO 模块、AI/AO 模块、TF卡事件记录模块、网络通讯模块 可以灵活实现电气回路全电量测量及开关状态监控,双 RS485 和以太网接口配合可实现 RS485主站数据抄送,省去数据交换机。PROFIBUS-DP 接口可以实现高速数据传输及组网功能。

 

5.4.2.DTSD1352三相电能仪表系列
DTSD1352导轨式多功能电能表,是主要针对电力系统,公用设施的电能统计、管理需求而设计的一款智能仪表,产品具有精度高、体积小、安装方便等优点。集成常见电力参数测量及电能计量及考核管理,提供上48月的各类电能数据统计。具有2~31次分次谐波与总谐波含量检测,带有开关量输入和开关量输出可实现“遥信”和“遥控”功能,并具备报警输出。带有RS485通信接口,可选用MODBUS-RTU或DL/T645协议。
5.4.2.1DDSD1352单相电能仪表系列
DDSD1352单相电子式电能表主要用于计量低压网络的单相有功电能,同时可测量电压、电流、功率等电量,具有红外通讯功能,并可选配RS485通讯功能,方便用户进行用电监测、集抄和管理。可灵活安装于配电箱内,实现对不同区域和不同负荷的分项电能计量,统计和分析。
5.4.2.3.预付费仪表系列
DDSY1352 单相无线预付费电能表、 DTSY1352 三相无线预付费电能表分别用于计量额定频率 50Hz 的单、 三相交流有功电能, 具有预付费控制、 负载控制、 时间控制及 RS485、NB、 2G 通信等功能, 性能指标符合 GB/T17215.321-2008 标准。 是改革传统用电体制, 提高用电管理水平的理想计表。产品符合企业标准 Q31/0114000129C039-2019《电子式预付费电能表企业标准》 的要求。
5.4.2.4.通讯管理机
ANet-2E4SM模块化通信管理机是安科瑞电气股份有限公司zizhu研发的一款通用型智能通信管理机, 将传统管理机的接口拆分成可拼装搭配的模块,其中主模块可作为标准智能通信管理机独立工作,整个设备可通过串口、以太网、 Lora无线、 wifi无线等链路采集水表、气表、电表、微机保护等设备终端的数据,标配的8路无源干接点可实时采集门禁、水浸、烟感等开关量信息,可通过有线网络、WiFi网络、 4G网络等链路上传告警、实时数据等信息。 主模块搭配从模块可灵活扩展,增加更丰富的应用场景,同时还可提供边缘计算等需求。
技术特点:
zizhu研发
模块化可灵活扩展
8 路无源干接点开关量采集,可实时采集仪表、门禁、水浸、烟感等开关量信息
1 个主 Lora 选配内嵌模块可无线采集 32 个从 Lora 仪表,免于布线实现快速部署
扩展 1 个 4G 全网通无线模块,提供 4G 上传及 4G 无线路由功能
可扩展 3 个 485 串口模块,每个串口模块提供 4 个 RS485 串行接口
可扩展 1 个 USB 无线网卡,支持接入 wifi 无线网络,可支持 wifi 仪表的数据采集或 wifi 网络的数据转发上传
支持掉电后运行 5 秒以上时间,并支持运维等协议的掉电报警需求
5.4.2.5.智能照明控制系列
电源模块
开关驱动器
0-10V调光驱动器
可控硅调光模块
人体感应和光照度传感器
智能面板
干接点输入模块
6.售后服务
我公司的技术人员将提供全面、及时的培训、维护、咨询服务,并配合用户管理系统的运行。
在整个硬件租赁运行期内,硬件所有故障问题的检测和恢复均由我公司负责,并作现场测试和恢复。在故障问题发生时,我公司将及时派出富有经验的工程师(或工程师小组),利用有关工具和测试设备,检测问题所在,并及时提出解决方案。具体地说,我们公司将成立专项服务小组,由技术部工程师负责该项目所涉及人员的技术培训及解决日常出现的一些问题。我公司将免费接受用户的电话技术咨询和书函技术咨询,帮助用户解决在应用过程中遇到的各种技术问题。
技术支持热线电话:800-820-6632
对于非设备性故障或一般性故障以及电话技术咨询,我公司保证在12小时内给予回应,必要时派专业技术人员到达现场处理故障。
对于设备性故障,一方面在系统设计时,我们尽量避免单点故障,另一方面我们将利用我们公司的零备件应急供应体系,及时排除故障,保证不影响系统的正常运行。
6.1维修服务
针对本项目在租赁期间发生问题,我方会在收到通知后及时响应3个工作日内派合格的技术人员并携带工具无条件到现场作技术服务,除非该问题可以通过后台远程或电话通讯解决。免费维修期内人为或自然灾害引起的故障或损坏,仅收取维修成本费。
免费维修期以外的维修服务仅收取维修成本费。
6.2更新改进服务
用户对系统改制、扩容、拆点等不同要求,公司将及时、准确地予以满足。用户在硬件租赁期内对箱体内部安装设计有特殊要求的,公司亦将结合项目实际情况考虑予以满足。
 

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