MH/T 5043-2019 民用机场智慧能源管理系统建设指南

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  • 功能安全,是与过程和BPCS(基本过程控制系统)有关的整体安全的组成部分,它取决于 SIS(安全仪表系统)和其他保护层的正确功能执行。 【条文说明】该术语引用GB/T21109.1—2007,定义3.2.25

    2.0.12信息安全(Information Security)

    危险与可操作性分析法是按照科学的程序和方法,从系统的角度出发对工程项目或生产装 置中潜在的危险进行预先的识别、分析和评价,识别出生产装置设计及操作和维修程序,并提 出改进意见和建议公路工程,以提高装置工艺过程的安全性和可操作性,为制定基本防灾措施和应急预 案进行决策提供依据,

    2.0.14安全完整性等级(SafetyIntegrityLeve

    3智慧能源管理系统总体规划

    系统,满足机场能源系统源网荷储协调控制的要

    慧能源管理系统总体规戈

    3.2智慧能源管理系统的构成

    3.3智慧能源管控系统总体架构

    慧能源管理系统总体规戈

    3.4.1能源系统规划应包括供能系统和用能系统规划

    3.4智慧能源系统规划

    3.4.2机场能源系统规划应包括机场管理区域内,为机场运行提供服务的各种水(清洁水源供 应、中水回收利用、污水处理)、电、气、冷、热等系统。 3.4.3供能系统规划应结合当地能源政策,综合考虑效率、投资及资源等因素,采用先进可靠 的能源技术,提高能源系统效率,降低能源利用成本。 3.4.4用能侧规划应考虑用能设备的先进性、智慧性、安全性、经济性和用能效率,能够满足 智慧管控对于用能设备的要求

    3.5智慧能源监控系统规划

    供能侧能源系统和用能侧能源系统的自动化水平应符合下列规定: (1)在能源中心集中控制室内,可以实现各能源系统的集中监视、启停、运行工况监视 周整和事故处理。对于条件具备的能源系统,宜实现能源系统自动启动和停止的功能。 (2)各能源控制系统(装置)应能够对能源系统中的主要被保障参数进行自动控制。 测和自动控制的要求。

    3. 5.2 控制方式

    供能侧能源系统和用能侧能源系统的控制方式应符合下列规定: (1)供能系统宜在能源监控中心进行集中监控,条件具备时,也可在智慧能源管控中心进 行集中管控。 (2)用能侧能源系统宜设置统一的用能监控系统对机场分区内所有能源系统进行集中监控: 条件具备时,宜接人智慧能源管控平台进行统一管控。 (3)对于供能系统比较简单、用能区域比较集中的机场,供能和用能系统宜通过统一的控 制系统进行集中监控。 (4)对于各能源系统采用集中监控的机场,就地宜采用正常运行无人值班的控制方式 (条文说明】机场分区指根据机场用能特点,将其分为航站楼、飞行区、地面交通中心、信息中 心、货运区、工作区办公楼等用能区域

    慧能源管理系统总体规戈

    3.6智慧能源管控平台规划

    3.6.1智慧能源管控平台是面向机场内各种能源场景的统一管控平台,应具有各供能系统、航

    3.6.1智慧能源管控平台是面向机场内各种能源场景的统一管控平台,应具有各供能系统、航 站楼和飞行区等区域的用能系统相关信息的集中显示,各能源系统的能源计量、能耗计算/能效 分析、能源系统设备智能运维、不同能源形式的能源调控与优化等功能

    3.6.2智慧能源管控平台应包括硬件设备和软件系统。

    (1)智慧能源管控平台的硬件设备包括服务器、网络设备(如,交换机、防火墙、物联网 网关等)、人机接口设备(如,显示终端、大屏幕、打印机等)等。 (2)智慧能源管控平台的软件系统包括:操作系统、数据库等系统软件、以及根据需要设 置的各能源子系统的设备和系统的信息显示、能源计量、能耗分析、能源调控等各种能源综合 服务和增值服务等应用软件。 3.6.3智慧能源管控平台应能够与各供能监控系统和用能监控系统进行数据通信,能够实时采 集所需要的仪表和控制信息。 3.6.4智慧能源管控平台应具有与机场信息管理中心的接口,能够提供机场管理信息中心需要 的各种能源相关信息

    3.6.4智慧能源管控平台应具有与机场信息管理中心的接口,能够提供机场管理信息中心需要 的各种能源相关信息

    高效的特点。 4.1.2智慧能源系统在满足安全性和可靠性的同时,应优先采用适宜的新理念、新技术、新装 备、新工艺。可采用的部分先进综合能源利用技术见附录B。 4.1.3当能源系统包括发电系统时,其额定发电负荷宜小于机场用电负荷,电力宜采用并网不 上网的运行方式。 4.1.4能源系统应具有快速响应智慧管控系统控制的能力,能够快速调节负荷,并在宽负荷内 保持高效率

    4.2.1合理确定新建或改(扩)建综合能源系统用户覆盖范围。 【条文说明】新建机场智慧能源系统的覆盖范围应包含3.2中提到的所有区域;改扩建机场智慧 能源系统的覆盖范围视实际情况确定。 4.2.2收集能源系统覆盖范围内用户的水、电、气、冷、热等相关用能负荷数据 【条文说明】用能负荷数据应根据机场所在地的地理位置、气候特征、功能区划分、建筑规模、 设备容量等确定;新建机场宜参考同地区现有的同类型机场能源负荷数据;改扩建机场应以本 机场各种能源负荷历史数据为对照。 4.2.3分析各种能源负荷:根据收集到的负荷数据,绘制年负荷曲线和不同季节典型日逐时负 荷曲线。绘制不同季节典型日逐时负荷曲线时,应根据各项负荷的种类、性质以及蓄热(冷) 容量分别逐时叠加。

    4.2.4确定需求负荷:依据各种能源负荷的分析结果,确定水、电、气、冷、热

    4.3.1收集机场所在地可利用资源的数据,一般包括水、电、天然气、太阳能、地热能、风 能、生物质能、海洋能等。 【条文说明】资源分布票赋及其价格直接影响能源系统供能配比、能源系统运行方式和智慧管控 系统核心算法设计。 4.3.2收集机场周边区域供电条件,包括收集该地区电价(包括峰电价、平电价、谷电价,及 其分布时段)。 4.3.3收集水资源价格、污水处理费等相关数据。 4.3.4收集天然气价格、天然气来源、品质、压力、可用量等。 4.3.5太阳能、地热能、风能、生物质能、海洋能等应结合机场所在地资源情况及机场建设相 关要求,分析其纳人能源供应系统的可能性。 【条文说明】太阳能资源分析可参照GB50797《光伏发电站设计规范》;地热资源分析可参照 CJJ138《城镇地热供热工程技术规范》;风能资源分析可参照GB51096《风力发电场设计规 范》。

    4.4.1依据能源需求预测结果,并结合机场发展规划,确定能源系统容量

    4.4.1依据能源需求预测结果,并结合机场发展规划,确定能源系统容量

    4.4.2依据资源分析结果、确定纳入供能系统的资源

    等可再生能源的利用比例

    (1)在太阳能资源充足的地区,机场建筑屋面等位置宜设置光伏发电系统。 (2)对于太阳能达到Ⅲ类及以上资源区的机场,宜设置太阳能生活热水系统,在技术、经 齐论证合理的条件下,可采用太阳能供暖系统。 (3)场区景观照明宜采用太阳能照明系统,对于有条件的机场可采用太阳能路灯照明系统 (4)在风资源丰富的地区,可在不影响机场安全运营的前提下设置风力发电系统。 (5)在地热资源丰富的地区,经技术经济论证合理后,可采用地热供热、供冷。 (6)在生物质资源丰富的地区,在经济合理的前提下,可采用生物质锅炉供热

    4.4.3在天然气供应条件好的地区,经技术经济论证合理后,宜采用天然气冷热电三联供技 术,提高能源利用效率,实现能源梯级利用。 (条文说明】当采用天然气冷热电三联供时,机组选型原则为:供电负荷不宜大于需求负荷,供 冷及供热负荷不应大于需求负荷。 4.4.4在满足安全可靠、绿色环保的前提下,综合考虑经济性、节能等因素,通过技术经济比 较确定供能系统的组成形式、系统配置、设备容量等。供能站应尽量靠近负荷中心。 4.4.5供电系统除从电网购电外,还可根据机场所在地区情况考虑采用直供电方式降低用电 成本。

    充分利用蓄能技术,降低供能系统容量,减少

    (1)根据负荷曲线、资源价格等,经技术经济比较后,确定蓄能系统形式及容量。 (2)在场地条件允许时,供冷系统宜采用水蓄冷系统;受场地条件限制时可采用冰蓄冷 系统。 4.4.8合理利用各类水资源,减少市政用水量和污水、雨水排放量。 4.4.9宜参考“海绵城市”理念规划机场排水系统

    4.5.1应采用能效高的用能设备和系统,设备能效值应达到国家现行节能设备标准。 【条文说明】主要的综合能源节能技术介绍见附录B。 4.5.2应采用能效高的供暖空调、通风、照明等系统设备,其能效等级应优于国家现有标准能 效限定值的要求。 4.5.3在满足相关行业标准要求的前提下,应尽量提高机场清洁能源车辆的使用比例,合理配 置用电、用气负荷,合理配置充电桩、充气站等服务设施。 4.5.4用能系统末端的配置、测量及控制手段应能满足用能精细化管控的要求。 【条文说明】例如,对二次水泵采用变频控制、供冷或供热水路末端设置调节阀等,实现精确控 制;在合适的位置,设置足够的测点,能够真实准确的反应所在区域的温度等参数。 4.5.5应将用能系统与供能系统纳人统一的智慧能源管控系统,同步协调控制。 4.5.6空调及通风系统设计应注意各末端之间的阻力匹配,避免阻力差异大引起的局部过冷或 过热减少能源消

    型设备,可采用再生水和雨水的场合优先采用再

    4.6智慧能源系统运行方式

    4.6.1采用负荷预测技术,以气象预测数据、历史用能数据、航班信息、旅客信息等数据为基 础,提前预测用能负荷。 4.6.2根据负荷预测结果,结合供能成本分析、设备能效分析,提前安排供能计划,合理安排 供能组合,以达到降低能源消费成本、提高设备运行能效的目标。 (条文说明)在高电价时段,供电计划中多安排光伏发电、天然气发电、储能放电等供电方式: 在低电价时段,多利用市电,同时进行储能充电。在冷(热)负荷较低的时段,进行储冷 (热);在冷(热)负荷较高的时段,储冷(热)设施放冷。 4.6.3用冷及用热系统末端,应根据气象条件、航班信息、功能区特点等,实时自动调节所在 分区温度和湿度,提高旅客舒适度。 4.6.4用能系统以保证旅客舒适度为重要目标,A类机场及B类机场宜对室内空气质量进行监 控调节。

    4.6.6根据不同功能区的用能负荷特点,精细化控制用能负荷,实现最大程度的能源节约。 【条文说明】例如,通过集中登机口、控制照明等手段,引导旅客集中,减少旅客密度较低区域 的供能负荷;用能控制与航班信息、旅客分布情况等联动,减少无人或少人区域的照明、供冷 供热:根据航班信息,提前对旅客经停区域的负荷进行调节,保证旅客的舒适度

    5.1.1能源数据的采集与监控应覆盖机场能源生产、转换、输配和消费的全过程,应具备对机 场能源供给、消费与利用状况进行动态、实时监测、数据传输和分析功能, 5.1.2能源数据的采集与监控应采用标准的接口协议和采集方式。 5.1.3能源数据的采集周期应根据实时性要求进行合理的设定

    5.2.1能源系统的检测应包括下列内容

    (1)工艺系统的运行参数; (2)电气系统的运行参数; (3)辅机的运行状态和运行参数: (4)电气设备的运行状态和运行参数; (5)电/气动阀门的运行状态和运行参 (6)能源计量和能耗参数; (7)环境参数; (8)水质参数

    (1)工艺系统的运行参数; (2)电气系统的运行参数; (3)辅机的运行状态和运行参数; (4)电气设备的运行状态和运行参数: (5)电/气动阀门的运行状态和运行参数: (6)能源计量和能耗参数; (7)环境参数; (8)水质参数。

    5.2.2检测仪表的设置应符合下列规定:

    (1)在满足安全、经济运行要求的前提下,检测仪表的设置应与各辅机配套供货的仪表统 协调,并应避免重复设置。 (2)应设置反映主设备及工艺系统在正常运行、启停、异常及事故工况下安全、经济运行 参数的检测仪表。 (3)运行中需要进行监视和控制的参数应设置远程传输仪表。 (4)用于经济核算的工艺参数应设置检测仪表

    5.2.3检测仪表的选择应符合下列规定

    (1)仪表准确度等级应根据仪表的用途、形式和重要性,选择适当的准确度等级; (2)仪表应满足所在环境的防腐、防潮、防爆等要求; (3)宜采用智能型测量仪表或计量装置;在采用泛在物联网技术时,宜选用智能感知型测 量仪表或计量装置。 控制的要求

    5.2.4能源资源计量仪表的设置和选择应根据系统功能需要,设置相应的能源资

    原监控系统的设计应符合

    (1)能源监控系统的设计应遵从管理集中、控制分散的原则 (2)供能监控系统宜设置供能集中控制网络,并按各供能场站进行配置。 (3)用能监控系统宜按各机场分区进行配置

    5.3.2能源监控系统的选择应符合下列规定

    (1)供能集中控制网络主要设备宜由交换机、数据库服务器、监控软件、操作员站、工程 币站、光纤电缆等组成,其网络结构、通信速率、应用功能等的选择应充分满足供能侧各能源 系统对监控功能实时性的要求。 (2)各能源监控系统宜采用同一系列的楼宇自控系统(BAS,BuildingAutomationSystem) 可编程逻辑控制器系统(PLC,ProgrammableLogicController)、数据采集与监控系统(SCADA, Supervisory Control And Data Acquisition)。 (3)各能源控制系统(装置)应能够对能源系统中的主要被保障参数进行自动控制。 5.3.3楼宇自控系统(BAS)的设计应满足《民用运输机场航站楼楼宇自控系统工程设计规 范》(MH/T5009)的要求

    5.4.1当采用数据通信方式时,检测仪表、控制装置、监控系统等应根据接入系统的类型选用 标准的、开放的通信协议和接口。

    5.4.3检测仪表可采用数据通信方式接入能源监控系统;用于安全保护、重要控制回路时,应 采用满足相关安全要求的方式接入能源监控系统。 5.4.4其它数据采集信息如需接人智慧能源管控系统,宜采用通信方式。 【条文说明】有些就地智能仪表采集的数据(如环境数据、计量数据等)不需送入能源监控系统 进行实时监控,但需送入智慧能源管控平台进行管理、分析,此类智能仪表需预留相关的数据 通信接口,并通过通信方式将采集数据接入智慧能源管控平台。

    6.1.1智慧能源管控平台系统包括硬件、系统软件和应用软件。 6.1.2对于A类机场,应设置统一的智慧能源管控平台;对于B类机场,宜设置统一的智慧能 源管控平台;其它机场在条件具备时,也可设置智慧能源管控平台。 6.1.3对于设置智慧能源管控系统的机场,可根据具体需求和能源系统的配置情况,选择相应 的硬件设备和应用软件。

    6.2智慧能源管控平台总体架构

    6.3.1能源系统运行信息监视和报警功能要求

    (1)系统和设备运行参数的集中监视。 (2)系统和设备运行参数的分级报警管理。 (3)工艺系统、运行数据的整体展示。

    6.3.2能源系统及设备的性能分析功能要求:

    6.3智慧能源管控平台功能

    (1)终端用能特性分析及建模。 (2)用能、供能设备能效分析。 (3)用能、供能设备能损诊断。 (4)能源系统供需平衡分析。 (5)能源系统实时效率分析。 (条文说明】能效分析主要用于热水锅炉、冷水机组、水泵等设备的实时效率分析,基于分析结 果,进行设备能损分析与故障诊断,分析引起效率偏离设计工况的原因

    6.3.3能源系统设备故障预警功能要求:

    数据挖班 大数据等技术实现对重要设备故障的在线预警 2)宜采用容错优化控制技术,引人辅助判据,甄别故障信号,降低重要设备误停运风险

    6.3.4能源计量与结算功能要求

    (1)能源的自动计量及结算, (2)能源计划管理与供能成本分析 (3)能源质量的分析与考核。 (4)在线能源审计。

    6.3.5能耗管理与智能运维功能要求:

    (1)建立能耗指标分析体系,实现指标自动生成、对标分析与能耗异常报警, (2)根据长期能耗数据,自动生成能源系统及设备优化调整建议。 (3)能源调度流程、设备停复役流程的在线管理。 (4)计量仪表、能源设备的维护、检修管理,实现设备全生命周期管理

    6.3.6负荷预测功能要求:

    (1)冷、热、电负荷的长期(小时级)与短期(分钟级)预测 (2)分布式光伏发电的小时级预测。

    6.3.7能源系统协调控制与优化功能要求

    (1)根据室内、外环境参数对建筑内环境参数设定值进行优化。 (2)结合气象信息、航班信息实现供冷、供热、照明等系统的智能联动。 (3)根据能源采集数据应用分析后形成能源应用策略,相关用能系统应根据此策略自动调 整运行参数及运行方式以达到节能目的 (4)根据经济、能效、环保综合指标,实现综合能源系统冷、热、电多能互补及源荷储协 调优化运行

    6.4.1系统配置要求:

    (1)智慧能源管控平台数据层与运营管理层可采用云平台架构 (2)优化调控与运营管理数据传输时,应设置正反向隔离装置, (3)应配置标准化通信接口,方便与其他系统连接。 (4)与外部系统通信时,应设置防火墙等网络安全设备

    6.4.2系统配套要求

    6.4智慧能源管控平台的系统配置

    1)机房设计应符合《数据中心设计规范》(GB50174)的规定。 2)应配置不间断电源(UPS,UninterruptiblePowerSystem/UninterruptiblePowerSupply)

    7智慧能源系统的安全要求

    (1)智慧能源系统的安全防护,一般包括视频监视与识别系统、出人口控制系统(简称门 禁系统)、能源场景边界防护系统等。 (2)对于布置在航站楼/飞行区的用能系统,其视频监视与识别系统、门禁系统,应与航站 楼/飞行区统一设置和管理。相关信息可通过机场信息管理系统,接人智慧能源管控平台进行 显示。 (3)对于独立布置的供能系统/用能系统,宜进行统一的智慧能源系统安全管理,集中管理 各能源系统的安全运行。

    7.2.2智慧能源系统视频监视与识别

    (1)智慧能源系统中各能源场景和用能系统,应设置视频监视与识别系统。 (2)应根据各能源系统安全运行与维护的需要设置视频监视点,并按照监视点的功能要求 选择相应的摄像机和控制云台

    智慧能源系统的安全要习

    (3)在关键位置设置的监视摄像机应根据需要具有或支持人像识别/火灾识别等功能。 (4)在危险状况发生时,按照相关规定,视频监视与识别系统应具有与通风系统和消防系 统可靠联动的功能

    7.2.3智慧能源系统边界防护和出人口控制

    (1)智慧能源系统中的室外能源场景区域,应根据需要设置边界防护系统。对于A类和B 类机场,其变电站及电力设施、天然气设备及管线等区域,应设置边界防护系统。 (2)智慧能源系统中各能源场景/用能系统建构筑物,以及相应的办公区域和停车区域,应 根据需要设置出入口控制(门禁)系统。 (3)在危险状况发生时,边界防护系统和出人口控制系统应能与其它系统联动,以确保人 员和财产的安全,

    7. 3. 1总的要求

    智慧能源系统中各能源系统应满足运行和管理的安全要求。

    7.3.2智慧能源系统危险与可操作性分析

    7.3智慧能源系统的功能安全

    7.3.3智慧能源系统的功能安全要求

    (1)新建机场的智慧能源系统,进行HAZOP评估和SIL分析后,需要按照结论选择具有相 应SIL等级的控制/保护系统。 (2)对于已经运行的机场能源系统,在进行HAZOP分析后,应首先针对存在间题和事故隐 患提出相应的安全措施;在条件具备时,根据SIL分析结果对控制/保护系统进行整改

    7.4. 1 总的要求

    7.4.2智慧能源监控系统的信息安全

    (1)对于机场供电、燃气等各能源供给监控系统 以照机场建设的等级, 设置相级另 的信息安全保护系统。 (2)针对用能侧系统的特点, 应按监# 信息安全系统和设备

    7.4.3智慧能源管控平台的信息安全

    (2)所有智慧能源监控系统,以及机场范围内所有与智慧能源管控平台有数据通信连接的 实时控制系统,均应接人智慧能源管控平台系统的生产控制区(安全I区),采用无线传输方式 的计量仪表、安全防护系统的视频等信息,可接人智慧能源管控平台系统的管理信息区(安全 Ⅲ区)。 (3)智慧能源管控平台系统与机场信息管理中心的数据传输,从智慧能源管控平台安全分 区的Ⅲ区接人。 (4)智慧能源管控平台系统的I区/Ⅱ区和Ⅲ区之间,应设置单向物理隔离装置,隔离装置 应具有国家相关机构认证。

    7智慧能源系统的安全

    【条文说明】智慧能源管控平台系统的I区特指与各能源监控系统接口的区域,范围覆盖具有实 时控制功能的所有区域;Ⅱ区指重要仪表接入智慧能源管控平台的区域,考虑到此类仪表较少, 因此合并接入智慧能源管控平台系统的同一区域(I区)。Ⅲ区指与实时控制无关的信息系统接 入区域

    【条文说明】智慧能源管控平台系统的1区特指与各能源监控系统接口的区域,范围覆盖具有实 时控制功能的所有区域;Ⅱ区指重要仪表接入智慧能源管控平台的区域,考虑到此类仪表较少房地产标准规范范本, 因此合并接入智慧能源管控平台系统的同一区域(I区)。Ⅲ区指与实时控制无关的信息系统接 入区城

    8智慧能源系统的一体化管理

    8.1.1智慧能源系统的管理应贯穿机场能源系统规划设计、建设、运行维护等全过程。 8.1.2供能和用能系统应实施一体化管理,应将供、用能整体能源系统达到最优作为管理 目标。 8.1.3智慧能源系统的管理应遵循安全、高效、低耗的原则

    8.2规划设计阶段管理

    8.2.1机场能源管理部门应与能源规划设计单位明确双方需要提交的文件资料的内容、深度、 数量及交付时间。 【条文说明】机场能源管理部门应向规划设计单位提供能源系统基础资料,包含:相关能源规 划、各主要用能设备的负荷及其特性曲线,各功能分区的建筑设计资料,及其它需求;水、电、 气等资源价格等;并应对设计规划中能源系统的能耗指标、性能指标、整体或分步实施计划、 系统及设备配置、规划设计单位需提交的文件资料、内容、深度、数量及交付时间等提出要求。 8.2.2机场能源管理部门应监督规划设计单位能源和管控系统的设计功能符合性。 8.2减3机场能源管 做好规划设计電香工作

    8.3.1机场能源管理部门应组织并落实智慧能源系统项目建设方案的实施, 8.3.2机场能源管理部门应组织并落实改扩建机场智慧能源系统项目建设与现有能源系统的协 同性,使之不对现有系统正常运行产生不利影响。 8.3.3机场能源管理部门应提前参与智慧能源系统建设,了解施工方案,保障能源系统运行

    3.3.1机场能源管理部门应组织并落实智慧能源系统项目建设方案的实施。 3.3.2机场能源管理部门应组织并落实改扩建机场智慧能源系统项目建设与现有能源系统的协 同性设备设计图纸,使之不对现有系统正常运行产生不利影响。 3.3.3机场能源管理部门应提前参与智慧能源系统建设,了解施工方案,保障能源系统运行

    慧能源系统的一体化管理

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