智能电网技术在机场供电系统中的应用分析

杨灿安

（首都机场集团公司北京建设项目管理中心，北京 100621）

1 智能电网技术在机场供电系统中的应用必要性

智能电网技术，即构建现代化智能电网的先进科学技术，包括集成的高速双向通信网络技术、先进的传感和测量技术、先进的设备技术和控制决策系统技术等。以上技术通过灵活组合，能够提供可观可控、安全可靠、自愈和节能环保的技术特性，其经济性、可靠性和安全性远非传统电网技术可比拟。智能电网技术能覆盖从电厂到用户终端的整个电力网络，且经济实用，是未来电力技术的重点发展方向。将智能电网技术应用到机场供电系统中，可以充分发挥先进科学技术的优势，使工作人员能够全面掌握机场供配电网络的运行情况，提高机场供电的安全可靠性，提升机场能源的利用效率，助力机场实现“智慧、平安、人文、绿色”的发展目标。由此可见，在机场供电系统中应用智能电网技术，意义重大且很有必要。

2 智能电网技术在机场供电系统中的具体应用

2.1 智能电网技术在电力监控系统建立中的应用

机场的供电区域广，电力设备多，线路长，电力系统中还存在不同等级的电压，要想对电力系统进行有效的监管，必须建立一个科学、完善的电力监控系统。应用智能电网技术可以构建一个双层架构的机场电力监控系统：第一层为设备监控层，第二层为现场执行控制层。主要由以下几部分组成。

第一部分为电力监控设备，包括电力设备保护装置、变电站监控仪表装置、变压器监控装置、直流屏等等，此类装置能够帮助系统实现危险警报、远程实时监控以及异常提醒的功能。第二部分为环境监控系统，通过红外装置、感烟感温探测器等设备实时监测变电站的湿度和温度变化，对环境的安全状态进行准确判断。第三部分为智能照明系统，该系统能对变配电站的灯光进行智能控制，实现远程开关、门禁联动开关、手动开关等功能。第四部分为视频监控系统，该系统采用IP 网络摄像机装置，实现无人值守监控，技术人员通过计算机进行远程监控即可。第五部分为指纹刷卡考勤巡查系统，该系统通过刷卡或者指纹识别的方式，读取工作人员的考勤信息或者巡查信息，确保巡查工作的落实。第六部分为IP 网络电话系统，该系统可以实现重要的变配电现场与监控中心之间的实时语音通信功能。

将以上各部分的监控信息整合到控制和决策系统，即形成了强大的电力监控系统。该系统除了对电网进行实时监控以外，还可以对电网出现的故障进行有效的诊断和隔离，并对没有发生故障的区域进行持续供电，极大地减少故障的影响面，降低供电故障对机场运营的影响。

2.2 智能电网技术在变电站建设中的应用

变电站作为机场供电系统中的核心组成部分，其建设质量与整个供电系统的运行效率休戚相关。利用智能电网技术，可以构建三层架构的机场变电站系统：第一层为过程层，主要由一次设备、合并单元、智能终端以及智能设备组成，该层主要实现变电站的电能传输、转换、测量以及控制等相关功能；第二层为间隔层，主要由测控装置、机电保护装置以及故障录波装置等二次设备组成，该层主要负责系统的间隔保护；第三层为站控层，包括通信系统、站域控制系统、自动化系统以及对时系统等，主要负责系统的控制和测量工作，同时还具有同步相量采集、信息保护管理、操作闭锁、监视控制等多种功能。

在机场变电站的建设中，智能化一次侧技术和网络化二次侧技术最值得应用。智能化一次侧系统包括智能高压开关以及电子互感器装置。智能高压开关是一种性能非常出色的控制设备，是由传感器、执行器以及电子装置组成，能够帮助系统实现事故诊断以及运行监测功能，而电子互感器装置则能够对治传统互感器中存在的饱和缺陷。网络化二次侧技术是通过应用数字通讯手段实现电信号的传递，由于采用光纤代替传统的金属电缆作为传输的介质，该信号传输方式能够有效规避二次电缆交直流串扰的发生。此外，还可以在机场的变电站中加入巡视机器人。机器人设备带有可见光监测装置和红外热像仪设备，能够代替工作人员对高压设备进行检测，快速发现设备的内部损伤和热缺陷等，既可大大减轻工作人员的厂内巡视压力，又能有效提升巡视工作的整体效率。

2.3 智能电网技术在设备检测中的应用

要想保证供电网络安全可靠地运行，各类供电设备必须处于良好的运行状态,因此，电力设备的检测工作至关重要。智能电网检测技术远远超出传统电网设备检测的范畴，不仅仅局限于供电设备的监测，而是全方位覆盖，不但实现生产全过程中电网实时信息的获取、整合、分析和共享，还能给出相应的控制方案、应急预案及决策辅助。

基于智能电网技术的设备检测，是以设备的实际工作状态为依据，通过先进的状态监测手段、可靠性评价手段以及寿命预测手段，判断设备状态，识别故障的早期征兆，对故障部位及其严重程度、发展趋势作出判断，是“带电检测、在线监测、停电验修试验”三位一体的检测模式。其中比较成熟，且适合机场供电系统应用的有油色谱分析、红外测温、局放检测、铁心电流检测、紫外成像检测、容性设备绝缘检测、气体泄漏检测等带电检测技术和变压器油色谱监测、套管绝缘监测、开关设备状态监测、容性设备和避雷器监测、电力电缆分布式光纤测温等在线监测技术。

2.4 智能电网技术在机场照明控制系统中的应用

对于机场而言，公共照明是供电网络的一大终端，特别是路灯及机坪高杆灯，更是能耗大户，此类照明装置分布区域广，维护管理工作难度也较高。通过采用智能照明远程监控技术，可以有效提升照明管理效率，节省运营成本并且节能降耗。该系统能够对照明装置进行区域化管理，同时还能结合天气情况和光照强度对灯光的亮度和设备的开关进行合理调整，主要有以下几方面的功能。

首先，是主动询问功能，系统能对监控范围内所有照明设备的电流、电压、开关状态以及具体用电量等进行自动监测，并自动回传监测数据。其次，主动控制功能，系统控制中心可以对控制区域内的任何一套照明设备进行控制和相关参数的调整。再者，自动控制功能，系统能按照四季的变化，对照明设备的开关时间进行自动调整。最后，报警功能，如果照明设备出现通信故障、电量不足或者没有按时执行开关指令等情况，系统控制中心会接收到警报信息。此外，还有显示功能，在系统的电子地图上，每套照明设备的实际状态和重要参数都会实时显示出来。

2.5 智能电网技术在“光伏+机场”上的应用

一般情况下，机场建设场址地势开阔，而且航站楼、停车楼等建筑具有面积可观的屋面系统，非常适合建设分布式光伏发电项目。然而，光伏发电具有间歇性、波动性等特点，接入电网后需要进行协调配合，方可安全稳定运行。一方面，光伏发电并网要求电网具备适应性和安全稳定控制能力，电网调度需要统筹市电和光伏发电资源，使全网的功率供给与需求达到实时动态平衡，并满足安全运行标准；另一方面，为了降低光伏并网带来的安全稳定风险，需要光伏发电具备基本的接入与控制要求。

智能电网技术对光伏电站在接入电网后的有功功率控制、功率预测、无功功率、电压调节、低电压穿越、运行频率、电能质量、模型和参数、通信与信号、接入电网测试等方面均作出了具体的规定，解决了光伏发电标准化接入、间歇式电源发电功率精确预测以及运行控制技术等问题，使大规模光伏能源的科学合理利用得以实现。得益于智能电网技术的发展，光伏发电在国内很多大型机场都已有所应用。比如，首都机场GTC 停车楼屋顶采光带上建有2400m2的光伏发电项目；深圳宝安机场有国内容量最大的机场光伏发电项目；上海浦东机场的光伏建筑一体化项目现可产生足够的清洁能源，用以满足机场停车设施和装卸设备的需求，其本身还可为机场户外的空调设备进行遮阳。

3 结语

综上所述，将智能电网技术引入机场供电系统中，能提高供电系统运行的稳定性和安全性，为机场的安全运营提供有力支撑，能提高管理人员的工作效率，降低工作强度，能更好地利用清洁能源，实现节能减排，在打造“智慧机场、平安机场、人文机场、绿色机场”四方面均有很大的促进意义。