对于城市智慧水务智能配电能效平台分析

  随着城市化进程的加速和水资源管理的日益复杂，城市智慧水务系统的建设成为必然趋势。其中，智能配电能效平台作为智慧水务的重要组成部分，对于提高水务系统的运行效率、保障供水安全、实现节能减排具备极其重大意义。本文对城市智慧水务智能配电能效平台做了深入分析，包括其架构、功能、关键技术和应用效果等方面，旨在为城市水务系统的智能化发展提供参考。

  水是生命之源，也是城市发展的重要支撑。随着城市规模的逐步扩大和人口的持续增长，城市水务系统面临着慢慢的变大的压力。为实现水资源的高效利用和水务系统的可持续发展，智慧水务的理念应运而生。智慧水务是指利用物联网、大数据、云计算等新一代信息技术，对水务系统来进行监测、控制和管理，以提高水务系统的运行效率、服务的品质和管理上的水准。智能配电能效平台作为智慧水务的重要支撑，对于保障水务系统的稳定运行、降低能耗、提高能源利用效率具备极其重大作用。

  城市智慧水务智能配电能效平台一般会用分层架构，包括感知层、传输层、数据层、应用层和展示层。

  感知层主要由各类传感器、智能电表、智能开关柜等设备组成，负责采集水务系统中配电设备的运作时的状态、电量参数、环境参数等信息。

  传输层负责将感知层采集到的数据传输到数据层，常用的传输方式包括有线 等）和无线传输（如 Wi-Fi、Zigbee、NB-IoT 等）。

  数据层主要由数据库服务器和数据处理软件组成，负责对采集到的数据来进行存储、清洗、分析和挖掘，为应用层提供数据支持。

  应用层是智能配电能效平台的核心部分，包括设备管理、能耗监测、能效分析、故障预警、智能控制等功能模块，实现对水务系统配电设备的智能化管理和控制。

  展示层主要是通过电脑端、移动端等终端设备，以图表、报表、地图等形式向用户展示配电设备的运作时的状态、能耗情况、分析结果等信息，为用户更好的提供直观、便捷的操作界面。

  对水务系统中的配电设备做全面管理，包括设备档案、设备巡检、设备维护、设备报废等，实现设备全生命周期的信息化管理。

  实时监测水务系统中配电设备的能耗情况，包括电量、功率、功率因数等参数，为能耗分析和节能管理提供数据支持。

  对采集到的能耗数据来进行深入分析，评估配电设备的能效水平，找出能耗高的环节和设备，为节约能源改造提供依据。

  通过对配电设备正常运行状态的实时监测和数据分析，及时发现设备潜在的故障隐患，并发出预警信号，以便及时采取措施进行维修，避免故障的发生。

  根据水务系统的实际需求和能耗情况，实现对配电设备的智能控制，如优化设备运行参数、自动投切无功补偿装置等，提高设备运行效率，降低能耗。

  通过物联网技术将水务系统中的各类配电设备连接起来，实现设备之间的互联互通和数据共享，为智能配电能效平台提供数据基础。

  利用大数据分析技术对采集到的海量数据进行处理和分析，挖掘数据中的潜在价值，为水务系统的优化运行和管理决策提供支持。

  借助云计算技术实现平台的弹性扩展和资源共享，降低平台的建设和运维成本，提高平台的可靠性和稳定性。

  应用人工智能技术，如机器学习、深度学习等，实现对配电设备故障的智能诊断和预测，提高故障预警的准确性和及时性。

  通过对配电设备的实时监测和智能控制，优化设备运行参数，提高设备运行效率，降低设备故障率，保障水务系统的稳定运行。

  通过能效分析和节能改造，降低水务系统的能耗，减少二氧化碳排放，实现节能减排的目标。

  实现设备全生命周期管理，减少设备维护成本；通过智能控制和优化运行，降低能源成本，提高水务企业的经济效益。

  为水务企业提供全面、准确、实时的配电设备运行数据和分析结果，辅助企业进行科学决策，提升企业的管理水平和竞争力。

  安科瑞电气具备从终端感知、边缘计算到能效管理平台的产品生态体系，AcrelEMS-SW智慧水务能效管理平台通过在污水厂源、网、荷、储、充的各个关键节点安装保护、监测、分析、治理装置，用于监测污水厂能耗总量和能耗强度，监测主要用能设备能效，保护污水厂运行可靠，提高污水厂能效，为污水处理的能效管理提供科学、精细的解决方案。

  AcrelEMS智慧水务综合能效管理系统由变电站综合自动化系统、电力监控及能效管理系统组成，涵盖了水务中压变配电系统、电气安全、应急电源、能源管理、照明控制、设备运维等，贯穿水务能源流的始终，帮助运维管理人员通过一套平台、一个APP实时了解水务配电系统运行状况，并且根据权限可以适用于水务后勤部门管理需要。

  对水务配电系统中35kV、10kV电压等级配置继电保护和弧光保护，实现遥测、遥信、遥控、遥调等功能，对异常情况及时预警。

  监测变压器、水泵、鼓风机的电流、电压、有功/无功功率、功率因数、负荷率、温度、三相平衡、异常报警等数据。

  水务中大量的大功率电机、水泵变频启动导致配电系统中存在大量谐波，通过监测其配电系统的谐波畸变、电压波动、闪变和容忍度指标分析其电能质量，并配置对应的电能质量治理措施提高供电电能质量。

  马达监控实现水务中电机的保护、遥测、遥信、遥控功能，电动机保护器能对过载、短路、缺相、漏电等异常情况进行保护、监测和报警。准确地反映出故障状态、故障时间、故障地点、及相关信息，对电机进行健康诊断和预防性维护。同时支持与PLC、软启、变频器等配合，实现电动机自动或远程控制，监视、控制各个工艺设备,保障正常生产。

  为水务搭建计量体系，显示水务的能源流向和能源损耗，通过能源流向图帮助水务分析能源消耗去向，找出能源消耗异常区域。

  将所有有关能源的参数集中在一个看板中，从多个维度对比分析，实现各个工艺环节的能耗对比，帮助领导掌控整个工厂的能源消耗，能源成本，标煤排放等的情况。

  能耗数据统计采集水务中污水厂、自来水厂、水泵站等的用电、用水、燃气、冷热量消耗量，同环比对比分析，能耗总量和能耗强度计算，标煤计算和CO2排放统计趋势。

  能效分析按三级计量架构，分别进行能效分析，契合能源管理体系要求，可对各车间/职能部门的能效水平进行分析，同比、环比、对标等。通过污水处理产量以及系统采集的能耗数据，在污水单耗中生成污水单耗趋势图，并进行同比和环比分析，同时将污水的单耗与行业/国家/指标对标，以便企业能够根据产品单耗情况来调整生产工艺，从而降低能耗。

  系统为污水厂、自来水厂、水泵站等提供了照明控制管理方案，支持单控、区域控制、自动控制、感应控制、定时控制、场景控制、调光控制等多种控制方式，模块可根据经纬度自动识别日出日落时间实现自动控制功能，尽量利用自然光照，实现室内、厂区照明的智能控制达到安全、节能的目的。

  ①电气火灾监测：监测配电系统回路的漏电电流和线缆温度，实现对污水厂、自来水厂、水泵站的电气安全预警。

  ②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。

  ③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。

  ④防火门监控系统：防火门监控系统集中控制其各终端设备即防火门监控模块、电动闭门器、电磁释放器的工作状态，实时监测疏散通道防火门的开启、关闭及故障状态，显示终端设备开路、短路等故障信号。系统采用消防二总线将具有通信功能的监控模块相互连接起来，当终端设备发生短路、断路等故障时，防火门监控器能发出报警信号，能指示报警部位并保存报警信息，保障了电气安全的可靠性。

  污水厂、自来水厂、水泵站等场所温湿度、烟雾、积水浸水、视频、UPS电池间可燃气体浓度展示和预警，保障污水厂、自来水厂、水泵站等安全运行。当可燃气体或有害气体浓度超标可自动启动排风风机或新风系统，排除隐患，保持良好的水处理环境。

  实时监测低压并网柜每路的电流、电压、功率等电气参数及断路器开关状态，逆变器运行监视，对逆变器直流侧每一光伏组串的输入直流电压、直流电流、直流功率，逆变器交流电压、交流电流、频率、功率因数、当前发电功率、累计发电量进行监测，以曲线方式绘制上述监测的各个参量的历史数据。

  平台结合厂区实际分布情况，通过3D或2.5D平面图显示分布式光伏组件在屋顶、车棚的分布情况，显示汇流箱、并网点位置，各个屋顶的装机容量。

  6.4.9工艺仿线D方式实时监视粗格栅、污水提升、细格栅、曝气沉砂、改良生化处理、二沉、加氯接触消毒、污泥浓缩压滤、生物除臭等工艺设备运作时的状态。在格栅清渣机、污水提升泵、回流泵、曝气风机、加药泵、浓缩压滤机、吸沙泵、吸泥泵等低压电动机控制柜或低压馈电柜安装电动机保护，进行短路、过流、过载、起动超时、断相、不平衡、低功率、接地/漏电、te保护、堵转、逆序、温度等保护以及外部故障连锁停机，与PLC、软启、变频器等配合，实现电动机自动或远程控制，监视、控制各个工艺设备,保障正常生产。

  在城市水务建设发展过程中，智慧水务是必然趋势。智慧水务的效用关系我们正常的生活与生产的基本需求，可以有成效减缓出现水资源紧缺、水环境污染、洪水内涝等各类问题发生，推动国家经济的稳定发展。现代科学技术的进步给智慧水务系统的发展提供了必要支持，要增加对智慧水务系统的资产金额的投入水平，制定科学完善的评价机制，逐步突破技术难关，提高智慧水务系统的安全性与准确性。

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