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告別高能耗!智慧水務綜合能效管理係統開啟綠色節水時代

更新日期:2025-04-17瀏覽:31次

簡婷

韦德1946网址 上海嘉定  201801

0引言

   智慧水務係統主要是以BIM和GIS等技術為(wei) 基礎架構,並且通過利用各項信息技術,對河流域生態環境情況進行實時監測,並且將各項監測數據進行收集和處理,為(wei) 具體(ti) 的治理作業(ye) 展開提供了重要的參考依據。但是,智慧水務係統結構相對較為(wei) 複雜,因此在設計的時候需要明確其設計目的及設計架構,並且加強其實踐力度,以此突顯出智慧水務係統存在的價(jia) 值,為(wei) 河流域治理工程的發展,給予了重要的技術支撐。

1智慧水務係統分析

   智慧水務係統在城市水體(ti) 治理工程中得到了廣泛的應用,其應用效果也是非常好的。因此,在智慧水務係統設計之前,需要對係統概念以及設計內(nei) 容等方麵進行明確,這樣才能更好地開展設計工作,滿足河流域治理工程的需求。

1.1係統概念

   (1)智慧水務係統通過利用傳(chuan) 感器、電子標簽、BIM、GIS等技術,實現信息和時空尺度的信息感知網絡。同時,智慧水務係統主要是對湖泊、水資源、汙水等方麵進行監測,分析水體(ti) 環境的具體(ti) 情況,這樣可以為(wei) 治理工程的展開提供重要的參考。智慧水務係統利用數采儀(yi) 、無線網絡、水質水壓等方麵,並且利用可視化方式,對各項數據進行有機整合。另外,在整合以後,將大量的數據和信息進行分析和超處理,進而做出相應的河流域治理方案,以此達到“智慧”的狀態。

   (2)智慧水務係統在設計的時候,主要是構建集成運行管理、監督管理、工業(ye) 汙染源監測、防洪排澇、水生態與(yu) 水環境監控、應急指揮與(yu) 調度、數字化巡查與(yu) 養(yang) 護、三維展示等功能於(yu) 一體(ti) 的智慧水務管理平台。同時,智慧水務係統的出現,可以提升城市水務統一化管理,並且在水安全、水環境等方麵的日常運行、智慧管控與(yu) 運營、監督與(yu) 應急指揮保障能力,為(wei) 運行單位以及水務相關(guan) 主管部門的日常管理和監督提供技術支撐,以此實現城市水務信息化、數字化、智能化等管理模式。

   (3)通過智慧水務係統的設計,可以完善環保水務設備的管理、實時監測水務管網以及河流河道水質在線監測,並且對城市水務相關(guan) 運行係統進行維護、調度、巡查養(yang) 護、管理考核等閉環管理,以此提供好的服務體(ti) 係。

1.2設計內(nei) 容

   (1)智慧水務係統設計較為(wei) 複雜,主要包括“一監測、一個(ge) 平台、一大廳”,換句話說就是全方麵立體(ti) 化的河道監測和智能感知係統、一河兩(liang) 岸生態治理信息服務平台以及信息化綜合服務展示大廳。

   (2)智慧水務係統在設計的時候,將“互聯網+水利生態+河長製”作為(wei) 基礎理念,並且基於(yu) 相關(guan) 的治理規範,將一河兩(liang) 岸綜合治理工程作為(wei) 設計目標,將河湖涉水作為(wei) 主線,將日常巡查和公眾(zhong) 監督作為(wei) 核心,實現全方麵、立體(ti) 化的河流域智能監測係統。另外,智慧水務係統設計可以實現“一河兩(liang) 岸”生態治理信息服務平台,為(wei) 一河兩(liang) 岸水資源、水環境、水生態的治理和體(ti) 係建設提供智能化、智慧化的管理手段。

   (3)智慧水務係統的設計,可以實現全方麵的智能感知體(ti) 係,實時對河流域水位、流量、水量、水質狀況等方麵進行全方麵監測,並且為(wei) 河流域治理工程的實施提供實時數據的支持。另外,智慧水務係統在設計的時候,通過利用監控平台與(yu) 管理考核機製,實現管理的信息化、自動化與(yu) 標準化,這樣大大提升河流域治理工程建設的效果。

2係統架構設計與(yu) 實踐

   智慧水務係統主要包括采集層、網絡層、數據層、支撐層、應用層、用戶層以及巡視平台。下麵就針對這幾點內(nei) 容,展開分析和闡述。

2.1采集層

   采集層是智慧水務係統設計的要點,並且主要是將自動監測數據、人工錄入數據、外部接入數據等方麵進行整合。同時,在采集層設計的時候,根據河流域水體(ti) 的實際情況,設置采集終端,例如水文以及水質監測設備等方麵。

2.2網絡層

   在設計網絡層的時候,需簡要對采集層終端部署的可靠性進行綜合性的考慮,並且在設計的時候,以光纖覆蓋為(wei) 主,以此形成有線網絡和4G、5G無線網絡係統。同時,在設計的時候,結合數據回傳(chuan) 網絡應用到其中,可以確保數據傳(chuan) 輸的穩定性以及及時性,為(wei) 河流域治理工程建設的及時性提供了重要的保障。

2.3數據層

   數據層在智慧水務係統設計中占據著非常重要的地位,主要是將采集層所采集的數據,進行分析、處理以及儲(chu) 存,以此保證各項數據的完整性和安全性。同時,在數據層設計的時候,應當根據不同的業(ye) 務類型,建立設備數據庫、基礎信息庫、水文數據庫、水質數據庫、BIM數據庫等,這樣可以根據數據不同的屬性及類型,有針對性地進行儲(chu) 存,也為(wei) 後期的使用提供了相對便利的條件。

2.4支撐層

   支撐層的設計,主要是將數據庫作為(wei) 基礎,並且將web服務、應用服務、文件服務、BIM服務、GIS服務等方麵應用到其中,這樣不僅(jin) 為(wei) 係統的運行提供有力支撐,而且也可提升係統的服務性。

2.5應用層

   應用層在智慧水務係統設計中,主要是實現係統數據資源以及業(ye) 務功能集成管理,並且構建統一的用戶訪問界麵,這樣在操作智慧水務係統的時候,就會(hui) 相對較為(wei) 便利。另外,在設計應用層的時候,將BIM係統、水文監測、水質監測等係統應用到其中,並且與(yu) 外部係統接口連接,這樣可以實現數據實時共享,以此保證數據獲取的及時性。

2.6巡視平台

   巡視平台在智慧水務係統設計中,主要分為(wei) 三個(ge) 方麵:數據部門、調度指揮部門、多媒體(ti) 展示部門。其中,調度指揮部門主要是將整個(ge) 智慧水務係統所有的各類通信終端,以及信息承載部門進行整合,並且以多種業(ye) 務軟件為(wei) 基礎信息的基礎上,充分發揮調度指揮部門的價(jia) 值。另外,在設計調度指揮部門的時候,將決(jue) 策、監察、遠程執行等方麵進行的整合,以此提升智慧水務係統的功能性。多媒體(ti) 展示部門主要是利用直觀性較強的多媒體(ti) 展示一河兩(liang) 岸生態的具體(ti) 情況,並且將信息化技術作為(wei) 基礎,采集大量的數據。在數據采集完成以後,結合曆史、文化、風貌、人文等方麵,利用360°全息投影、全息數字沙盤係統、虛擬翻書(shu) 係統、互動地幕係統等,進行全方麵的展示。

2.7水質監測

   為(wei) 了實時獲取河流域水質的情況,在設計智慧水務係統的時候,需要構建完善水質監測係統,設置水質五參數,主要包括pH、溫度、溶解氧(DO)、電導率、濁度等方麵,並且根據相關(guan) 水質監測指標,利用手機無線網絡將各項數據傳(chuan) 輸到水務管理平台,以此完成監測工作,這樣治理工程建設的展開,就有了重要的數據支持。另外,係統平台根據監測的數據,利用BIM技術進行三維模型的構建,以此對監測數據進行評價(jia) 。同時,將評價(jia) 的各項數據繪製成曲線圖,這樣可以清晰地看出河流域汙染的變化趨勢,根據趨勢進行治理,並且明確治理的要點,以此保證治理的效果。

2.8網絡和安全係統

   由於(yu) 智慧水務係統中含有大量的數據,所以在設計的時候,做好智慧水務係統中的安全與(yu) 網絡設計是非常必要的。在設計的時候,主要是以光纖網絡為(wei) 主,將各項數據傳(chuan) 輸到平台上,並且可以利用分層理念的設計方式,設置專(zhuan) 項網、內(nei) 網、外網等三個(ge) 方麵,以此保證智慧水務係統中各項數據的安全性。

3 AcrelEMS-SW智慧水務能效管理平台

3.1平台概述

   安科瑞電氣具備從(cong) 終端感知、邊緣計算到能效管理平台的產(chan) 品生態體(ti) 係,AcrelEMS-SW智慧水務能效管理平台通過在汙水廠源、網、荷、儲(chu) 、充的各個(ge) 關(guan) 鍵節點安裝保護、監測、分析、治理裝置,用於(yu) 監測汙水廠能耗總量和能耗強度,監測主要用能設備能效,保護汙水廠運行可靠,提高汙水廠能效,為(wei) 汙水處理的能效管理提供科學、精細的解決(jue) 方案。

3.2平台組成

   AcrelEMS智慧水務綜合能效管理係統由變電站綜合自動化係統、電力監控及能效管理係統組成,涵蓋了水務中壓變配電係統、電氣安全、應急電源、能源管理、照明控製、設備運維等,貫穿水務能源流的始終,幫助運維管理人員通過一套平台、一個(ge) APP實時了解水務配電係統運行狀況,並且根據權限可以適用於(yu) 水務後勤部門管理需要。

3.3平台拓撲圖

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3.4平台子係統

3.4.1變電站綜合自動化係統及電力監控

   對水務配電係統中35kV、10kV電壓等級配置繼電保護和弧光保護,實現遙測、遙信、遙控、遙調等功能,對異常情況及時預警。

監測變壓器、水泵、鼓風機的電流、電壓、有功/無功功率、功率因數、負荷率、溫度、三相平衡、異常警報等數據。

3.4.2電能質量監測與(yu) 治理

   水務中大量的大功率電機、水泵變頻啟動導致配電係統中存在大量諧波,通過監測其配電係統的諧波畸變、電壓波動、閃變和容忍度指標分析其電能質量,並配置對應的電能質量治理措施提高供電電能質量。

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3.4.3電動機管理

   馬達監控實現水務中電機的保護、遙測、遙信、遙控功能,電動機保護器能對過載、短路、缺相、漏電等異常情況進行保護、監測和警報。準確地反映出故障狀態、故障時間、故障地點、及相關(guan) 信息,對電機進行健康診斷和預防性維護。同時支持與(yu) PLC、軟啟、變頻器等配合,實現電動機自動或遠程控製,監視、控製各個(ge) 工藝設備,保障正常生產(chan) 。

綜合管廊智能馬達控製係統

3.4.4能耗管理

   為(wei) 水務搭建計量體(ti) 係,顯示水務的能源流向和能源損耗,通過能源流向圖幫助水務分析能源消耗去向,找出能源消耗異常區域。

將所有有關(guan) 能源的參數集中在一個(ge) 看板中,從(cong) 多個(ge) 維度對比分析,實現各個(ge) 工藝環節的能耗對比,幫助領導掌控整個(ge) 工廠的能源消耗,能源成本,標煤排放等的情況。

能耗數據統計采集水務中汙水廠、自來水廠、水泵站等的用電、用水、燃氣、冷熱量消耗量,同環比對比分析,能耗總量和能耗強度計算,標煤計算和CO2排放統計趨勢。

   能效分析按三級計量架構,分別進行能效分析,契合能源管理體(ti) 係要求,可對各車間/職能部門的能效水平進行分析,同比、環比、對標等。通過汙水處理產(chan) 量以及係統采集的能耗數據,在汙水單耗中生成汙水單耗趨勢圖,並進行同比和環比分析,同時將汙水的單耗與(yu) 行業(ye) /國家/指標對標,以便企業(ye) 能夠根據產(chan) 品單耗情況來調整生產(chan) 工藝,從(cong) 而降低能耗。

3.4.5智能照明控製

   係統為(wei) 汙水廠、自來水廠、水泵站等提供了照明控製管理方案,支持單控、區域控製、自動控製、感應控製、定時控製、場景控製、調光控製等多種控製方式,模塊可根據經緯度自動識別日出日落時間實現自動控製功能,盡量利用自然光照,實現室內(nei) 、廠區照明的智能控製達到安全、節能的目的。

3.4.6電氣安全

   ①電氣火災監測:監測配電係統回路的漏電電流和線纜溫度,實現對汙水廠、自來水廠、水泵站的電氣安全預警。

   ②消防應急照明和疏散指示:根據預先設置的應急預案快速啟動疏散方案引導人員疏散。係統接入消防應急照明指示係統數據,通過平麵圖顯示疏散指示燈具工作狀態和異常情況。

   ③消防設備電源監測:監測消防設備的工作電源是否正常,保障在發生火災時消防設備可以正常投入使用。

 

   ④防火門監控係統:防火門監控係統集中控製其各終端設備即防火門監控模塊、電動閉門器、電磁釋放器的工作狀態,實時監測疏散通道防火門的開啟、關(guan) 閉及故障狀態,顯示終端設備開路、短路等故障信號。係統采用消防二總線將具有通信功能的監控模塊相互連接起來,當終端設備發生短路、斷路等故障時,防火門監控器能發出警報信號,能指示警報部位並保存警報信息,保障了電氣安全的可靠性。

3.4.7 環境監測

   汙水廠、自來水廠、水泵站等場所溫濕度、煙霧、積水浸水、UPS電池間可燃氣體(ti) 濃度展示和預警,保障汙水廠、自來水廠、水泵站等安全運行。當可燃氣體(ti) 或有害氣體(ti) 濃度超標可自動啟動排風風機或新風係統,排除隱患,保持良好的水處理環境。

 

3.4.8分布式光伏監測

   實時監測低壓並網櫃每路的電流、電壓、功率等電氣參數及斷路器開關(guan) 狀態,逆變器運行監視,對逆變器直流側(ce) 每一光伏組串的輸入直流電壓、直流電流、直流功率,逆變器交流電壓、交流電流、頻率、功率因數、當前發電功率、累計發電量進行監測,以曲線方式繪製上述監測的各個(ge) 參量的曆史數據。

   平台結合廠區實際分布情況,通過3D或2。5D平麵圖顯示分布式光伏組件在屋頂、車棚的分布情況,顯示匯流箱、並網點位置,各個(ge) 屋頂的裝機容量。

3.4.9工藝仿真監控

   平台通過2D、3D方式實時監視粗格柵、汙水提升、細格柵、曝氣沉砂、改良生化處理、二沉、加氯接觸消毒、汙泥濃縮壓濾、生物除臭等工藝設備運行狀態。在格柵清渣機、汙水提升泵、回流泵、曝氣風機、加藥泵、濃縮壓濾機、吸沙泵、吸泥泵等低壓電動機控製櫃或低壓饋電櫃安裝電動機保護,進行短路、過流、過載、起動超時、斷相、不平衡、低功率、接地/漏電、te保護、堵轉、逆序、溫度等保護以及外部故障連鎖停機,與(yu) PLC、軟啟、變頻器等配合,實現電動機自動或遠程控製,監視、控製各個(ge) 工藝設備,保障正常生產(chan) 。

4 相關(guan) 平台部署硬件選型清單

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