城市智慧水務(wù)智能配電能效平臺(tái)分析

江蘇安科瑞微電網(wǎng)研究院有限公司江蘇江陰214432

摘要：闡述城市智慧水務(wù)的特點(diǎn)，發(fā)展現(xiàn)狀，存在的問題、應(yīng)對(duì)的措施和方案，探討城市智慧水務(wù)建設(shè)中的整體框架設(shè)計(jì)，包括基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)層、服務(wù)支撐層、集成層、應(yīng)用層，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)業(yè)務(wù)數(shù)字化，資產(chǎn)管理、運(yùn)維管理、報(bào)表管理、安全管理、應(yīng)急管理、綜合調(diào)度的業(yè)務(wù)功能。

關(guān)鍵詞：智慧城市，智慧水務(wù)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，數(shù)字化管理。

0引言

在水務(wù)數(shù)字化進(jìn)展過程中，水務(wù)部門及水務(wù)企業(yè)根據(jù)自身需要建設(shè)了不同功能的應(yīng)用系統(tǒng)支撐日常工作，常見系統(tǒng)包括管網(wǎng)GIS系統(tǒng)、廠站SCADA系統(tǒng)和營(yíng)賬收費(fèi)系統(tǒng)等。但是，由于缺少頂層規(guī)劃和統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系，各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)之間相互獨(dú)立，數(shù)據(jù)無法打通，業(yè)務(wù)難以協(xié)同。同時(shí)，由于智慧水務(wù)發(fā)展較晚，系統(tǒng)功能尚未完善，現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)往往數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘不深，智能化智慧化應(yīng)用場(chǎng)景不足。

因此，在建設(shè)數(shù)字中國(guó)、智慧城市、智慧水務(wù)的大背景下，結(jié)合水務(wù)行業(yè)信息化智慧化發(fā)展需求，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)水務(wù)頂層規(guī)劃和建設(shè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系，充分利用新一代信息技術(shù)構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化、智能化的水務(wù)綜合管理平臺(tái)，通過水務(wù)綜合管理平臺(tái)打通信息孤島，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值，增強(qiáng)對(duì)水務(wù)業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)和監(jiān)管的能力，實(shí)現(xiàn)城市水務(wù)智慧運(yùn)行、智慧監(jiān)管，助力城市管理體系和管理能力向現(xiàn)代化轉(zhuǎn)變。

1研究背景

2014年8月，國(guó)家發(fā)改委、工信部、科技部、公安部、財(cái)政部、國(guó)土部、住建部、交通部八部委印發(fā)《關(guān)于增進(jìn)智慧城市健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》，提出加速建設(shè)智能化基礎(chǔ)設(shè)施，建設(shè)全過程智能水務(wù)管理系統(tǒng)。2020年4月，國(guó)家開始明確“新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)"（新基建）范圍，對(duì)信息基礎(chǔ)設(shè)施、融匯基礎(chǔ)設(shè)施、創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施三方面提出建設(shè)理念和要求，以新發(fā)展理念為領(lǐng)導(dǎo)，以技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng)，以信息網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，面向高質(zhì)量發(fā)展需求，提供數(shù)字轉(zhuǎn)型、智能升級(jí)、融匯創(chuàng)新等服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施體系。新基建的發(fā)展，為水務(wù)現(xiàn)代化管理提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。2021年12月，網(wǎng)絡(luò)安全和信息化委員會(huì)印發(fā)《“十四五"國(guó)家信息化規(guī)劃》，明確要求分級(jí)分類有序推進(jìn)新型智慧城市建設(shè)，因地制宜推進(jìn)智慧城市群一體化發(fā)展，圍繞公共交通、快遞物流、就診就學(xué)、城市運(yùn)行管理、自然環(huán)保、證照管理、市場(chǎng)監(jiān)管、公共安全、應(yīng)急管理等要點(diǎn)領(lǐng)域，推動(dòng)一批智慧應(yīng)用區(qū)域協(xié)同聯(lián)動(dòng)，增進(jìn)區(qū)域信息化協(xié)調(diào)發(fā)展。智慧水務(wù)是自然環(huán)保領(lǐng)域的重要組成部分，是推進(jìn)新型智慧城市高質(zhì)量發(fā)展的重要抓手之一。

城市智慧水務(wù)的特點(diǎn)。目前，學(xué)術(shù)界對(duì)智慧水務(wù)的特征進(jìn)行了不同層次的探討，但其定義尚未達(dá)成統(tǒng)一共識(shí)。張世濱認(rèn)為，智慧水務(wù)通過傳感器、網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)系統(tǒng)與水務(wù)信息系統(tǒng)的結(jié)合，構(gòu)建成全方面的智能水務(wù)管理系統(tǒng)。楊明祥認(rèn)為，智慧水務(wù)以新信息技術(shù)應(yīng)用帶動(dòng)水務(wù)信息化技術(shù)水平的全方面提升，為水務(wù)管理的智慧化提供信息化技術(shù)支撐。本文從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，認(rèn)為智慧水務(wù)是依托物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水務(wù)行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景“可視"“可知"“可控"“可預(yù)測(cè)"的一體化綜合管控平臺(tái)，賦能水務(wù)行業(yè)全要素全過程運(yùn)維監(jiān)管。

城市智慧水務(wù)發(fā)展現(xiàn)狀。隨著水務(wù)業(yè)務(wù)的變化和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，水務(wù)管理的思路不斷創(chuàng)新，自動(dòng)化和信息化技術(shù)在城市水務(wù)部門管理中的應(yīng)用也越來越深入和廣泛，為我國(guó)城市水務(wù)信息化智慧化的進(jìn)一步發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。大體來看，我國(guó)城市水務(wù)信息化的發(fā)展主要分為自動(dòng)化、信息化和智慧化三個(gè)階段。

水務(wù)自動(dòng)化階段，以自動(dòng)化控制為核心，著眼于工藝優(yōu)化以及生產(chǎn)效率的提升；水務(wù)信息化階段，以企業(yè)信息化為核心，在企業(yè)資源管理、業(yè)務(wù)協(xié)同、移動(dòng)應(yīng)用方面進(jìn)行突破；水務(wù)智慧化階段，以智慧化“水務(wù)大腦"為核心，融匯大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈、5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)深化應(yīng)用場(chǎng)景，建立了一批高質(zhì)量的技術(shù)平臺(tái)和技術(shù)體系，有成效提升了水務(wù)管理工作效率與公共服務(wù)水平。目前，我國(guó)相當(dāng)一部分城市水務(wù)部門的信息化建設(shè)處在信息化水務(wù)階段，并正在向智慧化水務(wù)階段進(jìn)行嘗試。但是，仍有不少城市水務(wù)部門的信息化建設(shè)處在自動(dòng)化階段，智慧水務(wù)建設(shè)缺乏統(tǒng)籌和頂層規(guī)劃，推進(jìn)緩慢。

2城市智慧水務(wù)系統(tǒng)建設(shè)的必要性

智慧水務(wù)是貫徹落實(shí)“網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)"“數(shù)字中國(guó)"戰(zhàn)略，加速“智慧城市"建設(shè)的重要抓手?！丁笆奈?國(guó)家信息化規(guī)劃》明確要求分級(jí)分類有序推進(jìn)新型智慧城市建設(shè)，因地制宜推進(jìn)智慧城市群一體化發(fā)展，圍繞公共交通、快遞物流、就診就學(xué)、城市運(yùn)行管理、自然環(huán)保、證照管理、市場(chǎng)監(jiān)管、公共安全、應(yīng)急管理等要點(diǎn)領(lǐng)域，推動(dòng)一批智慧應(yīng)用區(qū)域協(xié)同聯(lián)動(dòng)，增進(jìn)區(qū)域信息化協(xié)調(diào)發(fā)展。智慧水務(wù)是自然環(huán)保領(lǐng)域的重要組成部分，是推進(jìn)新型智慧城市高質(zhì)量發(fā)展的重要抓手之一。通過智慧水務(wù)建設(shè)作為重要抓手，加速智慧城市在水務(wù)領(lǐng)域的有成效落地，是貫徹落實(shí)“網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)"“數(shù)字中國(guó)"戰(zhàn)略的集中體現(xiàn)。

智慧水務(wù)是提升運(yùn)營(yíng)管理水平，實(shí)現(xiàn)水務(wù)管理數(shù)字化的必由之路。通過智慧水務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)水務(wù)業(yè)務(wù)“源-廠-網(wǎng)-河湖"全鏈路標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化管理。依托物聯(lián)感知、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析、模型分析、人工智能等新一代信息技術(shù)，提升水務(wù)業(yè)務(wù)“智治"能力，實(shí)現(xiàn)減員增效、節(jié)能降耗和科學(xué)決策。智慧水務(wù)平臺(tái)建設(shè)是水務(wù)業(yè)務(wù)由“經(jīng)驗(yàn)式管理"向“數(shù)字化智治"轉(zhuǎn)變的必由之路。

智慧水務(wù)是提升政府服務(wù)效能，建設(shè)服務(wù)型政府的重要內(nèi)容。建設(shè)人民滿意的服務(wù)型政府，群眾辦事“只跑一趟"“只進(jìn)一扇門"，是數(shù)字政府建設(shè)的目標(biāo)，是深化行政體制改革、加強(qiáng)政府自身建設(shè)的核心追求，水務(wù)行業(yè)行政單位須加強(qiáng)行政服務(wù)能力和服務(wù)管理體系，向高能服務(wù)型政府的目標(biāo)推進(jìn)。構(gòu)建智慧水務(wù)一體化平臺(tái)，提升水務(wù)公眾服務(wù)品質(zhì)，建設(shè)民生水務(wù)體系，是提升政府服務(wù)效能，建設(shè)服務(wù)型政府的重要內(nèi)容。

3城市智慧水務(wù)系統(tǒng)建設(shè)中的問題

智慧水務(wù)的頂層規(guī)劃。當(dāng)前，水務(wù)部門及水務(wù)企業(yè)根據(jù)自身需要建設(shè)了不同功能的應(yīng)用系統(tǒng)支撐日常工作，常見系統(tǒng)包括管網(wǎng)GIS系統(tǒng)、廠站SCADA系統(tǒng)和營(yíng)賬收費(fèi)系統(tǒng)等。但是，由于缺少頂層規(guī)劃和統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系，各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)之間相互獨(dú)立，數(shù)據(jù)無法打通，業(yè)務(wù)難以協(xié)同，導(dǎo)致各個(gè)系統(tǒng)“煙林立"“數(shù)據(jù)孤島"，數(shù)據(jù)無法共享，業(yè)務(wù)無法共通。

管理部門的協(xié)同問題。管理上的“部門分割"，導(dǎo)致水務(wù)系統(tǒng)缺乏整體規(guī)劃，水務(wù)行業(yè)效率低下。許多城市采取的管理體制是：水源歸水利部門管，供水歸國(guó)資部門管，排水歸城建部門管，水污染整治歸環(huán)保部門管。如此“多龍治水"，各部門責(zé)權(quán)利交織，無法形成合力以解決日益嚴(yán)重的城市水危機(jī)問題；部門間業(yè)務(wù)協(xié)同難，重復(fù)建設(shè)時(shí)有發(fā)生，阻礙了技術(shù)創(chuàng)新，并造成資源浪費(fèi)。

智慧化程度的問題。我國(guó)城市智慧水務(wù)的發(fā)展較晚，系統(tǒng)功能尚未完善，智慧化程度有待提高。一方面，較多城市水務(wù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)硬件設(shè)備仍然比較陳舊，信息化程度較低，不能滿足城市智慧水務(wù)系統(tǒng)建設(shè)的基本需求；另一方面，現(xiàn)在的智慧水務(wù)軟件系統(tǒng)基本上還停留在信息化水平，大數(shù)據(jù)分析、人工智能等新技術(shù)還沒有在水務(wù)行業(yè)得到很好的應(yīng)用。

建立相應(yīng)的管理體制和機(jī)制中的問題。城市智慧水務(wù)系統(tǒng)的管理人員并未充分關(guān)注水務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)及自身在建設(shè)過程中的職責(zé)，也沒有深入研究管理智慧水務(wù)系統(tǒng)的方法，沒有成立與智慧水務(wù)平臺(tái)運(yùn)維相關(guān)的信息部門，導(dǎo)致很多智慧水務(wù)平臺(tái)“重建輕管"。

4城市智慧水務(wù)方案

以人為本、服務(wù)民生。從滿足城鄉(xiāng)居民對(duì)用水安全和用水品質(zhì)的提升需求出發(fā)，強(qiáng)化“人人"管理，即做好管理“人"與服務(wù)“人"，實(shí)現(xiàn)員工的智慧化管理與服務(wù)對(duì)象的智慧化服務(wù)，不斷提升公共服務(wù)水平和群眾滿意度。

問題導(dǎo)向、創(chuàng)新發(fā)展。堅(jiān)持問題導(dǎo)向，創(chuàng)新工作思路，以信息化手段為抓手實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)簡(jiǎn)化、流程優(yōu)化、服務(wù)強(qiáng)化，融匯物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈等數(shù)字科技手段增進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)與均衡發(fā)展，全域化、高質(zhì)量解決水務(wù)業(yè)務(wù)管理問題。

建管并重、注重運(yùn)維。打破固有觀念，建管并重，注重智慧水務(wù)平臺(tái)后期運(yùn)維。尤其是水務(wù)行政管理部門，往往平臺(tái)建設(shè)單位與使用單位不一致，導(dǎo)致系統(tǒng)在使用過程中運(yùn)維跟不上、不到位，造成系統(tǒng)運(yùn)行故障，數(shù)據(jù)不準(zhǔn)、決策不精，嚴(yán)重制約了智慧水務(wù)平臺(tái)的作用。

完善機(jī)制、科學(xué)評(píng)價(jià)。水務(wù)管理人員需要搜集關(guān)于城市水務(wù)發(fā)展實(shí)際狀況的信息，建立完善的評(píng)價(jià)體系，用時(shí)間管理效果反映水務(wù)系統(tǒng)的工作性能，制定科學(xué)可行的調(diào)整方案，在更廣闊的范圍之內(nèi)加以推廣，給城市水務(wù)工作做出貢獻(xiàn)。

5城市智慧水務(wù)建設(shè)中的整體框架設(shè)計(jì)

城市智慧水務(wù)建設(shè)系統(tǒng)的總體框架，可以如下敘述。（1）基礎(chǔ)設(shè)施層，主要包括數(shù)據(jù)庫(kù)、操作系統(tǒng)等開發(fā)性框架，給系統(tǒng)運(yùn)行提供強(qiáng)有力支撐。（2）數(shù)據(jù)層。數(shù)據(jù)層是智慧水務(wù)建設(shè)系統(tǒng)的核心，可以完成存儲(chǔ)數(shù)據(jù)與處理數(shù)據(jù)的任務(wù)，在現(xiàn)有資料中抽取并調(diào)用有用信息，建立綜合化程度較高的數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)共享等目標(biāo)。（3）服務(wù)支撐層。該層主要包括關(guān)于管理用戶將地理信息服務(wù)的信息，可以提高信息化建設(shè)程度，給使用規(guī)范的用戶授權(quán)，給其地理信息服務(wù)部門提供必要支撐。（4）集成層。該層可以將各位用戶的信息整合起來，創(chuàng)建起符合標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范的應(yīng)用信息系統(tǒng)。（5）應(yīng)用層。該層能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)交互的目標(biāo)，面對(duì)各項(xiàng)工作完成定制開發(fā)的任務(wù)。

城市智慧水務(wù)的實(shí)際應(yīng)用案例。隨著城市智慧水務(wù)的建設(shè)范圍不斷擴(kuò)大，水務(wù)技術(shù)得到較好點(diǎn)發(fā)展空間，目前我國(guó)越來越多的城市開始接納信息化、智能化的管理理念，對(duì)城市供排水系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)調(diào)整，踴躍探索建設(shè)智慧水務(wù)平臺(tái)，為水務(wù)行業(yè)運(yùn)維監(jiān)管賦能。安徽省蕪湖市依托長(zhǎng)江大保護(hù)戰(zhàn)略，緊握契機(jī)，開展城市智慧水務(wù)平臺(tái)建設(shè)。蕪湖智慧水務(wù)平臺(tái)以輔助污水系統(tǒng)“提質(zhì)增效"為近期目標(biāo)，打造“全方面感知、科學(xué)評(píng)估、智能預(yù)警、輔助決策"的實(shí)用、管用、好用的廠站網(wǎng)一體化智慧水務(wù)系統(tǒng)。平臺(tái)服務(wù)于“長(zhǎng)江大保護(hù)"試點(diǎn)城市蕪湖市城區(qū)污水系統(tǒng)，服務(wù)區(qū)面積720km2，人口約251萬人，含6座污水處理廠（總規(guī)模71.5萬噸/天），35座污水提升泵站，663km污水管網(wǎng)。

平臺(tái)顯著提高了水務(wù)業(yè)務(wù)全過程管理效率，實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)響應(yīng)到主動(dòng)應(yīng)對(duì)、從傳統(tǒng)人工到智能自動(dòng)的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確溯源、準(zhǔn)確診斷、精明施策、精細(xì)管理、精益治理，為蕪湖長(zhǎng)江大保護(hù)工程長(zhǎng)治久清提供了有力保障。

該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的具體功能如下：（1）信息服務(wù)：建立排水系統(tǒng)物聯(lián)感知系統(tǒng)，全方面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，并利用GIS+BIM實(shí)現(xiàn)數(shù)字李生，為用戶提供基礎(chǔ)信息、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、信息發(fā)布、信息交換等信息服務(wù)功能。（2）生產(chǎn)管理：將生產(chǎn)業(yè)務(wù)數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)管理、運(yùn)維管理、報(bào)表管理、安全管理、應(yīng)急管理、綜合調(diào)度等業(yè)務(wù)功能。（3）決策支持：通過應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)值模擬、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，開發(fā)運(yùn)行監(jiān)測(cè)、大數(shù)據(jù)分析、數(shù)值模型服務(wù)、專家?guī)炫c知識(shí)庫(kù)、決策分析等功能，為污水系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行提供智能預(yù)警并輔助決策。（4）監(jiān)督考核：緊密結(jié)合各級(jí)部門和單位對(duì)排水系統(tǒng)考核要求，建立科學(xué)評(píng)估體系，實(shí)現(xiàn)水務(wù)全業(yè)務(wù)的動(dòng)態(tài)在線考核功能。（5）移動(dòng)應(yīng)用：采用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)信息查詢、巡檢養(yǎng)護(hù)、工單處理、公眾服務(wù)等功能。

6 AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺(tái)

6.1平臺(tái)概述

安科瑞電氣具備從終端感知、邊緣計(jì)算到能效管理平臺(tái)的產(chǎn)品生態(tài)體系，AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺(tái)通過在污水廠源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、充的各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)安裝保護(hù)、監(jiān)測(cè)、分析、治理裝置，用于監(jiān)測(cè)污水廠能耗總量和能耗強(qiáng)度，監(jiān)測(cè)主要用能設(shè)備能效，保護(hù)污水廠運(yùn)行可靠，提高污水廠能效，為污水處理的能效管理提供科學(xué)、精細(xì)的解決方案。

6.2平臺(tái)組成

AcrelEMS智慧水務(wù)綜合能效管理系統(tǒng)由變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、電力監(jiān)控及能效管理系統(tǒng)組成，涵蓋了水務(wù)中壓變配電系統(tǒng)、電氣安全、應(yīng)急電源、能源管理、照明控制、設(shè)備運(yùn)維等，貫穿水務(wù)能源流的始終，幫助運(yùn)維管理人員通過一套平臺(tái)、一個(gè)APP實(shí)時(shí)了解水務(wù)配電系統(tǒng)運(yùn)行狀況，并且根據(jù)權(quán)限可以適用于水務(wù)后勤部門管理需要。

6.3平臺(tái)拓?fù)鋱D

6.4平臺(tái)子系統(tǒng)

6.4.1變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)及電力監(jiān)控

對(duì)水務(wù)配電系統(tǒng)中35kV、10kV電壓等級(jí)配置繼電保護(hù)和弧光保護(hù)，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)等功能，對(duì)異常情況及時(shí)預(yù)警。

監(jiān)測(cè)變壓器、水泵、鼓風(fēng)機(jī)的電流、電壓、有功/無功功率、功率因數(shù)、負(fù)荷率、溫度、三相平衡、異常報(bào)警等數(shù)據(jù)。

6.4.2電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與治理

水務(wù)中大量的大功率電機(jī)、水泵變頻啟動(dòng)導(dǎo)致配電系統(tǒng)中存在大量諧波，通過監(jiān)測(cè)其配電系統(tǒng)的諧波畸變、電壓波動(dòng)、閃變和容忍度指標(biāo)分析其電能質(zhì)量，并配置對(duì)應(yīng)的電能質(zhì)量治理措施提高供電電能質(zhì)量。

6.4.3電動(dòng)機(jī)管理

馬達(dá)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)水務(wù)中電機(jī)的保護(hù)、遙測(cè)、遙信、遙控功能，電動(dòng)機(jī)保護(hù)器能對(duì)過載、短路、缺相、漏電等異常情況進(jìn)行保護(hù)、監(jiān)測(cè)和報(bào)警。準(zhǔn)確地反映出故障狀態(tài)、故障時(shí)間、故障地點(diǎn)、及相關(guān)信息，對(duì)電機(jī)進(jìn)行健康診斷和預(yù)防性維護(hù)。同時(shí)支持與PLC、軟啟、變頻器等配合，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)或遠(yuǎn)程控制，監(jiān)視、控制各個(gè)工藝設(shè)備,保障正常生產(chǎn)。

6.4.4能耗管理

為水務(wù)搭建計(jì)量體系，顯示水務(wù)的能源流向和能源損耗，通過能源流向圖幫助水務(wù)分析能源消耗去向，找出能源消耗異常區(qū)域。

將所有有關(guān)能源的參數(shù)集中在一個(gè)看板中，從多個(gè)維度對(duì)比分析，實(shí)現(xiàn)各個(gè)工藝環(huán)節(jié)的能耗對(duì)比，幫助領(lǐng)導(dǎo)掌控整個(gè)工廠的能源消耗，能源成本，標(biāo)煤排放等的情況。

能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采集水務(wù)中污水廠、自來水廠、水泵站等的用電、用水、燃?xì)?、冷熱量消耗量，同環(huán)比對(duì)比分析，能耗總量和能耗強(qiáng)度計(jì)算，標(biāo)煤計(jì)算和CO2排放統(tǒng)計(jì)趨勢(shì)。

能效分析按三級(jí)計(jì)量架構(gòu)，分別進(jìn)行能效分析，契合能源管理體系要求，可對(duì)各車間/職能部門的能效水平進(jìn)行分析，同比、環(huán)比、對(duì)標(biāo)等。通過污水處理產(chǎn)量以及系統(tǒng)采集的能耗數(shù)據(jù)，在污水單耗中生成污水單耗趨勢(shì)圖，并進(jìn)行同比和環(huán)比分析，同時(shí)將污水的單耗與行業(yè)/國(guó)家/指標(biāo)對(duì)標(biāo)，以便企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況來調(diào)整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。

6.4.5智能照明控制

系統(tǒng)為污水廠、自來水廠、水泵站等提供了照明控制管理方案，支持單控、區(qū)域控制、自動(dòng)控制、感應(yīng)控制、定時(shí)控制、場(chǎng)景控制、調(diào)光控制等多種控制方式，模塊可根據(jù)經(jīng)緯度自動(dòng)識(shí)別日出日落時(shí)間實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能，盡量利用自然光照，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)、廠區(qū)照明的智能控制達(dá)到安全、節(jié)能的目的。

6.4.6電氣安全

①電氣火災(zāi)監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)配電系統(tǒng)回路的漏電電流和線纜溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水廠、自來水廠、水泵站的電氣安全預(yù)警。

②消防應(yīng)急照明和疏散指示：根據(jù)預(yù)先設(shè)置的應(yīng)急預(yù)案快速啟動(dòng)疏散方案引導(dǎo)人員疏散。系統(tǒng)接入消防應(yīng)急照明指示系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過平面圖顯示疏散指示燈具工作狀態(tài)和異常情況。

③消防設(shè)備電源監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)消防設(shè)備的工作電源是否正常，保障在發(fā)生火災(zāi)時(shí)消防設(shè)備可以正常投入使用。

④防火門監(jiān)控系統(tǒng)：防火門監(jiān)控系統(tǒng)集中控制其各終端設(shè)備即防火門監(jiān)控模塊、電動(dòng)閉門器、電磁釋放器的工作狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)疏散通道防火門的開啟、關(guān)閉及故障狀態(tài)，顯示終端設(shè)備開路、短路等故障信號(hào)。系統(tǒng)采用消防二總線將具有通信功能的監(jiān)控模塊相互連接起來，當(dāng)終端設(shè)備發(fā)生短路、斷路等故障時(shí)，防火門監(jiān)控器能發(fā)出報(bào)警信號(hào)，能指示報(bào)警部位并保存報(bào)警信息，保障了電氣安全的可靠性。

6.4.7 環(huán)境監(jiān)測(cè)

污水廠、自來水廠、水泵站等場(chǎng)所溫濕度、煙霧、積水浸水、視頻、UPS電池間可燃?xì)怏w濃度展示和預(yù)警，保障污水廠、自來水廠、水泵站等安全運(yùn)行。當(dāng)可燃?xì)怏w或有害氣體濃度超標(biāo)可自動(dòng)啟動(dòng)排風(fēng)風(fēng)機(jī)或新風(fēng)系統(tǒng)，排除隱患，保持良好的水處理環(huán)境。

6.4.8分布式光伏監(jiān)測(cè)

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)低壓并網(wǎng)柜每路的電流、電壓、功率等電氣參數(shù)及斷路器開關(guān)狀態(tài)，逆變器運(yùn)行監(jiān)視，對(duì)逆變器直流側(cè)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(shù)、當(dāng)前發(fā)電功率、累計(jì)發(fā)電量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以曲線方式繪制上述監(jiān)測(cè)的各個(gè)參量的歷史數(shù)據(jù)。

平臺(tái)結(jié)合廠區(qū)實(shí)際分布情況，通過3D或2.5D平面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、并網(wǎng)點(diǎn)位置，各個(gè)屋頂?shù)难b機(jī)容量。

6.4.9工藝仿真監(jiān)控

平臺(tái)通過2D、3D方式實(shí)時(shí)監(jiān)視粗格柵、污水提升、細(xì)格柵、曝氣沉砂、改良生化處理、二沉、加氯接觸消毒、污泥濃縮壓濾、生物除臭等工藝設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。在格柵清渣機(jī)、污水提升泵、回流泵、曝氣風(fēng)機(jī)、加藥泵、濃縮壓濾機(jī)、吸沙泵、吸泥泵等低壓電動(dòng)機(jī)控制柜或低壓饋電柜安裝電動(dòng)機(jī)保護(hù)，進(jìn)行短路、過流、過載、起動(dòng)超時(shí)、斷相、不平衡、低功率、接地/漏電、te保護(hù)、堵轉(zhuǎn)、逆序、溫度等保護(hù)以及外部故障連鎖停機(jī)，與PLC、軟啟、變頻器等配合，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)或遠(yuǎn)程控制，監(jiān)視、控制各個(gè)工藝設(shè)備,保障正常生產(chǎn)。

7 相關(guān)平臺(tái)部署硬件選型清單

8結(jié)語

在城市水務(wù)建設(shè)發(fā)展過程中，智慧水務(wù)是必然趨勢(shì)。智慧水務(wù)的效用關(guān)系人們生活與生產(chǎn)的基本需求，可以有成效減緩出現(xiàn)水資源緊缺、水環(huán)境污染、洪水內(nèi)澇等各類問題發(fā)生，推動(dòng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步給智慧水務(wù)系統(tǒng)的發(fā)展提供了必要支持，需要增加對(duì)智慧水務(wù)系統(tǒng)的資金投入水平，制定科學(xué)完善的評(píng)價(jià)機(jī)制，逐步突破技術(shù)難關(guān)，提高智慧水務(wù)系統(tǒng)的安全性與準(zhǔn)確性。

【參考文獻(xiàn)】

[1]羅志逢,黃澤,陳婷婷.城市智慧水務(wù)建設(shè)策略分析[J].電子技術(shù),2023,52(05):310-312.

[2]梁濤，何琴，韓超，馬雯爽.智慧水務(wù)中城鎮(zhèn)供水基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建研究[J].給水排水， 2020,56(06):152-156.

[3]陳琥.智慧水務(wù)平臺(tái)系統(tǒng)的構(gòu)建及關(guān)鍵技術(shù)分析[J].中國(guó)設(shè)備工程，2021（13）：212-214

[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2022.05版