胡冠楠

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

0引言

近年來(lái)，隨著信息技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)在水務(wù)行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。電氣自動(dòng)化技術(shù)是一種用于實(shí)現(xiàn)水務(wù)系統(tǒng)的自動(dòng)控制的技術(shù)，它通過(guò)利用電子學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制工程等多種技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水務(wù)系統(tǒng)的生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)、維修等方面的自動(dòng)監(jiān)控。智慧水務(wù)作為一種先進(jìn)的水務(wù)技術(shù)，不僅僅局限于水資源的管理，還涵蓋了水資源的開發(fā)、利用和保護(hù)，以及提供高效、安全、環(huán)保的供水服務(wù)。因此，電氣自動(dòng)化在智慧水務(wù)中的應(yīng)用具有十分重要的意義。

1電氣自動(dòng)化技術(shù)在智慧水務(wù)中的應(yīng)用

1.1電氣自動(dòng)化在水務(wù)管理方面的應(yīng)用

智慧水務(wù)系統(tǒng)采用電氣自動(dòng)化技術(shù)，可以對(duì)水務(wù)系統(tǒng)的生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)、維修等方面進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控，提高水務(wù)系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)、水壓等參數(shù)，如果出現(xiàn)異常，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出警告，以保證水質(zhì)安全。

此外，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水務(wù)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程管理，方便水務(wù)管理部門的工作。例如，水務(wù)管理部門可以通過(guò)移動(dòng)端設(shè)備監(jiān)控水務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，并在發(fā)現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)采取措施。此外，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)還可以通過(guò)數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)等功能，對(duì)水務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行評(píng)估和優(yōu)化，提高水務(wù)系統(tǒng)的效率和經(jīng)濟(jì)效益。

1.2電氣自動(dòng)化在節(jié)水方面的應(yīng)用

電氣自動(dòng)化技術(shù)可以幫助智慧水務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)節(jié)水，提高水資源的利用效率。例如，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可以通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水流量和水壓等參數(shù)，以調(diào)節(jié)水務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行，避免水的浪費(fèi)。此外，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)還可以通過(guò)對(duì)水務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定節(jié)水措施，以達(dá)到節(jié)水的目的。

1.3電氣自動(dòng)化在安全保障方面的應(yīng)用

電氣自動(dòng)化技術(shù)可以幫助智慧水務(wù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全保障，提高水務(wù)系統(tǒng)的安全性。例如，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可以通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水務(wù)系統(tǒng)的安全情況，它可以通過(guò)電氣自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)水務(wù)系統(tǒng)的智能監(jiān)測(cè)和報(bào)警。例如，當(dāng)水質(zhì)異常或水務(wù)系統(tǒng)故障時(shí)，智能報(bào)警可以及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，從而保證水務(wù)系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

此外，智慧水務(wù)中的智能維護(hù)系統(tǒng)也對(duì)安全起到重要作用，它可以通過(guò)電氣自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)水務(wù)系統(tǒng)的智能維護(hù)和管理。例如，通過(guò)電氣自動(dòng)化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水務(wù)系統(tǒng)的定期檢查和維護(hù)，實(shí)現(xiàn)安全控制，從而保證水務(wù)系統(tǒng)的長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1.4電氣自動(dòng)化在質(zhì)量控制方面的應(yīng)用

電氣自動(dòng)化技術(shù)也可以在智慧水務(wù)系統(tǒng)的質(zhì)量控制方面發(fā)揮作用。例如，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可以通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)參數(shù)，以確保水質(zhì)符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，保證供水安全。此外，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)也可以對(duì)水務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定質(zhì)量控制措施，以保證水務(wù)系統(tǒng)的高質(zhì)量運(yùn)行。

1.5電氣自動(dòng)化在環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用

電氣自動(dòng)化技術(shù)在智慧水務(wù)系統(tǒng)的環(huán)境保護(hù)方面也有重要作用。例如，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可以通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水務(wù)系統(tǒng)的環(huán)境參數(shù)，如果發(fā)現(xiàn)環(huán)境異常，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出警告，以保證環(huán)境的安全。此外，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)也可以通過(guò)環(huán)境數(shù)據(jù)分析，確定環(huán)境保護(hù)措施，以保證水務(wù)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的保護(hù)。

1.6電氣自動(dòng)化在智慧管理方面的應(yīng)用

電氣自動(dòng)化技術(shù)也可以在智慧水務(wù)系統(tǒng)的智慧管理方面發(fā)揮重要作用。例如，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)可以通過(guò)對(duì)水務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以提高水務(wù)系統(tǒng)的管理效率。此外，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)也可以提供管理人員多維度的信息，以方便管理人員對(duì)水務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)管理。

總體而言，電氣自動(dòng)化技術(shù)在智慧水務(wù)系統(tǒng)中的應(yīng)用非常重要，不僅可以提高水務(wù)系統(tǒng)的效率，同時(shí)也可以保證水務(wù)系統(tǒng)的安全，對(duì)于提高水務(wù)系統(tǒng)的管理效率和水資源的利用效率具有重要意義。

2電氣自動(dòng)化的優(yōu)缺點(diǎn)

電氣自動(dòng)化技術(shù)在智慧水務(wù)中的應(yīng)用，不僅可以提高水務(wù)系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性，還可以大大降低運(yùn)維成本，提高水資源的利用效率。此外，電氣自動(dòng)化技術(shù)在智慧水務(wù)中的應(yīng)用還有很多其他優(yōu)秀的特點(diǎn)。

（1）環(huán)保：電氣自動(dòng)化技術(shù)在智慧水務(wù)中的應(yīng)用可以大大減少人為因素對(duì)水環(huán)境的污染，保護(hù)水環(huán)境，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保。

（2）節(jié)能：電氣自動(dòng)化技術(shù)在智慧水務(wù)中的應(yīng)用可以通過(guò)節(jié)能設(shè)備和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水務(wù)系統(tǒng)的節(jié)能，降低能源消耗，節(jié)約資源。

（3）高效：電氣自動(dòng)化技術(shù)在智慧水務(wù)中的應(yīng)用可以通過(guò)高效的監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水務(wù)系統(tǒng)的高效運(yùn)行，提高水務(wù)效率。

由此可見(jiàn)，電氣自動(dòng)化技術(shù)在智慧水務(wù)中的應(yīng)用具有很多優(yōu)秀的特點(diǎn)，是一種非常有前途的技術(shù)。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，電氣自動(dòng)化技術(shù)在智慧水務(wù)中的應(yīng)用也存在一些問(wèn)題和挑戰(zhàn)：

（1）技術(shù)難度：電氣自動(dòng)化技術(shù)是一項(xiàng)技術(shù)含量非常高的技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中需要具備很強(qiáng)的技術(shù)能力和經(jīng)驗(yàn)。

（2）資金投入：電氣自動(dòng)化技術(shù)在智慧水務(wù)中的應(yīng)用需要較大的資金投入，從而增加了水務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本。

（3）系統(tǒng)復(fù)雜度：電氣自動(dòng)化技術(shù)在智慧水務(wù)中的應(yīng)用需要構(gòu)建較復(fù)雜的監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)，從而增加了系統(tǒng)復(fù)雜度。

（4）技術(shù)更新速度：電氣自動(dòng)化技術(shù)在智慧水務(wù)中的應(yīng)用需要不斷更新和改進(jìn)技術(shù)，從而滿足水務(wù)系統(tǒng)的需求。

因此，要想在智慧水務(wù)中更好地應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)，需要在解決上述問(wèn)題和挑戰(zhàn)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)技術(shù)研究，提高技術(shù)水平，此外，還需要建立良好的合作關(guān)系，加強(qiáng)技術(shù)交流與合作，從而推動(dòng)電氣自動(dòng)化技術(shù)在智慧水務(wù)中的應(yīng)用。

3AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺(tái)

3.1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(guò)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，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)主要用能設(shè)備能效，保護(hù)污水廠運(yùn)行安全可靠，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。

3.2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(guò)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。

3.3平臺(tái)拓?fù)鋱D

3.4平臺(tái)子系統(tǒng)

3.4.1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(wú)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)。

3.4.2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(guò)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。

3.4.3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(guò)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。高效、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)。

3.4.4能

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(guò)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(lái)水廠、水泵站等的用電、用水、燃?xì)狻⒗錈崃肯牧浚h(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(guò)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(lái)調(diào)整生產(chǎn)工藝，從而降低能耗。

3.4.5智能照明控制

系統(tǒng)為污水廠、自來(lái)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、舒適、高效的目的。

3.4.6環(huán)境監(jiān)測(cè)

污水廠、自來(lái)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(lái)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。

4相關(guān)平臺(tái)部署硬件選型清單

4.1電力監(jiān)控、電能質(zhì)量、電動(dòng)機(jī)管理及配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

5前景展望

未來(lái)的智慧水務(wù)系統(tǒng)將在電氣自動(dòng)化技術(shù)的支持下，實(shí)現(xiàn)更高效、更環(huán)保、更節(jié)能的管理方式，從而為社會(huì)帶來(lái)更多的益處。因此，未來(lái)電氣自動(dòng)化技術(shù)在智慧水務(wù)中的應(yīng)用具有廣闊的前景，值得我們關(guān)注與研究。總之，電氣自動(dòng)化技術(shù)在智慧水務(wù)中的應(yīng)用，是一個(gè)十分有前途的研究方向。它不僅能夠?qū)崿F(xiàn)水務(wù)系統(tǒng)的自動(dòng)化管理，提高管理效率，而且還能夠保證水資源的安全和可持續(xù)利用。因此，電氣自動(dòng)化技術(shù)在智慧水務(wù)中的應(yīng)用具有廣闊的前景，將為智慧水務(wù)系統(tǒng)的發(fā)展帶來(lái)新的機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn)。

未來(lái)，我們期待在電氣自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展和改進(jìn)的同時(shí)，智慧水務(wù)系統(tǒng)也能夠跟上技術(shù)的發(fā)展步伐，實(shí)現(xiàn)更高效、更環(huán)保、更節(jié)能的管理方式。*終，通過(guò)電氣自動(dòng)化技術(shù)在智慧水務(wù)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)人類對(duì)水資源的更好利用和保護(hù)。

參考文獻(xiàn)

[1]王曉東.電氣自動(dòng)化技術(shù)在智慧水務(wù)中的應(yīng)用[J].智慧水務(wù)研究,2018,5(2):23-28.

[2]張紅.電氣自動(dòng)化在智慧水務(wù)中的應(yīng)用[J].水務(wù)科技,2019,45(3):67-70.

[3]劉杰.智慧水務(wù)系統(tǒng)中的電氣自動(dòng)化技術(shù)[J].水資源與水工程,2021,12(2):35-38.

[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

[5]電氣自動(dòng)化在智慧水務(wù)中的應(yīng)用與展望