智慧水務(wù)配電能效云平臺(tái)技術(shù)的發(fā)展

【摘要】基于云平臺(tái)的智慧水務(wù)強(qiáng)調(diào)基于業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的應(yīng)用，挖掘大量的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，與技術(shù)人員所掌握的知識(shí)領(lǐng)域相結(jié)合，并以數(shù)字孿生等直觀表達(dá)方式為企業(yè)各個(gè)決策部門提供數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用。文章提出基于“智慧水務(wù)云平臺(tái)技術(shù)”的技術(shù)架構(gòu)體系，并列舉出云平臺(tái)在智慧水廠中涉及的關(guān)鍵技術(shù)，結(jié)合說(shuō)明了“智慧水務(wù)云平臺(tái)”技術(shù)在智慧水務(wù)中的運(yùn)用價(jià)值和意義。

【關(guān)鍵詞】云平臺(tái)；智慧水務(wù)

1水務(wù)行業(yè)智慧化發(fā)展的需求

1.1水務(wù)行業(yè)的智慧化現(xiàn)狀

目前大多數(shù)地區(qū)水處理設(shè)施的運(yùn)行調(diào)控方式較為粗放，控制精度低，時(shí)效性弱，運(yùn)行成本居高不下。開(kāi)發(fā)可有效實(shí)現(xiàn)水處理設(shè)施穩(wěn)定、低碳、運(yùn)行的全流程智能控制策略很有必要，而智能控制技術(shù)又要以大量水處理設(shè)施和傳感器的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)為依托。這就需要形成針對(duì)水務(wù)行業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的需求，以海量數(shù)據(jù)的采集、匯聚、分析、服務(wù)為基礎(chǔ)，建設(shè)支持資源泛在連接、彈性供給和配置的開(kāi)放式云平臺(tái)，為集團(tuán)式水務(wù)企業(yè)提供的數(shù)據(jù)處理與全流程水務(wù)智能控制策略。

1.2智慧水務(wù)云平臺(tái)技術(shù)的價(jià)值和意義

以水行業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為目標(biāo)，構(gòu)建以海量數(shù)據(jù)采集、匯聚、分析和服務(wù)體系為基礎(chǔ)，支撐水行業(yè)業(yè)務(wù)能力提升、資源配置的開(kāi)放式平臺(tái)，構(gòu)建水務(wù)行業(yè)生態(tài)體系的核心。其實(shí)質(zhì)是通過(guò)構(gòu)建精確、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集和連接系統(tǒng)，構(gòu)建業(yè)大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、集成、訪問(wèn)、分析、管理等開(kāi)發(fā)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)業(yè)技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)的模型化、標(biāo)準(zhǔn)化、軟件化、復(fù)用化，不斷優(yōu)化研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、運(yùn)營(yíng)管理等資源配置效率，形成資源富集、多方參與、合作共贏、協(xié)同演進(jìn)的水務(wù)行業(yè)新生態(tài)（見(jiàn)圖1）。

圖1 智慧水務(wù)云平臺(tái)技術(shù)的價(jià)值體現(xiàn)

通過(guò)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人智能等新代的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，加上水務(wù)集團(tuán)多年積累的行業(yè)知識(shí)和藝技術(shù)，結(jié)合智慧化的運(yùn)營(yíng)管理理念，推出面向水務(wù)行業(yè)的智慧水務(wù)運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)，面向地區(qū)水務(wù)集團(tuán)下屬的水處理設(shè)施，建立“數(shù)字化”應(yīng)用和標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)營(yíng)體系，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)管理能力的深度提升。基于信息流的集成，構(gòu)建具有“感知、設(shè)備互聯(lián)、數(shù)字集成、智能預(yù)測(cè)”等特征的智能云平臺(tái)的運(yùn)行體系。

2智慧水務(wù)云平臺(tái)的技術(shù)體系

2.1系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

智慧水務(wù)運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)采用了融合邊緣計(jì)算和云計(jì)算的基礎(chǔ)架構(gòu)，包括設(shè)備層、PaaS層(平臺(tái)服務(wù)層)和SaaS層(軟件服務(wù)層)和模式層（見(jiàn)圖2）。

圖2 智慧水務(wù)云平臺(tái)技術(shù)的價(jià)值體現(xiàn)

智慧水務(wù)云平臺(tái)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)主要是利用各種通訊方式，對(duì)各種設(shè)備、系統(tǒng)、產(chǎn)品進(jìn)行訪問(wèn)，對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，并利用協(xié)議變換技術(shù)，對(duì)不同來(lái)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和邊緣整合。

業(yè)PaaS層是以業(yè)模型、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)處理、業(yè)數(shù)據(jù)分析、業(yè)微服務(wù)為基礎(chǔ)的開(kāi)放平臺(tái)。其中，業(yè)PaaS系統(tǒng)具有三大功能：①通過(guò)對(duì)業(yè)數(shù)據(jù)的處理，使其與業(yè)機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)相結(jié)合，從而建立起對(duì)行業(yè)數(shù)據(jù)的分析能力，并對(duì)其進(jìn)行價(jià)值挖掘；②將業(yè)技術(shù)原理、行業(yè)知識(shí)、藝基礎(chǔ)、模型具等進(jìn)行規(guī)范化、軟件化、模型化，并將其包裝成可循環(huán)利用的微型服務(wù)部件；③通過(guò)搭建軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，利用微服務(wù)部件、業(yè)模型及應(yīng)用開(kāi)發(fā)具，實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)APP的快速定制。

SaaS層針對(duì)水務(wù)行業(yè)場(chǎng)景，開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)邏輯功能，通過(guò)調(diào)用邊緣層和平臺(tái)層的微服務(wù)，推動(dòng)業(yè)技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)和佳實(shí)踐的模型化、軟件化和再封裝，從而形成滿足不同場(chǎng)景的業(yè)APP，包括數(shù)字雙胞胎、藝運(yùn)行仿真、專家診斷服務(wù)、能耗管理優(yōu)化、運(yùn)營(yíng)管理調(diào)優(yōu)與運(yùn)營(yíng)咨詢、生產(chǎn)優(yōu)化和智能控制、設(shè)備大修與預(yù)測(cè)性維護(hù)、監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)分析等，從而形成智慧水務(wù)云管理平臺(tái)的終使用價(jià)值。

2.2平臺(tái)數(shù)采/數(shù)據(jù)存儲(chǔ)架構(gòu)

2.2.1數(shù)據(jù)采集方案設(shè)計(jì)

在水廠側(cè)部署智能網(wǎng)關(guān)，支持前端設(shè)備和傳感器協(xié)議接入，設(shè)備接入?yún)f(xié)議可定制開(kāi)發(fā)。

智能網(wǎng)關(guān)通過(guò)5G無(wú)線通訊或VPN有線通訊方式將數(shù)據(jù)直接傳輸入云。數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中通過(guò)VPN等手段進(jìn)行加密。

云平臺(tái)端通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議支持更多廠家智能網(wǎng)關(guān)接入，提供接口開(kāi)發(fā)SDK（見(jiàn)圖3）。

圖3 數(shù)據(jù)采集示意圖

2.2.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)架構(gòu)設(shè)計(jì)

針對(duì)業(yè)數(shù)據(jù)異構(gòu)性、海量規(guī)模的特點(diǎn)，根據(jù)每種數(shù)據(jù)特性選擇合適的存儲(chǔ)方式，采用數(shù)據(jù)湖技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)存儲(chǔ)方案，滿足了水務(wù)行業(yè)場(chǎng)景下異構(gòu)、海量數(shù)據(jù)高并發(fā)、高吞吐、低延時(shí)、高可用的數(shù)據(jù)使用要求（見(jiàn)圖4）。

圖4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)架構(gòu)設(shè)計(jì)

3具體應(yīng)用場(chǎng)景和應(yīng)用模式

3.1基于物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)功能和數(shù)據(jù)模型管理，實(shí)現(xiàn)工業(yè)實(shí)時(shí)大數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)控和分析

對(duì)水處理設(shè)施不同種藝段圖形化展示，可以實(shí)時(shí)展示每種藝段中設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)和儀表實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。提高數(shù)據(jù)反饋時(shí)效性，將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的變化情況及時(shí)展示，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)設(shè)備或儀表的告警時(shí)，可實(shí)時(shí)獲取告警信息，第時(shí)間展示給現(xiàn)場(chǎng)操作人員。

關(guān)鍵藝參數(shù)以趨勢(shì)曲線方式展示數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)情況，分析實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)當(dāng)前及過(guò)去曲線走勢(shì)，可以對(duì)同數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行環(huán)比和同比數(shù)據(jù)分析，通過(guò)分析數(shù)據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備和儀表運(yùn)行維護(hù)提供數(shù)據(jù)分析支持。

3.2基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)判別和清洗

通過(guò)圖形化方式展示異常數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)異常數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，延長(zhǎng)設(shè)備和儀表使用壽命，降低設(shè)備維護(hù)成本。在地圖上看到所有污水廠分布以及在線情況，對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度統(tǒng)計(jì)，剖析。

平臺(tái)可按照各類清洗規(guī)則對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，為數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)模型開(kāi)發(fā)等創(chuàng)造條件。

3.3基于平臺(tái)，整合數(shù)據(jù)、模型、工具，開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)智慧水務(wù)的數(shù)字孿生

作為水務(wù)集團(tuán)運(yùn)行“智慧大腦”的核心模塊，數(shù)字孿生其實(shí)質(zhì)是通過(guò)智慧水務(wù)將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、靜態(tài)數(shù)據(jù)與機(jī)理模型、BIM模型進(jìn)行整合開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)物理資產(chǎn)及其運(yùn)營(yíng)狀態(tài)的數(shù)字透徹可感知地呈現(xiàn)。

結(jié)合業(yè)務(wù)和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，通過(guò)建模和數(shù)據(jù)挖掘，將數(shù)據(jù)分析、水質(zhì)預(yù)測(cè)、生化分析、控制參數(shù)優(yōu)化、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、能效分析等進(jìn)行深入剖析和可視化展示，結(jié)合各類況預(yù)測(cè)、仿真模擬和控制優(yōu)化等功能，為集團(tuán)水務(wù)的運(yùn)營(yíng)管理提供的運(yùn)營(yíng)輔助決策，并探索基于云端的實(shí)時(shí)控制，追求實(shí)現(xiàn)的、穩(wěn)定運(yùn)行和人的化利用。

3.4開(kāi)發(fā)全套云化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)大集團(tuán)數(shù)字化全業(yè)態(tài)管控模式

基于智慧水務(wù)云平臺(tái)，部署污水廠運(yùn)營(yíng)管理成套系統(tǒng)、供水業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)管理成套系統(tǒng)、水環(huán)境運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)、統(tǒng)數(shù)據(jù)管控系統(tǒng)、自控化管控系統(tǒng)等運(yùn)營(yíng)管理全套云化系統(tǒng)，并基于系統(tǒng)的快速應(yīng)用，探索、實(shí)現(xiàn)數(shù)字化“組團(tuán)式”管理模式。

3.5基于大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，結(jié)合平臺(tái)實(shí)現(xiàn)各類業(yè)務(wù)解決方案

智慧水務(wù)云平臺(tái)將大數(shù)據(jù)、人智能等技術(shù)與業(yè)務(wù)理論和經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，開(kāi)發(fā)污水生化全流程智能控制解決方案，保證厭氧、缺氧、好氧等各藝段的藝環(huán)境；利用大數(shù)據(jù)技術(shù)與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的合理關(guān)聯(lián)，對(duì)水廠進(jìn)水流量進(jìn)行預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)智能提升控制；開(kāi)發(fā)總磷虛擬儀表，實(shí)現(xiàn)對(duì)生化除磷的預(yù)測(cè)和智能加藥控制；基于人智能及其識(shí)別基礎(chǔ)，對(duì)活性污泥中的指示性生物進(jìn)行分析判別為藝人員提供水廠運(yùn)行依據(jù)，為水廠運(yùn)行提供預(yù)判信息。

3.6搭建遠(yuǎn)程協(xié)助平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程指揮設(shè)備運(yùn)維模式

部分水務(wù)設(shè)施的運(yùn)維作人員缺乏技術(shù)能力，難以獨(dú)立開(kāi)展設(shè)備的日常運(yùn)維，如對(duì)設(shè)備維修等，需要技術(shù)人員遠(yuǎn)程指導(dǎo)和實(shí)時(shí)監(jiān)督。

結(jié)合AR、遠(yuǎn)程協(xié)助和機(jī)器識(shí)別等技術(shù)，配合成套輔助具實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)指導(dǎo)系統(tǒng)，針對(duì)水廠、村污、鄉(xiāng)鎮(zhèn)泵站的遠(yuǎn)程維護(hù)和日常巡檢，提供遠(yuǎn)程視頻指揮，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)指導(dǎo)等創(chuàng)新交互（見(jiàn)圖5）。

圖5 遠(yuǎn)程指導(dǎo)設(shè)備運(yùn)維模式

4 AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺(tái)

4.1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，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。

4.2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。

4.3平臺(tái)拓?fù)鋱D

4.4平臺(tái)子系統(tǒng)

4.4.1 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)。

4.4.2 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。

4.4.3 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。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)。

4.4.4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(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)�、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(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/國(guó)際先進(jìn)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。

4.4.5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)能的目的。

4.6電氣安全

4.6.1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(lái)水廠、水泵站的電氣安全預(yù)警。

4.6.2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(guò)平面圖顯示疏散指示燈具工作狀態(tài)和異常情況。

4.6.3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。

4.6.4 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(kāi)啟、關(guān)閉及故障狀態(tài)，顯示終端設(shè)備開(kāi)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(lái)，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。

4.7 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。

4.8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(kāi)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(guò)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。

4.9工藝仿真監(jiān)控

平臺(tái)通過(guò)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(guò)流、過(guò)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。

5 相關(guān)平臺(tái)部署硬件選型清單

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)

應(yīng)用場(chǎng)合（10KV）		產(chǎn)品	型號(hào)	功能
	10KV進(jìn)/饋線		AM6-L	相間電流速斷保護(hù)，相間限時(shí)電流速斷保護(hù)（可帶低壓閉鎖），相間過(guò)電流保護(hù)（可帶低壓閉鎖），兩段式零序過(guò)流保護(hù)，反時(shí)限相間過(guò)流保護(hù)（可帶低壓閉鎖），零序反時(shí)限過(guò)流保護(hù)，過(guò)負(fù)荷保護(hù)，控制回路異常告警。
	10/0.4KV變壓器		AM6-S	分合閘位置、手車工作/試驗(yàn)位置、接地刀閘位置、硬接 點(diǎn)信號(hào)(保護(hù)跳閘、裝置告警、控制回路斷線、 裝置異常、未儲(chǔ)能、事故總等)、報(bào)文(過(guò)流、過(guò)負(fù)荷、超溫報(bào)警、過(guò)溫報(bào)警、裝置告警、PT 斷線、CT 斷線、對(duì)時(shí)異常等) 、遙控 開(kāi)關(guān)、故障波形分析(故障錄波、故障波形、故障記錄、 跳閘、故障電流電壓)等。
	智能操控裝置		ASD500	一次回路動(dòng)態(tài)模擬圖、彈簧儲(chǔ)能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗(yàn)電、核相、自動(dòng)溫濕度控制及顯示（標(biāo)配一路強(qiáng)制加熱）、遠(yuǎn)方/就地旋鈕、分合閘旋鈕、儲(chǔ)能旋鈕、人體感應(yīng)、柜內(nèi)照明控制、RS485接口、高壓柜內(nèi)電氣接點(diǎn)無(wú)線測(cè)溫。
	10KV計(jì)量		APM520	該儀表采用交流采樣技術(shù)，能分別測(cè)量電網(wǎng)中的電流、電壓、功率、功率因數(shù)和電能等參數(shù)，可通過(guò)面板薄膜開(kāi)關(guān)設(shè)置倍率。帶RS-485通訊接口，采用Modbus協(xié)議;也可將電量信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的直流模擬信號(hào)輸出;或帶開(kāi)關(guān)量輸入/輸出，繼電器報(bào)警輸出等功能。
	弧光保護(hù)		ARB5-M	主控單元，可接20路弧光信號(hào)或4個(gè)擴(kuò)展單元，配置弧光保護(hù)（8組）、失靈保護(hù)（4組）、TA斷線監(jiān)測(cè)（4組）、11個(gè)跳閘出口；
			ARB5-E	擴(kuò)展單元，多可以插接6塊擴(kuò)展插件，每個(gè)擴(kuò)展插件可以采集5路弧光信號(hào)：
			ARB5-S	弧光探頭，可安裝于中壓開(kāi)關(guān)柜的母線室、斷路器室或電纜室，也可于低壓柜。弧光探頭的檢測(cè)范圍為180°，半徑0.5m的扇形區(qū)域；

應(yīng)用場(chǎng)合（0.4KV）		產(chǎn)品	型號(hào)	功能
	0.4KV進(jìn)/出線		APView500	相電壓電流＋零序電壓零序電流，電壓電流不平衡度，有功無(wú)功功率及電能、事件告警及故障錄波，諧波（電壓/電流63次諧波、63組間諧波、諧波相角、諧波含有率、諧波功率、諧波畸變率、K因子）、波動(dòng)/閃變、電壓暫升、電壓暫降、電壓瞬態(tài)、電壓中斷、1024點(diǎn)波形采樣、觸發(fā)及定時(shí)錄波，波形實(shí)時(shí)顯示及故障波形查看，PQDIF格式文件存儲(chǔ)，內(nèi)存32G，16D0＋22D1，通訊2RS485＋1RS232＋1GPS，3以太網(wǎng)接口（＋1維護(hù)網(wǎng)口）＋1USB接口支持U盤讀取數(shù)據(jù)，支持61850協(xié)議
			APM520	該儀表采用交流采樣技術(shù)，能分別測(cè)量電網(wǎng)中的電流、電壓、功率、功率因數(shù)和電能等參數(shù)，可通過(guò)面板薄膜開(kāi)關(guān)設(shè)置倍率。帶RS-485通訊接口，采用Modbus協(xié)議;也可將電量信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的直流模擬信號(hào)輸出;或帶開(kāi)關(guān)量輸入/輸出，繼電器報(bào)警輸出等功能。
	電能質(zhì)量		ARC	測(cè)量I、U、Hz、cosΦ，具備過(guò)電壓保護(hù)、欠流鎖定、電網(wǎng)諧波過(guò)大保護(hù)功能,可控制電容器的投切，RS485/Modbus協(xié)議
			ANSVC	ANSVC低壓無(wú)功功率補(bǔ)償裝置并聯(lián)在整個(gè)供電系統(tǒng)中，能根據(jù)電網(wǎng)中負(fù)載功率因數(shù)的變化通過(guò)控制器控制電力電容器投切進(jìn)行補(bǔ)償,無(wú)功功率補(bǔ)償裝置采用散件組成方案，主要以電容電抗、投切開(kāi)關(guān)、控制器等組成。
			ANAPF	ANAPF系列有源電力濾波器通過(guò)電流互感器采集系統(tǒng)諧波電流，經(jīng)控制器快速計(jì)算并提取各次諧波電流的含量，產(chǎn)生諧波電流指令，通過(guò)功率執(zhí)行器件產(chǎn)生與諧波電流幅值相等方向相反的補(bǔ)償電流，并注入電力系統(tǒng)中，從而抵消非線性負(fù)載所產(chǎn)生的諧波電流。
電動(dòng)機(jī)保護(hù)器	電機(jī)回路		ARD3M	智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（以下簡(jiǎn)稱保護(hù)器）適用于額定電壓至 660V 的低壓電動(dòng)機(jī)回路，集保護(hù)、測(cè)量、控制、通訊、運(yùn)維于一體。其完善的保護(hù)功能確保電動(dòng)機(jī)安全運(yùn)行，帶有邏輯可編程功能，可以滿足多種控制方式�？蛇x配不同通訊模塊適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)通訊需求。該產(chǎn)品采用分體式結(jié)構(gòu)，由主體、顯示單元、互感器組成，可適應(yīng)各種柜體的安裝。具有許昌開(kāi)普研究院有限公司、國(guó)家繼電保護(hù)及自動(dòng)化設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測(cè)合格的型式檢驗(yàn)報(bào)告證書(shū)和電磁兼容檢驗(yàn)證書(shū)，
配套附件	0.4kV電流互感器		AKH-0.66	測(cè)量型互感器，采集交流電流信號(hào)
智能網(wǎng)關(guān)			Anet系列	8個(gè)RS485串口 2kV隔離， 2個(gè)以太網(wǎng)接口，支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/ 104、CJ/T188、DL/T645等通訊協(xié)議設(shè)備的接入，支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-60870-5 -104等上傳協(xié)議、支持多中心不同數(shù)據(jù)服務(wù)要求，支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳，裝置電源:220V AC/DC。

應(yīng)用場(chǎng)合（配電室）		產(chǎn)品	型號(hào)	功能
環(huán)境監(jiān)測(cè)	溫濕度		/	用于配電房溫度和濕度。工作電源：AC/DC 85～265V 工作溫度：-40.0℃～99.9℃ 工作濕度：0%RH～99%RH
	煙霧		/	光電式煙霧傳感; 電源正極（DC 12V）：+12V，繼電器輸出：常開(kāi)觸點(diǎn)
	水侵		/	接觸式水浸傳感器，監(jiān)測(cè)變電所、電纜溝、控制室等場(chǎng)所積水情況，工作電源：DC 10-30V 工作溫度：-20℃~+60℃ 工作濕度：0%RH~80%RH 響應(yīng)時(shí)間：1s 繼電器輸出：常開(kāi)觸點(diǎn)
	局方檢測(cè)		/	監(jiān)測(cè)變壓器、開(kāi)關(guān)、開(kāi)關(guān)柜的局部放電
	門禁		/	常開(kāi)型；感應(yīng)距離：30-50mm 材質(zhì)：鋅合金，銀灰色電度 干接點(diǎn)輸出
	攝像機(jī)		/	視頻監(jiān)控
	開(kāi)關(guān)量模塊		ARTU-KJ8	8路開(kāi)關(guān)量輸入,8路繼電器輸出
智能網(wǎng)關(guān)			ANet-2E4SM	4路RS485 串口，光耦隔離，2路以太網(wǎng)接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPC UA、ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模塊）輸入電源：DC 12 V ～36 V 。支持4G擴(kuò)展模塊，485擴(kuò)展模塊,*多可擴(kuò)展16路。

 

2.電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

應(yīng)用場(chǎng)合（0.4KV出線、工藝動(dòng)力箱）		產(chǎn)品	型號(hào)	功能
各變電所、各動(dòng)力箱	0.4KV出線		ARCM200系列	用于檢測(cè)TN-C-S、TN-S及局部TT系統(tǒng)中的剩余電流、溫度等電氣參數(shù)，從而預(yù)防電氣火災(zāi)的發(fā)生。
區(qū)域 變電所	區(qū)域分機(jī)		Acrel-6000/B3	接收電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)被保護(hù)電氣線路的報(bào)警、監(jiān)視、控制與管理，采用485通訊
主變點(diǎn)所 監(jiān)控中心	控制主機(jī)		Acrel-6000/B	接收電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器信號(hào)和各區(qū)域分機(jī)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)被保護(hù)電氣線路的報(bào)警、監(jiān)視、控制與管理，可采用485通訊。
配套附件	0.4kV電流 互感器		AKH-0.66	測(cè)量型互感器，采集交流電流信號(hào)。

6總結(jié)與展望

通過(guò)智慧水務(wù)云管理平臺(tái)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)大數(shù)據(jù)的收集；利用新代信息化技術(shù)打破傳統(tǒng)水務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)孤島，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，增強(qiáng)對(duì)水務(wù)全業(yè)務(wù)流程的智能化監(jiān)管能力。大數(shù)據(jù)分析開(kāi)發(fā)出與項(xiàng)目實(shí)際條件和況相適應(yīng)的管理模型和機(jī)理模型，建立水務(wù)設(shè)施數(shù)字孿生和專家決策系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)輔助決策和控制；應(yīng)用智慧化全業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)，建立流轉(zhuǎn)的運(yùn)營(yíng)管理體系，實(shí)現(xiàn)體化、組團(tuán)式管理模式；基于人機(jī)協(xié)同的可靠性配套方案，打造固若金湯的水務(wù)智慧化管理模式。

參考文獻(xiàn)

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[2]王艷華，董舒，劉娟，楊勇，熊毅，陳邦.現(xiàn)代化污水處理項(xiàng)目智慧水務(wù)管理云平臺(tái)[J].項(xiàng)目管理技術(shù)，2021，19(5)：154-158.

[3]羅賢偉，龐子山，譚松柏，張曄明，蔣懷德.基于云計(jì)算的水務(wù)大數(shù)據(jù)平臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].給水排水，2022，58(1)：144-150.

[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

作者簡(jiǎn)介

陳芳芳，女，安科瑞電氣股份有限公司，從事電氣相關(guān)及智慧水務(wù)系統(tǒng)研發(fā)工作；