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【解决方案】智慧水务配电能效平台在深圳宝安区的建设

浏览次数:408更新时间:2024-04-10

 

未晓妃

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

1 宝安区水务现状

 河流基本情况:宝安区共有66条河涌,66条河涌分属茅洲河及珠江口沿海河涌两大水系,总长254km,流域总面积532km2。全区水环境状况有以下几个特点:一是水质污染严重,主要污染物为氨氮、总磷和阴离子表面活性剂;二是感潮河流多66条河流有50条为感潮型河流,感潮河段占总河长约50%,影响面积达176km2,约占全区总面积的45%;三是防洪达标率低,全区河道有168km未达防洪标准,占总长的66%。

 水库基本情况:宝安区共有12座水库,其中市管水库2座,区管水库10座,中型水库3座小(1)型水库7座,小(2)型水库2座。铁岗水库石岩水库、罗田水库作为主要在用集中式生活饮用水水源,宝安区主要饮用水源水质良好,全区饮用水源水质达标率为100%。铁岗水库、石岩水库罗田水库水质类别为亚类,水质为优,水库水质保持稳定。

 泵站基本情况:全区共有132座泵站,包括现状排涝泵站、规划排涝泵和污水泵站,现状排涝泵站104座,抽排规模697.05m/s;规划排涝泵站17座,抽排规模565.28m/s;规划泵站建成后总抽排规模1262.33m/s。污水泵站11座,总抽排规模185.7万。

 排水管网情况:全区目前已市场化委托运营的排水管网共6732km,其中市政排水管网2882km。社区排水管网3475km,其他道路排水管网375km。水闸基本情况:宝安区一共有63个水闸,大部分服役年限为10~30年。

水质净化厂情况:宝安区已建水质净化厂6座,设计污水处理能力116.5万m/d

 人工湿地情况:宝安区已建成4个石岩、黄麻布、塘头河和牛城人工湿地及快渗工程,总规模为8.8万m'/d。

水厂基本情况:宝安区共有深水宝安水务有限公司有限公司及松岗自来水公司2家供水企业,共有水厂9座,水厂总设计规模达176万m/d,实际日平均供水规模为110.3万m/d。

 易涝点情况:目前宝安共有29个易涝点区域,35个易积水点区域。

2 存在的主要问题

当前,宝安区水务管理业务现状主要存在以下问题:

①监测点位缺失,水务设施状态不明;

②整体规划滞后、分散建设、资源有待进一步整合;

③局内系统割裂,数据共享困难;

④横向系统未对接,业务联动难实现;

⑤系统缺失老旧,业务覆盖不完善;

⑥数据价值未发挥,智慧决策待实现。

3 预期经济及社会效益

1 经济效益

(1)实现水质实时监测,提升执法、管养效率,节约人员成本

(2)实现水务基础设施的统一管理,提升管理效率,节约管理成本

(3)科学评估,避免粗放式管理,节约建设成本

2 社会效益

(1)实现宝安区水务设施数字化管理

(2)提升防涝监测预警能力

(3)提升社会服务质量与效率

(4)推动政府数据开放进程

3 AcrelEMS-SW智慧水务能效管理平台

1.平台概述

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,保护污水厂运行安全可靠,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。

2.平台组成

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。

3.平台拓扑图

4.平台子系统

4.1变电站综合自动化系统及电力监控

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。

4.2电能质量监测与治理

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。

4.3电动机管理

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。

4.4能耗管理

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,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。

4.5智能照明控制

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、舒适的目的。

4.6电气安全

(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。

4.7环境监测

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。

4.8分布式光伏监测

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。

4.9工艺仿真监控

平台通过2D、3D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行状态。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。

5 相关配置

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