摘(zhāi)要：在構(gòu)建(jiàn)智(zhì)慧(huì)水務(wù)和“雙(shuāng)碳(tàn)"時代(dài)背景下，智(zhì)能配電係統(tǒng)在水務行業中(zhōng)發揮日(rì)益突出的(dí)重要作用。本(běn)文首先(xiān)回顧了智能(néng)配(pèi)電(diàn)係統在(zài)水(shuǐ)務行(háng)業(yè)的發(fā)展歷程，並對其應用(yòng)現狀(zhuàng)進行了(liǎo)分析(xī)，進(jìn)而展望了智(zhì)能配(pèi)電係(xì)統在水務行(háng)業(yè)的發(fā)展趨(qū)勢。

  關鍵(jiàn)詞(cí)：智能(néng)配電係(xì)統；水(shuǐ)務；現(xiàn)狀(zhuàng)；趨勢

1，引(yǐn)言(yán)

  智能(néng)配電(diàn)是隨著(zhuó)技術進(jìn)步和(hé)用(yòng)戶(hù)需(xū)求(qiú)提升(shēng)而(ér)出現(xiàn)的一個新(xīn)的(dí)理(lǐ)念。智(zhì)能配電係統(tǒng)將(jiāng)智(zhì)能(néng)化手(shǒu)段(duàn)應用於常(cháng)規(guī)配電係統(tǒng)，不僅有助於(yú)提(tí)高(gāo)係統(tǒng)的(dí)安全(quán)性(xìng)，可(kě)靠(kào)性，提(tí)高能(néng)源利(lì)用效率(shuài)，還有助(zhù)於(yú)用戶提升(shēng)管(guǎn)理水平。本文首先探討了智能配電係統(tǒng)的(dí)起(qǐ)源(yuán)和定義(yì)，分析了(liǎo)其組成(chéng)要素，架構，功能。繼(jì)而(ér)回(huí)顧了智(zhì)能配電在水務行(háng)業不同階段(duàn)的應用狀(zhuàng)況。最後對數(shù)字(zì)化，智(zhì)能化及(jí)“雙碳(tàn)"背(bèi)景下，智能配電(diàn)係(xì)統在(zài)水務行業(yè)中的(dí)發(fā)展方向(xiàng)和(hé)亟待解決(jué)的問題(tí)進行了分(fēn)析(xī)和(hé)探討(tǎo)。

2，智能配電係(xì)統(tǒng)的起源(yuán)和定義(yì)

  2003年6月，在美(měi)國“未(wèi)來能源(yuán)聯盟智(zhì)能電(diàn)網工作(zuò)組"發(fā)表(biǎo)的(dí)報告(gào)中出現(xiàn)了“智(zhì)能電(diàn)網(wǎng)"一(yī)詞(cí)。該(gāi)報(bào)告將(jiāng)智(zhì)能電網(wǎng)定(dìng)義(yì)為“集(jí)成了(liǎo)傳統的(dí)現代(dài)電力工程(chéng)技(jì)術，高級傳(chuán)感和監視(shì)技術，信(xìn)息與通(tōng)信技(jì)術的輸(shū)配電(diàn)係(xì)統，具有(yǒu)更加*的性能(néng)並(bìng)且(qiě)能夠為用戶(hù)提供一係列(liè)增(zēng)值服務(wù)"⑴。我國(guó)對(duì)智(zhì)能(néng)電(diàn)網的(dí)研(yán)究雖(suī)然起(qǐ)步(bù)相對(duì)較晚(wǎn)，但(dàn)推(tuī)進速(sù)度很快。這(zhè)場智能化變革已(yǐ)經(jīng)逐漸從輸(shū)配電(diàn)網(wǎng)擴展至用(yòng)戶端，從高壓配(pèi)電係統擴(kuò)展(zhǎn)至低(dī)壓配電(diàn)係統。雖然(rán)目(mù)前國(guó)內尚無智(zhì)能(néng)配(pèi)電(diàn)係(xì)明確的定義(yì)，各種(zhǒng)文獻(xiàn)資料及(jí)集(jí)成商的(dí)表(biǎo)述(shù)亦不盡相同，但經(jīng)過歸納(nà)，整理可以(yǐ)發(fā)現其在組(zǔ)成(chéng)要素及(jí)特征(zhēng)，基本架構(gòu)和功能等(děng)方(fāng)麵(miàn)的(dí)相似(sì)之處(chǔ)。

2.1智(zhì)能配(pèi)電係統的組成要素及特(tè)征

  智(zhì)能(néng)配(pèi)電係(xì)統與傳統配(pèi)電(diàn)係統的不(bù)同(tóng)之(zhī)處(chǔ)體(tǐ)現(xiàn)在(zài)其智能化(huà)。所(suǒ)謂智(zhì)能化指(zhǐ)具有(yǒu)感(gǎn)知能(néng)力，具有(yǒu)記憶(yì)和(hé)思(sī)維(wéi)能(néng)力，具有(yǒu)學(xué)習(xí)能力(lì)和自適(shì)應能力，具(jù)有(yǒu)行(háng)為(wéi)決策能力(lì)。智能配(pèi)電係統在(zài)傳統配電(diàn)係統基礎(chǔ)上集(jí)成了計(jì)算機(jī)，網(wǎng)絡，通(tōng)信，信息，傳(chuán)感，自(zì)動(dòng)控製(zhì)，電力電(diàn)子(zǐ)等領域(yù)的(dí)先(xiān)進技術，具有(yǒu)數字(zì)化(huà)，智能化，網絡(luò)化(huà)，融合(hé)化特(tè)征。集(jí)成先(xiān)進(jìn)技(jì)術(shù)的智能化(huà)硬(yìng)件(jiàn)，軟(ruǎn)件產品(pǐn)是智(zhì)能配(pèi)電係(xì)統(tǒng)的基(jī)本組成要素(sù)。

2.2智(zhì)能(néng)配(pèi)電係統的基(jī)本(běn)架構(gòu)

  盡管(guǎn)對智能(néng)配(pèi)電(diàn)係統的(dí)描述(shù)和(hé)配置(zhì)各(gè)不相同(tóng)，但梳(shū)理(lǐ)歸納(nà)起(qǐ)來(lái)智(zhì)能配(pèi)電係統的(dí)基(jī)本架構(gòu)大致相同(tóng)，都(dū)是(shì)由(yóu)底(dǐ)層的智能設備(bèi)層(céng)和上層的監控(kòng)管理(lǐ)層組成(chéng)。近(jìn)年來(lái)隨(suí)著網絡(luò)技(jì)術，大(dà)數據的應用，又增加(jiā)了雲端應用(yòng)層(céng)。

2.2.1智能設(shè)備(bèi)層(céng)

  智能設備層是智能配(pèi)電(diàn)係統(tǒng)的基(jī)石(shí)，是實(shí)現(xiàn)智能(néng)化(huà)的前提條件。智能設(shè)備層由(yóu)具備(bèi)通信(xìn)接口的(dí)各種(zhǒng)智能(néng)電氣(qì)元件和(hé)設備組成(chéng)，包括智(zhì)能型斷(duàn)路器，電(diàn)力(lì)儀(yí)表，無(wú)功補償裝置(zhì)，濾(lǜ)波裝置(zhì)，微(wēi)機繼(jì)電保(bǎo)護裝置等(děng)電(diàn)器元件(jiàn)，以及(jí)智(zhì)能(néng)型(xíng)高(gāo)，低壓開(kāi)關櫃等電氣(qì)成套設(shè)備。智能設(shè)備(bèi)層(céng)包(bāo)含(hán)傳感(gǎn)單(dān)元和執行單(dān)元，既可(kě)實(shí)時為係統決策(cè)提供完整，準確(què)，可(kě)靠的依據，又可(kě)及時，準(zhǔn)確(què)地實施係(xì)統下達的各項指令。

  作(zuò)為數據(jù)采(cǎi)集(jí)者(zhě)，智能設(shè)備層(céng)可實時(shí)上傳(chuán)：設備(bèi)運(yùn)行參數（電壓，電流，頻(pín)率，有功(gōng)功(gōng)率(shuài)，無功功(gōng)率，功率因數，諧波含(hán)量(liáng)等(děng)），設備運(yùn)行信息（斷路器分/合閘(zhá)狀態(tài)，手(shǒu)車(chē)位置等），設備整定(dìng)信息(xī)（斷路(lù)器定(dìng)值參數(shù)等），設(shè)備維護(hù)信(xìn)息（溫度，設備型號，序列(liè)號，固件(jiàn)版(bǎn)本號等）等(děng)。

  作為(wéi)指(zhǐ)令執行(háng)者(zhě)，智能設備(bèi)層可根(gēn)據監控(kòng)管(guǎn)理層的指令執(zhí)行(háng)參(cān)數設定，定值調整，分(fēn)/合(hé)閘操作(zuò)等(děng)。

2.2.2監控管(guǎn)理(lǐ)層

  監控(kòng)管理層是智(zhì)能配電(diàn)係統的(dí)核心(xīn)，是係(xì)統(tǒng)的“大腦"，直接影(yǐng)響(xiǎng)配電(diàn)係(xì)統的(dí)智能化水(shuǐ)平(píng)的高低。監控管(guǎn)理(lǐ)層(céng)通(tōng)常(cháng)采(cǎi)用模塊化設(shè)計的軟(ruǎn)件，結(jié)合網絡(luò)通(tōng)信(xìn)技術，計算機控製技術，接收，處理(lǐ)設備(bèi)層(céng)上傳的信(xìn)息，經過處(chǔ)理(lǐ)，數據挖(wā)掘，通(tōng)過畫麵(miàn)呈現，控(kòng)製指令輸出(chū)，信息(xī)提示等方式實(shí)現不同的功(gōng)能。由於(yú)每(měi)個軟(ruǎn)件模塊(kuài)對(duì)應不(bù)同(tóng)的(dí)功能(néng)，因此軟件(jiàn)模塊(kuài)的數量和(hé)質(zhì)量是(shì)決定配電(diàn)係統(tǒng)智(zhì)能化(huà)水平的(dí)關(guān)鍵。

2.2.3雲(yún)端(duān)應(yīng)用(yòng)層(céng)

  雲(yún)端(duān)應(yīng)用層通(tōng)過(guò)雲(yún)端服(fú)務平(píng)台進行大數據(jù)分(fēn)析(xī)，處(chǔ)理(lǐ)，為(wéi)用(yòng)戶(hù)提供(gōng)高級的(dí)決(jué)策指導(dǎo)及(jí)技(jì)術(shù)支(zhī)持。也有一些(xiē)生(shēng)產(chǎn)商將監(jiān)控管(guǎn)理層(céng)的功(gōng)能置(zhì)於雲端(duān)，這(zhè)樣(yàng)可有(yǒu)效降(jiàng)低係統的初(chū)期(qī)投(tóu)資(zī)和(hé)後期的運行維(wéi)護成本，易(yì)於擴展。

2.2.4通(tōng)信(xìn)網絡

  智能(néng)設備層與監(jiān)控管(guǎn)理(lǐ)層之間(jiān)的數據(jù)交換(huàn)通常(cháng)采(cǎi)用現場(cháng)總綫或以太(tài)網(wǎng)形式。具備(bèi)RS485接口(kǒu)的電(diàn)氣(qì)裝(zhuāng)置加(jiā)裝通(tōng)訊模塊(kuài)可釆(biàn)用(yòng)總綫連接(jiē)，通(tōng)過網(wǎng)關進行協(xié)議轉(zhuǎn)換(huàn)後利(lì)用(yòng)以(yǐ)太網(wǎng)連(lián)接至(zhì)上層係(xì)統；具(jù)備以(yǐ)太(tài)網(wǎng)接口(kǒu)的電(diàn)氣(qì)裝置(zhì)加裝(zhuāng)通訊(xùn)模(mó)塊(kuài)可直接(jiē)連接至(zhì)上層(céng)係統(tǒng)。

2.3智能配(pèi)電係統的(dí)功(gōng)能(néng)

  智能配電係(xì)統(tǒng)實(shí)現了配電(diàn)係統從功能化向(xiàng)智能化(huà)升(shēng)級，自動化(huà)程度高(gāo)，可(kě)靠性(xìng)，穩定性(xìng)強，界麵友好(hǎo)，可為用(yòng)戶提升(shēng)能源利(lì)用(yòng)效率(shuài)和管理(lǐ)水平提供(gōng)多(duō)維度(dù)支(zhī)持。智能(néng)配電(diàn)係(xì)統(tǒng)的(dí)功(gōng)能因(yīn)集成(chéng)商(shāng)的(dí)理解和(hé)側重不(bù)同(tóng)而存在(zài)差(chà)異，歸(guī)納起(qǐ)來(lái)主要有(yǒu)能效管(guǎn)理，電(diàn)能質(zhì)量管理，電(diàn)氣資(zī)產(chǎn)管(guǎn)理(lǐ)和(hé)運行維護(hù)管理(lǐ)等方(fāng)麵(miàn)。上述(shù)功能在不同配(pèi)置(zhì)下(xià)實現(xiàn)的層級也(yě)不同(tóng)。

3，智(zhì)能(néng)配(pèi)電係統在(zài)水努(nǔ)行(háng)業(yè)的(dí)發展(zhǎn)歷程和(hé)趨(qū)勢

3.1智能配電(diàn)係統在水務(wù)行業(yè)的發展(zhǎn)歷程(chéng)

  水務(wù)是城市基礎(chǔ)設(shè)施(shī)重要(yào)的組(zǔ)成部分，直(zhí)接(jiē)影響城(chéng)市能否(fǒu)正(zhèng)常(cháng)運(yùn)轉。而電(diàn)力供(gōng)應(yīng)是否(fǒu)可靠(kào)，穩定，則是影響(xiǎng)水務(wù)行(háng)業運行的關鍵(jiàn)。

  水(shuǐ)務行(háng)業在傳統的(dí)配電(diàn)方(fāng)式(shì)下(xià)，電(diàn)氣係統的(dí)運(yùn)行(háng)維護主要(yào)依(yī)賴(lài)運行人員的(dí)專業(yè)水平(píng)和責任心。憑借運行人(rén)員(yuán)日(rì)常(cháng)巡視的(dí)眼觀(guān)（設備(bèi)外觀和(hé)儀(yí)表讀(dú)數），耳(ěr)聽(tīng)（設(shè)備異響），鼻嗅（焦(jiāo)臭(chòu)異味(wèi)），手(shǒu)掃(sǎo)（掃描溫(wēn)度），工作量大且(qiě)難以發(fā)現潛在(zài)隱患。如(rú)果管理(lǐ)存(cún)在(zài)不(bù)足，如(rú)原始資料缺失，調整未(wèi)存(cún)檔(dàng)，台賬不(bù)清，人員更替(tì)等(děng)，電氣(qì)係(xì)統的(dí)實際情況(kuàng)形同盲區，存(cún)在極(jí)大(dà)的(dí)安(ān)全隱(yǐn)患。

  2000年(nián)左右，高壓係(xì)統的微(wēi)機繼電(diàn)保(bǎo)護和(hé)多功能電力儀表(biǎo)的(dí)出(chū)現，打破(pò)了長期(qī)以(yǐ)來高壓係統二次(cì)回路用各種繼(jì)電器(qì)搭(dā)建，上傳電(diàn)量(liáng)參數隻(zhī)能(néng)通過互(hù)感器加裝(zhuāng)變送(sòng)器(qì)的做法(fǎ)。

  10kV~35kV配電(diàn)係統在開關(guān)櫃(guì)上裝(zhuāng)設(shè)微(wēi)機繼電(diàn)保(bǎo)護裝(zhuāng)置和多(duō)功能電力儀表，通(tōng)過通信與後(hòu)台(tái)監控(kòng)係統(tǒng)連接，可顯示電(diàn)氣參(cān)數，斷(duàn)路(lù)器(qì)分/合(hé)閘(zhá)狀(zhuàng)態，進(jìn)行(háng)各種保(bǎo)護(hù)定(dìng)值(zhí)的調整，設定以及控製(zhì)斷路器(qì)分(fēn)/合閘等，實(shí)現(xiàn)係(xì)統的(dí)遙測(cè)，遙(yáo)信，遙調(tiáo)，遙(yáo)控，即“四遙"。高壓配(pèi)電係統具(jù)備(bèi)了基(jī)本的(dí)智能化要(yào)素(sù)，具(jù)有智(zhì)能設備(bèi)層(céng)和監(jiān)控(kòng)管理(lǐ)層(céng)的架構，可(kě)實(shí)現能(néng)效(xiào)管理(lǐ)和電能(néng)質量管(guǎn)理的(dí)基本功(gōng)能(néng)。

  在(zài)0.4kV級的(dí)低壓(yā)配電係統中(zhōng)，多(duō)功能電(diàn)力(lì)儀表采(cǎi)集(jí)的數(shù)據通常上(shàng)傳至高壓(yā)的監(jiān)控(kòng)係(xì)統(tǒng)後(hòu)台(tái)或水(shuǐ)務企業(yè)的(dí)中(zhōng)控室上位機，僅用於顯(xiǎn)示(shì)和(hé)生(shēng)成報表(biǎo)，未形(xíng)成低壓(yā)智能(néng)配電係統。

  但此時的配(pèi)電係統比(bǐ)傳統(tǒng)的常(cháng)規係統(tǒng)已(yǐ)有(yǒu)很(hěn)大(dà)進步，不僅免去了(liǎo)運行人(rén)員日常(cháng)抄表的繁重(zhòng)工(gōng)作，還(huán)有助於及(jí)時(shí)發現問(wèn)題(tí)，以及(jí)在事故(gù)發(fā)生(shēng)後作出準確(què)判斷。

  2010年之後，基於(yú)多功(gōng)能(néng)電(diàn)力儀表的能源(yuán)管理(lǐ)係統(tǒng)逐漸在水務(wù)行(háng)業(yè)得到(dào)應(yīng)用(yòng)。這類係統可實現實(shí)時及歷史能(néng)耗數據查詢，展(zhǎn)示，打印，簡單(dān)的(dí)數據(jù)分(fēn)類(lèi)管理與分析(xī)等功能。這(zhè)類(lèi)係統偏(piān)重可視(shì)化(huà)，對(duì)數據的(dí)分析與處理能(néng)力低，隻(zhī)能(néng)算作低級別(bié)的(dí)智(zhì)能化(huà)係統(tǒng)。

  此後(hòu)，為(wéi)實現低壓係統的遙控(kòng)，出(chū)現了(liǎo)基於PLC的(dí)低壓智(zhì)能配電係(xì)統(tǒng)。即在(zài)裝(zhuāng)設(shè)多功(gōng)能電力儀(yí)表的基(jī)礎上，低壓斷路(lù)器裝(zhuāng)設電(diàn)操，釆(biàn)用(yòng)硬(yìng)接綫的(dí)方式與PLC連接，通(tōng)過(guò)軟件(jiàn)實現(xiàn)斷路(lù)器遠程分(fēn)合閘(zhá)，並(bìng)且可(kě)通(tōng)過上位(wèi)機進行(háng)控製(zhì)。這類(lèi)係(xì)統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了(liǎo)水(shuǐ)務行業遠程場站(zhàn)的無人值守，極(jí)大降(jiàng)低(dī)了人工成本，但存在接綫數量多(duō)，故障率高，維護檢修(xiū)困(kùn)難等問(wèn)題(tí)，隻適用於邏(luó)輯(jí)關係(xì)簡(jiǎn)單的小規模係統。

3.2智能配電係(xì)統(tǒng)在(zài)水務(wù)行業的發(fā)展(zhǎn)現狀

  水務(wù)行業配電(diàn)係統智能化，因廠商(shāng)擅(shàn)長的(dí)領域不同，主要有(yǒu)以(yǐ)下(xià)幾種類(lèi)型(xíng)：

(1)多(duō)功能電(diàn)力(lì)儀表型(xíng)

  智能(néng)配(pèi)電(diàn)係統基於多功能電力儀表，並納入(rù)生(shēng)產運(yùn)行(háng)所需(xū)的其(qí)他監測儀表，提(tí)供(gōng)便捷的數(shù)據(jù)査(chá)詢功能(néng)，並(bìng)能(néng)根據(jù)用(yòng)戶需求定製(zhì)超(chāo)限(xiàn)報警等(děng)功能。能(néng)實現能效管理和(hé)電能質量管理的基本功(gōng)能，但缺(quē)乏(fá)對(duì)數據的深(shēn)入(rù)分析與挖(wā)掘，難以實(shí)現資產(chǎn)管理和運維(wéi)管(guǎn)理功能。特(tè)點是(shì)投資低，滿足(zú)用戶(hù)基本的能源(yuán)管(guǎn)理需求，幫(bāng)助(zhù)用戶降低(dī)人(rén)工成本(běn)。這(zhè)類(lèi)係統(tǒng)在水務行(háng)業智能配(pèi)電(diàn)係(xì)統中應用(yòng)相對較多(duō)。

(2)微(wēi)機繼電(diàn)保護型

  生(shēng)產商(shāng)在(zài)35kV~10kV電氣係統保護(hù)方麵(miàn)有較強(qiáng)的實力(lì)，熟(shú)悉(xī)，了解係統(tǒng)運行(háng)問題和(hé)用戶的運維需求。高壓側除常規的功能外，還(huán)可(kě)實(shí)時監測(cè)分(fēn)/合閘(zhá)綫(xiàn)圈(quān)，儲能電機，電動底盤(pán)車(chē)和(hé)電動接地刀電機，監測斷路器(qì)觸頭溫(wēn)度，母(mǔ)綫接(jiē)頭溫(wēn)度(dù)等；同時低壓(yā)側也(yě)釆(biàn)取多項監測措施並在(zài)監控(kòng)平台配(pèi)置相應的軟件。這(zhè)類係統(tǒng)具(jù)備(bèi)智能配(pèi)電係(xì)統(tǒng)的四(sì)項管理(lǐ)功能，在(zài)規(guī)模大(dà)，高壓設備多的(dí)水(shuǐ)務企業(yè)有(yǒu)明顯應用優勢(shì)。

(3)低壓電氣元件(jiàn)型(xíng)

  這類生(shēng)產商(shāng)依(yī)靠對低(dī)壓斷(duàn)路器等(děng)元件的*研(yán)發能(néng)力不斷對產(chǎn)品(pǐn)進行(háng)智能(néng)化升(shēng)級(jí)，夯(hāng)實(shí)智(zhì)能設(shè)備層(céng)。更(gēng)有公(gōng)司針(zhēn)對(duì)小(xiǎo)型(xíng)智(zhì)能(néng)配電(diàn)係統(tǒng)研(yán)發了智(zhì)能(néng)配(pèi)電(diàn)一(yī)體機，能(néng)夠實現(xiàn)“四遙"，且(qiě)成本低(dī)，適(shì)用於水務行(háng)業管網上(shàng)的(dí)小型(xíng)排(pái)澇泵站(zhàn)，汙水提升(shēng)泵站等。這種一(yī)體(tǐ)機(jī)還(huán)可(kě)通(tōng)過(guò)以太(tài)網連接(jiē)上(shàng)層(céng)監(jiān)控(kòng)係統(tǒng)，適(shì)用於水務(wù)行業中(zhōng)單體(tǐ)小(xiǎo)，數(shù)量(liáng)多，範圍大(dà)的(dí)使用場(cháng)景(jǐng)，如井群等(děng)。

(4)開關櫃型

  這(zhè)類廠商一(yī)般(bān)是實力較(jiào)強的開關櫃(guì)製造(zào)商。他們(mén)發揮自身(shēn)優勢，以智(zhì)能型(xíng)開關櫃(guì)為基(jī)礎結(jié)合監控(kòng)平(píng)台組成智(zhì)能配(pèi)電係統(tǒng)。櫃(guì)內(nèi)設有通(tōng)信設備(bèi)專(zhuān)屬空間，綫路簡(jiǎn)潔(jié)。動(dòng)力，控(kòng)製，通(tōng)信電(diàn)纜各行其道，避(bì)免信(xìn)號幹擾(rǎo)，保(bǎo)證(zhèng)了(liǎo)數(shù)據(jù)傳輸穩定，可靠。此類智能開關(guān)櫃的價(jià)格較(jiào)高，廠商通常(cháng)建(jiàn)議(yì)配套同品牌(pái)的監控(kòng)平台(tái)降(jiàng)低(dī)綜(zōng)合(hé)造(zào)價。但其監控平(píng)台(tái)的(dí)功(gōng)能(néng)選(xuǎn)擇性(xìng)小，用(yòng)戶需求受限(xiàn)。

(5)全產品綫型

  這類生產商具(jù)備全(quán)部或大部分高(gāo)，低(dī)壓及通(tōng)信(xìn)產品(pǐn)的軟硬(yìng)件研(yán)發能(néng)力，具有(yǒu)多年(nián)的電(diàn)氣和自控(kòng)技術積(jī)澱(diàn)，對(duì)配電係統(tǒng)智能化(huà)有(yǒu)深刻的認識和(hé)解讀。搭建的(dí)智能配(pèi)電係(xì)統配(pèi)置靈(líng)活，能(néng)滿(mǎn)足(zú)用戶的不同需求，可實現智能配(pèi)電係統全(quán)部(bù)管(guǎn)理功(gōng)能(néng)的各層級(jí)功能。具備(bèi)這(zhè)些(xiē)能(néng)力的往往是(shì)國內(nèi)外的電(diàn)氣品牌，在水務(wù)行業(yè)應用。

3.3智(zhì)能(néng)配電係(xì)統在水(shuǐ)務行業的(dí)發(fā)展趨勢

  近年(nián)來(lái)，隨(suí)著(zhuó)水務(wù)行業(yè)麵(miàn)臨外(wài)部條件(jiàn)日(rì)益(yì)復雜，出(chū)水指(zhǐ)標不斷提高(gāo)，運行成(chéng)本(běn)壓力(lì)加大，人(rén)員(yuán)老化等問(wèn)題，原(yuán)先(xiān)的粗(cū)放型管理模(mó)式(shì)難(nán)以(yǐ)應(yīng)對(duì)，水(shuǐ)務行(háng)業急(jí)需(xū)向精(jīng)細(xì)化(huà)管理轉(zhuǎn)變。2020年(nián)8月，發布(bù)《關於加快推(tuī)進國有企(qǐ)業數(shù)字化(huà)轉型工作的通(tōng)知(zhī)》，要求加快(kuài)推進(jìn)國有(yǒu)企業(yè)數(shù)字(zì)化(huà)轉型(xíng)工(gōng)作(zuò)。“十(shí)四(sì)五(wǔ)"規(guī)劃提出(chū)通過推進智慧城市建設，推(tuī)進(jìn)市政(zhèng)公用設施等物聯網應(yīng)用(yòng)和(hé)智能(néng)化(huà)改(gǎi)造，構建智慧水(shuǐ)利體(tǐ)係。在國(guó)家政(zhèng)策(cè)的大力(lì)推(tuī)動和(hé)水(shuǐ)務(wù)行業(yè)內(nèi)生動(dòng)力(lì)作用下，水務(wù)行業(yè)的(dí)數字(zì)化，智(zhì)能(néng)化需求迎(yíng)來(lái)大規模(mó)增(zēng)長。

  隨著技(jì)術進步和(hé)用戶理念的(dí)更(gēng)新(xīn)，智能(néng)配電係統(tǒng)的(dí)深(shēn)度，廣(guǎng)度(dù)和(hé)智(zhì)能(néng)化程度(dù)都(dū)在(zài)不(bù)斷(duàn)拓展，升級。在(zài)智(zhì)能(néng)設(shè)備(bèi)層(céng)，智能型(xíng)產品(pǐn)種類不斷增多，智(zhì)能化程度不斷(duàn)提高，具(jù)備互聯互通特性(xìng)的產品(pǐn)層出不(bù)窮。如(rú)釆(biàn)用無(wú)綫(xiàn)傳感技(jì)術(shù)，具備(bèi)智(zhì)能測(cè)溫功能的真(zhēn)空斷路(lù)器，能判(pàn)斷(duàn)電(diàn)容器(qì)容(róng)量(liáng)衰減程度(dù)並實現超閾值及時(shí)切除的智能(néng)控製器(qì)，智(zhì)能測(cè)溫(wēn)母(mǔ)綫等。智能(néng)設(shè)備層的(dí)擴(kuò)充和深化(huà)，不僅為(wéi)監(jiān)控管(guǎn)理層(céng)提(tí)供更豐富(fù)的(dí)信(xìn)息(xī)，且(qiě)執(zhí)行(háng)力(lì)更強。

  在(zài)監控(kòng)管理(lǐ)層(céng)，出(chū)現了(liǎo)更(gēng)多針對水務行(háng)業節(jié)能降耗的軟(ruǎn)件產(chǎn)品(pǐn)，如智(zhì)能(néng)泵(bèng)控(kòng)係統(tǒng)，曝氣(qì)控(kòng)製，加藥控(kòng)製(zhì)等，實(shí)現了節能(néng)與工(gōng)藝(yì)控製相結(jié)合。監(jiān)控(kòng)平台(tái)還綜合了企業的(dí)電(diàn)，水(shuǐ)，熱(rè)，氣(qì)，藥及其(qí)他(tā)監測數(shù)據(jù)，實現一(yī)張圖總覽(lǎn)全局，為搭建智(zhì)慧水(shuǐ)務(wù)平台提供(gōng)了可靠的(dí)技術支撐(chēng)。

  在雲(yún)端，出現(xiàn)了更(gēng)多分(fēn)析與應用增(zēng)值服(fú)務(wù)。網(wǎng)絡(luò)亦由互聯網(wǎng)向(xiàng)物(wù)聯(lián)網發展。

  智(zhì)能化(huà)三大關鍵(jiàn)要素(sù)：數據，算(suàn)力，算法。智(zhì)能(néng)設(shè)備層(céng)的發展使得(dé)底層數據的收集(jí)不(bù)再是障(zhàng)礙(ài)；計(jì)算(suàn)機(jī)技術(shù)和網絡(luò)技(jì)術的發展(zhǎn)，算力(lì)母已經不(bù)是問(wèn)題；智(zhì)能(néng)化(huà)的核心(xīn)一(yī)算(suàn)法(fǎ)，需(xū)要長期(qī)，大(dà)量的投入，不具(jù)開(kāi)放性且進展(zhǎn)相(xiāng)對緩(huǎn)慢。可以(yǐ)預(yù)見，未(wèi)來生(shēng)產(chǎn)商在智(zhì)能配電係統的競(jìng)爭將集中於算(suàn)法，這(zhè)也是體(tǐ)現(xiàn)智能配(pèi)電係統價值(zhí)的(dí)關鍵。

  智能(néng)配(pèi)電係統在水務(wù)行業的發展(zhǎn)還有一個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題：數(shù)據(jù)安(ān)全。水務(wù)行業(yè)的數(shù)據存在敏(mǐn)感(gǎn)性(xìng)，對(duì)數據安全(quán)要(yào)求(qiú)高。未來如何保證數(shù)據安全(quán)，打消用戶(hù)的(dí)疑(yí)慮(lǜ)，將(jiāng)是生產商需要努力解決的(dí)問題。

  在“雙碳(tàn)"目(mù)標(biāo)驅(qū)動下(xià)，減碳(tàn)將(jiāng)成為(wéi)水務行業的(dí)重中之(zhī)重(zhòng)。對水(shuǐ)務行業來說(shuō)，一方麵要充(chōng)分利用(yòng)新能(néng)源，另(lìng)一(yī)方(fāng)麵(miàn)要深入挖(wā)掘企(qǐ)業(yè)自(zì)身(shēn)的(dí)節能潛(qián)力。光(guāng)伏(fú)，生(shēng)物(wù)質能(沼氣(qì))是水(shuǐ)務行業較(jiào)易(yì)取(qǔ)得(dé)的清(qīng)潔(jié)能源。與之相適(shì)應，智(zhì)能(néng)配電(diàn)係(xì)統(tǒng)需要滿足(zú)新能源接(jiē)入，微(wēi)網運行等方麵的需(xū)求。水務(wù)行業智(zhì)能配(pèi)電改造(zào)的(dí)運行(háng)實踐(jiàn)證明(míng)，智(zhì)能配電在節(jié)能降(jiàng)耗方麵具有(yǒu)極大(dà)優(yōu)勢，今(jīn)後(hòu)需(xū)要通(tōng)過深入(rù)挖(wā)掘數(shù)據價值(zhí)，幫助用戶進一(yī)步(bù)深化，細(xì)化工作，提(tí)高能源利用(yòng)效率。

4，AcrelEMS-SW智(zhì)慧水務能效(xiào)管理平(píng)台(tái)

  安科瑞電氣具(jù)備(bèi)從(cóng)終(zhōng)端(duān)感(gǎn)知，邊緣計(jì)算到能(néng)效管(guǎn)理平台的產品體(tǐ)係(xì)，AcrelEMS-SW智(zhì)慧(huì)水(shuǐ)務(wù)能(néng)效管理(lǐ)平(píng)台通過在(zài)汙水廠(chǎng)源，網(wǎng)，荷(hé)，儲，充的(dí)各個關鍵節(jié)點安(ān)裝保護，監(jiān)測(cè)，分析(xī)，治(zhì)理裝置，用(yòng)於(yú)監(jiān)測汙(wū)水(shuǐ)廠(chǎng)能(néng)耗總(zǒng)量和能耗(hào)強度，監測主要(yào)用(yòng)能設備能(néng)效，保護(hù)汙水廠(chǎng)運行可(kě)靠，提高汙(wū)水廠(chǎng)能(néng)效(xiào)，為(wéi)汙水處理(lǐ)的(dí)能(néng)效管理提(tí)供科(kē)學，精(jīng)細的(dí)解決(jué)方案。

 AcrelEMS智(zhì)慧水務(wù)綜合能(néng)效(xiào)管理係統(tǒng)由變電站綜合自動(dòng)化(huà)係統(tǒng)，電力(lì)監控(kòng)及能(néng)效管理係統組成，涵(hán)蓋了(liǎo)水務中壓變(biàn)配電係統(tǒng)，電氣(qì)，應急(jí)電(diàn)源，能源管理，照明控(kòng)製，設(shè)備運維(wéi)等(děng)，貫穿水務能(néng)源流的始終，幫助(zhù)運維(wéi)管理(lǐ)人(rén)員通過(guò)一(yī)套(tào)平(píng)台(tái)，一個(gè)APP實時了(liǎo)解(jiě)水務配(pèi)電係統運(yùn)行狀況，並且(qiě)根據權限可(kě)以(yǐ)適用(yòng)於水(shuǐ)務後(hòu)勤部門管(guǎn)理(lǐ)需(xū)要(yào)。

5，平(píng)台子係統

5.1 變電站綜(zōng)合(hé)自動化(huà)係統(tǒng)及(jí)電(diàn)力監控

  對水務配(pèi)電(diàn)係(xì)統(tǒng)中35kV，10kV電(diàn)壓等(děng)級(jí)配置繼電保護和(hé)弧光(guāng)保護(hù)，實(shí)現遙(yáo)測，遙(yáo)信，遙控，遙調等功能，對異常情(qíng)況及時(shí)預(yù)警。

  監測變壓器(qì)，水(shuǐ)泵，鼓風機的(dí)電流，電(diàn)壓，有功/無功功率(shuài)，功率(shuài)因(yīn)數，負荷率，溫(wēn)度(dù)，三相(xiāng)平衡(héng)，異(yì)常等數據(jù)。

5.2 電能質(zhì)量(liáng)監測(cè)與治(zhì)理(lǐ)

  水務中大量(liáng)的(dí)大(dà)功率(shuài)電機(jī)，水(shuǐ)泵變(biàn)頻啟(qǐ)動導致配電係(xì)統中存在大量(liáng)諧(xié)波(bō)，通過監測其配電係(xì)統(tǒng)的諧(xié)波(bō)畸(jī)變(biàn)，電(diàn)壓波動，閃變和容(róng)度指(zhǐ)標分析(xī)其(qí)電能質量(liáng)，並(bìng)配(pèi)置對應(yīng)的電能質(zhì)量治(zhì)理措(cuò)施(shī)提(tí)高(gāo)供(gōng)電(diàn)電(diàn)能質量。

5.3 電動(dòng)機(jī)管理

  馬達(dá)監控(kòng)實現(xiàn)水務中(zhōng)電(diàn)機的保(bǎo)護，遙測，遙信，遙(yáo)控功能，電(diàn)動機保護(hù)器能(néng)對(duì)過(guò)載，短路(lù)，缺相(xiāng)，漏(lòu)電(diàn)等(děng)異(yì)常情況(kuàng)進行保護，監(jiān)測和。準(zhǔn)確(què)地反(fǎn)映出(chū)故(gù)障狀(zhuàng)態，故障(zhàng)時(shí)間(jiān)，故障地點，及(jí)相(xiāng)關信息，對(duì)電(diàn)機進行健康診斷和預防性(xìng)維護。同時支(zhī)持與PLC，軟啟，變(biàn)頻器(qì)等(děng)配合(hé)，實現電動(dòng)機自動(dòng)或(huò)遠程控製(zhì)，監視，控製各個工(gōng)藝設備(bèi),保(bǎo)障(zhàng)正常生產(chǎn)。

5.4 能耗管理(lǐ)

  為水務(wù)搭(dā)建計量體(tǐ)係，顯(xiǎn)示水務(wù)的能源(yuán)流(liú)向和(hé)能(néng)源(yuán)損耗(hào)，通過能源流向圖幫(bāng)助(zhù)水(shuǐ)務(wù)分析能源消耗去(qù)向，找出(chū)能(néng)源消耗異(yì)常(cháng)區域。

  將所有(yǒu)有(yǒu)關能源(yuán)的(dí)參(cān)數(shù)集(jí)中(zhōng)在(zài)一(yī)個看板中，從多(duō)個維度(dù)對(duì)比分析，實現(xiàn)各個(gè)工藝(yì)環(huán)節的(dí)能(néng)耗對比(bǐ)，幫(bāng)助(zhù)領導(dǎo)掌(zhǎng)控(kòng)整(zhěng)個工(gōng)廠的(dí)能源消(xiāo)耗，能源成本(běn)，標煤(méi)排(pái)放等的情(qíng)況(kuàng)。

  能耗(hào)數據統(tǒng)計采集水務(wù)中(zhōng)汙(wū)水廠(chǎng)，自來水廠，水泵(bèng)站(zhàn)等的用電，用水(shuǐ)，燃(rán)氣，冷(lěng)熱(rè)量(liáng)消(xiāo)耗量(liáng)，同(tóng)環(huán)比對比(bǐ)分析，能(néng)耗總量(liáng)和能耗強(qiáng)度計算，標煤計(jì)算和(hé)CO2排(pái)放(fàng)統計(jì)趨勢(shì)。

  能(néng)效分析(xī)按計(jì)量架構(gòu)，分(fēn)別進(jìn)行能(néng)效分(fēn)析(xī)，契合能(néng)源管理(lǐ)體係要(yào)求，可對各(gè)車間(jiān)/職能(néng)部門(mén)的能(néng)效(xiào)水平進(jìn)行分析，同比，環(huán)比(bǐ)，對(duì)標(biāo)等(děng)。通(tōng)過汙水(shuǐ)處(chǔ)理產量(liáng)以及係(xì)統采(cǎi)集的(dí)能耗(hào)數據，在汙水單耗(hào)中生成(chéng)汙(wū)水單(dān)耗趨勢圖，並進行(háng)同(tóng)比和環比分析(xī)，同時將(jiāng)汙(wū)水(shuǐ)的(dí)單(dān)耗(hào)與行(háng)業/國家(jiā)指(zhǐ)標對標(biāo)，以便(biàn)企(qǐ)業能夠(gòu)根據產(chǎn)品(pǐn)單耗(hào)情況(kuàng)來(lái)調整(zhěng)生(shēng)產(chǎn)工(gōng)藝，從而降(jiàng)低(dī)能耗。

5.5 智(zhì)能照(zhào)明(míng)控製

  係(xì)統為汙(wū)水(shuǐ)廠，自來水廠，水泵站等(děng)提(tí)供了(liǎo)照(zhào)明控製(zhì)管理方(fāng)案，支持單(dān)控(kòng)，區域(yù)控(kòng)製，自(zì)動控(kòng)製(zhì)，感(gǎn)應控製，定時控製，場景(jǐng)控製，調(tiáo)光(guāng)控製等(děng)多(duō)種(zhǒng)控製方(fāng)式(shì)，模(mó)塊(kuài)可根據經緯度自動識(shí)別日出日落(là)時(shí)間實(shí)現(xiàn)自(zì)動控製(zhì)功能(néng)，盡(jìn)量(liáng)利用自(zì)然(rán)光照，實現(xiàn)室(shì)內(nèi)，廠(chǎng)區(qū)照明的智能控製達(dá)到(dào)，節能，舒(shū)心的目的。

5.6 電(diàn)氣

5.6.1 電(diàn)氣(qì)火災(zāi)監(jiān)測(cè)

  監測(cè)配(pèi)電(diàn)係統(tǒng)回路的漏電(diàn)電流和(hé)綫(xiàn)纜溫度，實現對汙水廠，自(zì)來(lái)水(shuǐ)廠，水(shuǐ)泵(bèng)站的(dí)電(diàn)氣預警。

5.6.2 消(xiāo)防(fáng)應急照明(míng)和(hé)疏(shū)散(sàn)指示

  根(gēn)據預(yù)先(xiān)設置的應(yīng)急(jí)預(yù)案(àn)快速(sù)啟動(dòng)疏散(sàn)方案(àn)引(yǐn)導人(rén)員疏(shū)散(sàn)。係統接(jiē)入消(xiāo)防(fáng)應(yīng)急照明指示係統數據，通(tōng)過平(píng)麵圖(tú)顯示疏散指示燈(dēng)具(jù)工作(zuò)狀態(tài)和(hé)異常情況。

5.6.3 消(xiāo)防(fáng)設(shè)備電源監測

  監測(cè)消防(fáng)設備(bèi)的(dí)工(gōng)作電源是(shì)否正常(cháng)，保(bǎo)障在(zài)發生(shēng)火災時消防設(shè)備可以正常(cháng)投(tóu)入(rù)使(shǐ)用(yòng)。

5.6.4 防火門監控係(xì)統

  防火門監控(kòng)係統(tǒng)集(jí)中(zhōng)控(kòng)製(zhì)其各終端設備(bèi)即(jí)防火門監(jiān)控模塊，電動(dòng)閉(bì)門(mén)器，電磁(cí)釋(shì)放器(qì)的工(gōng)作狀(zhuàng)態，實時監(jiān)測疏(shū)散通(tōng)道(dào)防火門(mén)的開(kāi)啟，關閉及(jí)故(gù)障狀(zhuàng)態，顯示終(zhōng)端(duān)設(shè)備開(kāi)路，短路(lù)等故(gù)障(zhàng)信(xìn)號。係統采用(yòng)消(xiāo)防二總(zǒng)綫將(jiāng)具有(yǒu)通(tōng)信功(gōng)能(néng)的監控模(mó)塊相(xiāng)互連(lián)接起來，當終端設備發生短路，斷路等故障(zhàng)時，防火門(mén)能發出(chū)信號，能指示(shì)部(bù)位(wèi)並保存信(xìn)息(xī)，保障了(liǎo)電氣(qì)的可靠(kào)性。

5.6.5 環(huán)境監測

  汙水(shuǐ)廠(chǎng)，自(zì)來(lái)水(shuǐ)廠，水泵站等場所(suǒ)溫濕度，煙(yān)霧(wù)，積(jī)水(shuǐ)浸(jìn)水(shuǐ)，，UPS電池間(jiān)可燃氣(qì)體濃(nóng)度展示和預警，保障汙(wū)水(shuǐ)廠(chǎng)，自來(lái)水廠，水(shuǐ)泵(bèng)站等(děng)運行(háng)。當(dāng)可燃(rán)氣(qì)體(tǐ)或有害(hài)氣(qì)體(tǐ)濃度(dù)超(chāo)標可(kě)自(zì)動啟(qǐ)動排(pái)風風(fēng)機或新風(fēng)係統(tǒng)，排(pái)除隱(yǐn)患，保(bǎo)持(chí)良(liáng)好的(dí)水處(chǔ)理(lǐ)環境。

5.6.6 分(fēn)布式(shì)光伏(fú)監測

  實時(shí)監測(cè)低壓(yā)並(bìng)網(wǎng)櫃(guì)每(měi)路的(dí)電流(liú)，電(diàn)壓，功(gōng)率(shuài)等(děng)電氣參(cān)數及(jí)斷(duàn)路(lù)器開(kāi)關狀(zhuàng)態(tài)，逆(nì)變(biàn)器(qì)運行監視，對逆變(biàn)器直流側每一(yī)光伏組串(chuàn)的(dí)輸(shū)入直(zhí)流電壓(yā)，直流電流(liú)，直流功(gōng)率(shuài)，逆變器交(jiāo)流電壓(yā)，交流電(diàn)流，頻(pín)率，功率因數，當前發電功率(shuài)，累計發電(diàn)量進行(háng)監(jiān)測，以曲綫方式(shì)繪(huì)製(zhì)上述(shù)監測(cè)的(dí)各(gè)個(gè)參量(liáng)的(dí)歷史數據(jù)。

  平(píng)台(tái)結合廠(chǎng)區實際(jì)分(fēn)布情(qíng)況，通(tōng)過3D或2.5D平(píng)麵圖顯示(shì)分(fēn)布(bù)式光伏組件在屋頂，車棚的分布情況(kuàng)，顯示匯(huì)流箱(xiāng)，並(bìng)網(wǎng)點位(wèi)置(zhì)，各個(gè)屋頂(dǐng)的裝(zhuāng)機容(róng)量(liáng)。

5.6.7 工藝仿真監(jiān)控(kòng)

  平台(tái)通過(guò)2D，3D方式(shì)實(shí)時監視粗格(gé)柵(zhà)，汙水(shuǐ)提升(shēng)，細(xì)格柵(zhà)，曝氣(qì)沉砂，改良(liáng)生(shēng)化處理，二沉(chén)，加(jiā)接(jiē)觸，汙(wū)泥濃(nóng)縮壓濾(lǜ)，生物等(děng)工(gōng)藝(yì)設備運(yùn)行狀態(tài)。在(zài)格柵(zhà)清(qīng)渣機，汙水提(tí)升泵，回流(liú)泵(bèng)，曝氣(qì)風(fēng)機，加(jiā)藥泵(bèng)，濃(nóng)縮(suō)壓(yā)濾機(jī)，吸沙泵，吸泥泵(bèng)等低(dī)壓電動(dòng)機(jī)控(kòng)製櫃或(huò)低(dī)壓饋(kuì)電(diàn)櫃安(ān)裝電(diàn)動(dòng)機保護，進(jìn)行短(duǎn)路，過(guò)流(liú)，過載，起動(dòng)超時(shí)，斷(duàn)相，不平衡(héng)，低功率，接地/漏電，te保(bǎo)護，堵(dǔ)轉，逆序(xù)，溫(wēn)度等(děng)保護(hù)以及(jí)外(wài)部(bù)故(gù)障連鎖(suǒ)停機(jī)，與PLC，軟啟(qǐ)，變頻器等(děng)配合(hé)，實現電動機自(zì)動(dòng)或遠(yuǎn)程(chéng)控製，監視(shì)，控製各個(gè)工(gōng)藝設(shè)備,保障正常(cháng)生產(chǎn)。

5.7  產品清(qīng)單(dān)

6，結語(yǔ)

  數字化(huà)，低碳雙轉型背景(jǐng)下(xià)，研(yán)究(jiū)智(zhì)能(néng)配(pèi)電(diàn)係統在(zài)水務(wù)行業(yè)的應用(yòng)，分(fēn)析(xī)其存在的問題和發展趨勢，對於水提(tí)高(gāo)務行業能(néng)源利用(yòng)水平(píng)，管理(lǐ)水平(píng)具有重(zhòng)要意義。智(zhì)能配電係統在(zài)水務行(háng)業(yè)的(dí)應(yīng)用雖然取得一些(xiē)成績(jì)，但(dàn)依然明顯(xiǎn)落(là)後(hòu)於(yú)時代發(fā)展(zhǎn)的(dí)要求(qiú)，需要產(chǎn)品(pǐn)研(yán)發，生產，工程投(tóu)資(zī)，設計，建(jiàn)設，運(yùn)營各(gè)方的推(tuī)動(dòng)與支持，促(cù)進智能(néng)配(pèi)電係統(tǒng)在水(shuǐ)務行業(yè)的(dí)應(yīng)用與推廣，為水(shuǐ)務行業的智(zhì)慧化(huà)建(jiàn)設和低碳(tàn)運行提供(gōng)有力保障。

參(cān)考(kǎo)文獻：

[1]張(zhāng)瑋(wěi)亞.智能配(pèi)電係統(tǒng)分區電壓(yā)控(kòng)製技(jì)術(shù)的研究[D].天(tiān)津大(dà)學(xué),2015.

[2]徐進(jìn).智能配電係統在(zài)水(shuǐ)務(wù)行業的(dí)現(xiàn)狀及(jí)發展(zhǎn)趨(qū)勢(shì)

[3]安科瑞(ruì)企(qǐ)業微(wēi)電網設計與應用(yòng)手冊.2022.05版

作者(zhě)簡介：

魏健輝，女(nǚ)，安(ān)科瑞(ruì)電氣(qì)股(gǔ)份(fèn)有限公司，從事電氣(qì)相關(guān)及(jí)智(zhì)慧水務係統研發工作(zuò)。