主营
随着我国经济社会的发展，传统的水资源管理体制和运行方式已不能满足社会对水资源的要求，同时也会产生一定的负面效应，从而影响到供水的质量和效益。智慧水务系统作为水利信息化发展的先进阶段，是今后水业发展的必然趋势，其*性和功能不容忽视。我国目前的智慧水务系统建设，主要依靠云计算、物联网、大数据、移动互联网、实时动态监测、 BIM监护信息管理、 GIS GIS、3D 打印、 VR、人工智能等技术。随着信息技术的不断发展，智慧水务在城市供水领域的应用日益广泛，使得水厂的生产和经营都发生了巨大的变化。因此，要加强智能水系统的建设和优化，充分利用其在城市供水中的作用。
1 智慧水务系统在城市供水中的运用价值
智慧水务是一种全新的水资源管理体系，它的核心是一种无线供水，它可以在任何地方都能看到，通过云计算、 RFID、物联网等技术，将各个基础设施连接在一起，形成一个智能化的供水系统。此外，智慧水务还能实现对水资源的自动收集，并对其进行深入的数据分析，使整个水资源管理体系能够快速响应、统一指挥。根据目前已建成的智能水管理体系，可以将精细化管理、智能调度、规范化管理有机结合，实现智能管理、动态管理。综上所述，智慧水务应用于城市给水的价值主要表现在以下方面。第一，智慧水务系统相对于传统的供水技术，能够通过物联网直观地显示生产流程，直接地解决了人工监测的不足，实现了 24 小时实时监测水质安全，便于技术人员实时掌握水质状况。第二，智慧水务系统通过各种科技手段，改变了以往的供水工作方式和方法，使供水管网的运行更科学、更有效。站在管网优化调度系统的运行上，员工可以随时查看各地区的用水状况，并对用水量进行实时监控。通过对实时、历史资料的分析，使调度方案得到快速的优化，从而在任何时候都能保证用水的品质。第三，通过智慧水务系统，实现了对供水管网的实时监控，实现了供水管网的实时监控，实现了供水管网的一体化，从而形成了一个“水物联网”。
2 城市智慧水务系统的建设路径
2.1 总体框架
城市智慧水务系统由应用级和用户级两大部分组成。用户层是由业务人员、管理人员和公共人员组成的，能够实现数据的自动收集，应用层能够对供水业务进行一体化管理，从而提高城市供水管理的科学性和合理性。供水调度系统：供水系统、二次增压设备管理、水质在线监测、智能管网压力分析、供水调度、GIS 等。外部服务：电话系统，营业收费系统，公司网站，大用户计量，分区计量。内部服务：办公室、人员、财务等。基本建设：生产仪表，水厂自动化，机房建设， PLC 子站建设。先进性：系统建设要高起点，在充分考虑技术成熟的前提下，采用先进的计算机软件、硬件、软件、软件、软件、软件等技术的发展，保证了系统的先进性。开放性：系统应注重开放性，采用与国际接轨的软体、软体平台，以方便开发、使用、维护管理及系统更新。相关的系统都有对应的界面，可以方便地进行各种数据的交流。实用性：该系统与生产管理的实际应用相结合，不仅能实现以前的手工操作，而且还能实现许多人的愿望，克服了电脑只会模仿传统手工作业的错误。安全：在智慧水务系统中，设置安全机制，安装防火墙等安全措施，防止数据丢失、病毒、攻击等，从而可以对此类服务进行仿真，并与其它信息系统相结合，创造出新的应用。
2.2 信息采集传输层
物联网是智能水信息采集与传输的关键技术，通过数据采集模块、网络设备、现场仪表实时动态地监控城市供水的各种要素，实现了供水的实时、有效与安全，向着信息化的方向发展。
2.3 数据层
作为城市供水智能水处理系统的关键部分，它不仅承载了海量的数据，而且还为智慧水务提供了重要的信息资源。要发挥其作用，就加强基础设施和数据库的建设，加强数据层面的资源集成，为水利信息化工作的顺利进行奠定基础。随着我国城市化进程的加速，在推进智慧水务建设的同时，加强对水务业务的数据挖掘，使其在城市供水中得到应用。
2.4 门户层
根据目前已建成的智慧水务系统，可以将其划分为工业和公众信息两大类。公司的内部门户是由主管部门直接负责，进行日常的运行和维护，同时也可以通过行业门户与其他部门的工作人员进行沟通和交流，保证各项工作的有序开展，增强智慧水务系统的服务能力。同时，通过建立的公众信息门户，为广大市民提供了咨询服务，使广大市民可以实时、动态地了解和参与到水利建设中来。
2.5 数据管理平台
建设智慧水务的关键在于对智慧水务的数据进行有效的整理和存储，既保证了供水工作的进行，又为有关部门的供水工作提供了数据支持。根据目前智慧水务的数据处理平台，可以从两个方面进行数据集成。①通过数据集成，保证了数据的保存和保存，使数据的保存和保存更加完整；②数据集成能够使数据更加集中，节省存储空间，减少存储费用。
2.6 顶层设计
在智慧水务体系的框架下，根据“顶层设计，统筹管理，深度融合，提升”的工作要求，整合现有资源，提升综合效能，创新体制机制，提高管理水平，统筹编制和实施供水智慧化管理体系的顶层设计方案，为建设全市统一的、供水智慧化管理的信息资源库和应用平台，为建立该市供水智慧化管理的资源配置、队伍建设、保障体系、管理制度的一体化工作机制，提供总体规划设计思路。建设以基础资源为基础、信息共享、视频监控为基础、数字供水、应急指挥、网上办事、辅助决策等为主要功能的智慧水务管理公共服务平台，促进供水管理工作由被动向主动、静态向动态、粗放向精细、无序向规范转变，提高该市供水智慧管理的精细化、信息化、现代化、智慧化水平。
3 AcrelEMS-SW智慧水务能效管理平台
3.1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。
3.2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。
3.3平台拓扑图
3.4平台子系统
3.4.1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。
3.4.2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。
3.4.3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。
3.4.4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，同时将污水的单耗与行业/国家/国际指标对标，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。
3.4.5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、节能的目的。
3.4.6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。
3.4.7 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。
3.4.8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。
3.4.9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。
4 相关平台部署硬件选型清单
序号 | 名称 | 型号、规格 | 安装位置 | 用途 |
1 | 电能质量监测 | APview500 | 进线开关柜 | 监测市电电能质量 |
2 | 35kV、10kV回路保护 | AM6 | 35、10kV开关柜 | 35、10kV回路保护、测控 |
3 | 智能操控装置 | ASD500-Pn | 35、10kV开关柜 | 35、10kV回路操作、显示和测温 |
4 | 弧光保护 | ARB5 | 35、10kV回路母线室、断路器室、电缆室 | 用于监测关键电气接点弧光监测、保护 |
5 | 无线测温传感器 | ATE400、ATE200 | 35、10、0.4kV母排、断路器、线缆接头 | 用于监测关键电气接点温度 |
6 | 有源滤波装置 | AnSin□-M | 0.4kV母线侧 | 滤除配电系统2~25次谐波畸变 |
7 | 无功补偿装置 | AZC智能电容 | 0.4kV母线侧 | 提供无功补偿 |
8 | 多功能仪表 | APM520/APM510 | 10kV、0.4kV回路 | 监测电气参数和开关状态、故障报警 |
9 | 智能照明控制器 | ASL100 | 照明配电箱 | 照明单控、群控、定时/自动控制 |
10 | 电气火灾传感器 | ARCM200 | 配电柜/配电箱 | 监测漏电电流和线缆温度 |
11 | 消防设备电源传感器 | AFPM | 消防配电箱 | 监测消防设备电压、电流状态 |
12 | 应急照明和疏散指示系统 | A-C-A100 | 消防疏散通道 | 提供消防应急照明并指引疏散人群快速疏散 |
13 | 限流式保护器 | ASCP200 | 照明插座回路 | 防止过载、短路产生火花 |
14 | 电动机保护器 | ARD3M | 电动机 | 保护电机安全稳定运行 |
15 | 环境传感器 | 温湿度、浸水、烟雾、有害气体等传感器 | 配电室、工艺区域 | 监测环境参数，维护环境安全 |
16 | 智能网关 | ANet-2E4SM | 数据采集柜 | 采集设备数据，逻辑控制、上传平台 |
5 结束语
综上所述，“智慧水务”体系的建立，不仅可以有效地提升企业的形象，而且可以有效地提高企业的工作效率，减少企业的经验管理费用。“智慧水务”可以加速企业的响应，提升公司的服务水平，为城市的基础设施和经济发展创造良好的投资环境。优化供水成本，是我国水资源管理体制改革的一个必然要求，也是我国水资源管理体制改革的必然要求。在城市供水系统中，要按照城市的用水需求，综合考虑城市的经济、社会发展、城市功能变化、产业结构调整、节水技术进步等方面，合理地确定城市的供水规模。要进一步健全有关的标准、规范、成本控制、业绩评价等，以推动企业的优化、节约、节约。通过技术进步，加强管理，减少冗员，提高生产效率，进一步降低能耗，减少漏耗，降低药耗，降低操作费用。通过整合资源、科学调度、自动化、信息化、设备优化和节约能源，达到管理、劳动和装备的效率。
【参考文献】
[1]梁雯欢.智慧水务系统在城市供水中的应用探讨[J].农家致富顾问,2020(14):11-12.
[2]纪陶.智慧水务系统在城市供水中的应用[J].产城：上半月,2021(6):12-16.
[3]王丽.智慧水务系统在城市供水中的运用研究[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术,2022(08):77-80.
[4] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版
