污水廠能源綜合解決方案 安科瑞AcrelEMS-SW

污水廠能源綜合解決方案安科瑞AcrelEMS-SW

背景

生存的基礎(chǔ)

我國是治水大國，興水利、除水害，事關(guān)人類生存、社會進(jìn)步，歷來是治國安邦的大事。我國自古就有大禹治水、李冰修建都江堰、隋煬帝開鑿大運(yùn)河等治水、興修水利設(shè)施的歷史典故。

政策方向

水利工程補(bǔ)短板、水利行業(yè)強(qiáng)監(jiān)管是“十四五"時(shí)期水利改革發(fā)展的重點(diǎn)任務(wù)，水利部門將謀劃推進(jìn)一批大江大河大湖治理的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性重大水利工程

碳達(dá)峰、碳中和

在水利行業(yè)，污水處理廠和抽水排灌站等都是用電大戶，對陳舊設(shè)施改造來提率，節(jié)約用電，挖掘節(jié)能減排潛力，助力完成雙碳目標(biāo)

污水廠需求

供電穩(wěn)定、可靠，用能安全和環(huán)境安全，節(jié)能降耗，降低能耗成本，電能質(zhì)量可靠，解決信息孤島，專業(yè)全面的能源管理需求，配電系統(tǒng)復(fù)雜，運(yùn)維效率提升。

解決方案

AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理系統(tǒng)集變電站綜合自動化、電力監(jiān)控、電能質(zhì)量分析及治理、電氣安全、能耗分析、照明控制、設(shè)備運(yùn)維于一體，為建立可靠、安全、的智慧水務(wù)能源管理體系提供數(shù)據(jù)支持。

配電結(jié)構(gòu)

城市污水處理工程若中斷供電，將給城市居民生活和環(huán)境保護(hù)造成嚴(yán)重影響。為保證污水處理廠連續(xù)、可靠地運(yùn)行，確定其用電負(fù)荷為二級。由上級變電站引兩路35kV電源至污水廠高壓配電間，10kV兩路電源單母分段帶聯(lián)絡(luò)，可以滿足二級負(fù)荷用電要求。同時(shí)為保證電源可靠性，備用一臺柴油發(fā)電機(jī)，至少滿足廠內(nèi)應(yīng)急通風(fēng)換氣、消防，應(yīng)急照明等用電。

方案架構(gòu)

安科瑞AcrelEMS-SW 智慧水務(wù)能效管理系統(tǒng)

存著問題

我國污水處理廠的能源消耗主要集中于污水和污泥的提升，生物處理的供氧，以及污泥處理等工藝過程。其中污水生物處理和污泥處理的單元過程能耗占污水處理廠直接能耗的比重十分大。污水處理廠生化處理階段的主要能耗在于曝氣、污水提升、和污泥的處理上，另外，由于污水處理是能源密集型的綜合技術(shù)，長期以來，由于污水處理廠的能源消耗大、運(yùn)行費(fèi)用高，這在一定程度上阻礙了我國城市污水處理廠的建設(shè)和發(fā)展。

AcrelEMS-SW提升重點(diǎn)

提升供電可靠：中低壓實(shí)時(shí)監(jiān)測，電能質(zhì)量監(jiān)測和提升，變壓器、發(fā)電機(jī)、UPS狀態(tài)監(jiān)測，接點(diǎn)溫度監(jiān)測，實(shí)時(shí)預(yù)警

節(jié)能降耗：計(jì)量體系完善,能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),能源流向分析,工藝生產(chǎn)能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測,廠務(wù)系統(tǒng)能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測,照明控制,負(fù)荷調(diào)節(jié)

用能安全：電氣火災(zāi)監(jiān)測,消防設(shè)備電源監(jiān)測,防火門監(jiān)控,消防應(yīng)急照明和疏散指示監(jiān)測,環(huán)境監(jiān)測

運(yùn)維輔助：設(shè)備臺賬,設(shè)備保養(yǎng)提醒,工單派發(fā),運(yùn)維流程閉環(huán),專家報(bào)告

AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理系統(tǒng)組成

AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

平臺特點(diǎn)

01 方便：

基于HTML5頁面開發(fā)，瀏覽器訪問，多客戶端訪問，手機(jī)APP訪問，語音播報(bào)，報(bào)警訂閱，矢量圖，分類分級報(bào)警，報(bào)警聯(lián)動工單，多種報(bào)警方式，集團(tuán)化管理

02 靈活：

跨平臺部署（Windows、Linux及國產(chǎn)操作系統(tǒng)），標(biāo)題欄定義、頁定義、圖形配置、遠(yuǎn)程維護(hù)，菜單管理，個性化定制

03 安全：失電報(bào)警，數(shù)據(jù)加密(硬件或軟件加密)，用戶密碼管理，遙控密碼管理，完整的操作記錄

04 可靠：斷點(diǎn)續(xù)傳，數(shù)據(jù)壓縮，失電報(bào)警

05 ：看板管理，秒級刷新

06 全面：協(xié)議全面，設(shè)備全生命周期，菜單權(quán)限、功能權(quán)限、數(shù)據(jù)權(quán)限，全面的權(quán)限管理，多語言，多主題，聯(lián)動控制，視頻聯(lián)動，電氣綜合管理、集中監(jiān)控、生產(chǎn)過程、能源監(jiān)測、能效分析、節(jié)能分析、統(tǒng)一運(yùn)維

變電站綜合自動化

實(shí)時(shí)監(jiān)控

實(shí)時(shí)監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開關(guān)柜、變壓器微機(jī)保護(hù)測控裝置、發(fā)電機(jī)控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調(diào)、事故報(bào)警及記錄等；

關(guān)鍵供配電設(shè)備監(jiān)測

監(jiān)測變壓器、柴油發(fā)電機(jī)、UPS的電流、電壓、有功/無功功率、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)。

故障錄波

系統(tǒng)具備故障錄波、事件順序記錄，用于分析故障波形，協(xié)助分析故障原因并改進(jìn)。

電能質(zhì)量監(jiān)測

監(jiān)測各進(jìn)線回路電能質(zhì)量，包括電壓暫降、諧波畸變、閃變等數(shù)據(jù)波形記錄，進(jìn)而判斷配電系統(tǒng)擾動方向。

電氣安全

電能質(zhì)量治理

配置有源濾波裝置和無功補(bǔ)償裝置對0.4kV側(cè)電能質(zhì)量進(jìn)行補(bǔ)償和治理，并監(jiān)測有源濾波裝置和無功補(bǔ)償裝置運(yùn)行情況，確保電能質(zhì)量符合生產(chǎn)要求。

電氣火災(zāi)監(jiān)測

監(jiān)測配電系統(tǒng)回路的漏電電流和線纜溫度，實(shí)現(xiàn)對企業(yè)電氣安全預(yù)警。

消防設(shè)備電源監(jiān)測及疏散指示

監(jiān)測消防設(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

接點(diǎn)測溫

系統(tǒng)監(jiān)測斷路器、母排、線纜接頭、密集型母線槽接點(diǎn)溫度并實(shí)時(shí)預(yù)警。

降低能耗

計(jì)量體系搭建

為工廠搭建計(jì)量體系，顯示能源流向和能源損耗，通過能源流向圖幫助企業(yè)分析能源消耗去向，找出能源消耗異常區(qū)域。

工藝能耗

采集廠內(nèi)冰機(jī)系統(tǒng)、冷卻塔系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)、PCW 系統(tǒng)、MAU 系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、FFU 系統(tǒng)、純水系統(tǒng)、廢水系統(tǒng)、純水拋光系統(tǒng)、空壓機(jī)系統(tǒng)、氣體純化系統(tǒng)、大宗氣站、照明辦公系統(tǒng)、IT 數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)、工藝機(jī)臺等能耗數(shù)據(jù)。

能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

采集工廠工藝用電、廠務(wù)用電、純水、氮?dú)狻嚎s空氣等消耗量，同環(huán)比對比分析，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。

智能照明控制

單控、區(qū)域控制、自動控制、感應(yīng)控制、定時(shí)控制、場景控制、調(diào)光控制等多種控制方式。

運(yùn)維管理

設(shè)備檔案管理

配置重要設(shè)備包括變壓器、電氣柜、高壓電纜、空調(diào)主機(jī)、水泵、醫(yī)療設(shè)備等設(shè)備信息，配置二維碼.

運(yùn)維流程管理

任務(wù)管理、巡檢記錄、缺陷記錄、消警記錄、搶修記錄、通知工單。

設(shè)備維護(hù)

在用戶維護(hù)設(shè)備的質(zhì)保期與安裝時(shí)間后對設(shè)備是否超長時(shí)間運(yùn)行與過期運(yùn)行進(jìn)行檢測，提醒用戶及時(shí)查看或更換相應(yīng)設(shè)備，并提示維修或更換建議。

專家報(bào)告

系統(tǒng)定期為用戶生成能耗分析報(bào)告，提供專家建議。

分布式光伏監(jiān)測

光伏電站收益分析

顯示平臺所接入的光伏電站所產(chǎn)生的的日/月/年/累計(jì)收益和對應(yīng)減少的碳排放。

光伏電站運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測

實(shí)時(shí)顯示光伏電站一次接線圖，光伏組串直流/交流側(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)

逆變器運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測

顯示單個逆變器詳細(xì)數(shù)據(jù)，包括逆變器信息、實(shí)時(shí)發(fā)電功率、日/月/年發(fā)電量、收益、發(fā)電功率及發(fā)電量趨勢曲線、直流側(cè)和交流側(cè)數(shù)據(jù)等。

其它功能

重點(diǎn)用能單位能耗數(shù)據(jù)

采集企業(yè)電、水、氣、汽、煤等能源消耗數(shù)據(jù)，對各種能源消耗指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)煤、碳排放指標(biāo)等折標(biāo)運(yùn)算，清晰展示用能單位的能源消耗數(shù)據(jù)，支持手工填報(bào)，按照當(dāng)?shù)夭块T要求上傳數(shù)據(jù)。

充電樁管理

電動汽車和電瓶車充電樁管理，包括收費(fèi)管理、資產(chǎn)管理。

職工公寓管理

對廠區(qū)內(nèi)職工宿舍進(jìn)行負(fù)載管理，包括惡性負(fù)載識別管理、負(fù)載閾值管理，避免因?yàn)閻盒载?fù)載引起火災(zāi)。對員工宿舍進(jìn)行水電收費(fèi)管理，支持微信、等繳費(fèi)方式，采集職工宿舍能耗數(shù)據(jù)

典型硬件

ANet系列邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)

高性能平臺：高性能ARM 32位處理器；嵌入式Linux操作系統(tǒng)128M以上內(nèi)存；可擴(kuò)展32G外部存儲；

穩(wěn)定可靠：電磁兼容4級、硬件加密(國密算法SM1,SM4)、軟件加密(AES)、寬溫寬壓工作；

強(qiáng)處理能力：4萬個數(shù)據(jù)點(diǎn)位處理能力；多平臺數(shù)據(jù)上傳；

接口豐富：16個串口；以太網(wǎng)、Lora、Wifi、DI/DO/AI、4G；

擴(kuò)展方便：自定義總線擴(kuò)展協(xié)議；按需擴(kuò)展串口、DI/DO/AI、4G、硬件加密、GPS；

協(xié)議豐富：設(shè)備側(cè)：ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、IEC103/104、OPC UA、BACNET等；平臺側(cè)：ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、DGJ08-2068-2012上海建筑能耗、DGJ32/TJ111-2010江蘇建筑能耗、揚(yáng)州、常州、杭州、廣西河池等地省市能耗、寧夏電力需求側(cè)、安科瑞運(yùn)維云、預(yù)付費(fèi)云協(xié)議、華云104協(xié)議、SNMP、MQTT協(xié)議、OPC UA、IEC 61850、Q/GDW 376.1等；

邊緣計(jì)算：虛擬數(shù)據(jù)求和、數(shù)據(jù)二次計(jì)算（加減乘除）、邏輯控制（梯形圖繪制）斷點(diǎn)續(xù)傳、數(shù)據(jù)凍結(jié)、失電報(bào)警；多級報(bào)警設(shè)置、協(xié)議解析、規(guī)約轉(zhuǎn)換；

遠(yuǎn)程管理：遠(yuǎn)程配置、遠(yuǎn)程監(jiān)視、遠(yuǎn)程升級；

應(yīng)用豐富：綜合能源管理、電力需求側(cè)、泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、新能源、自動化、物聯(lián)網(wǎng)

AM系列綜合保護(hù)裝置

AM系列微機(jī)綜合保護(hù)裝置具有的數(shù)據(jù)處理、邏輯運(yùn)算和信息存儲能力，可為35kV及以下電壓等級的進(jìn)線、饋線、變壓器、高壓電動機(jī)、高壓電容器等對象提供過負(fù)荷、低電壓、過電壓、熱過載、非電量等保護(hù)功能，防止事故擴(kuò)大，降低高價(jià)值設(shè)備損壞的風(fēng)險(xiǎn)。

裝置具有完善的事故分析能力，包括SOE事件記錄、故障錄波記錄等。提供串口和以太網(wǎng)通訊接口，可將信息上傳至綜合能源管理平臺，方便的根據(jù)現(xiàn)場變化調(diào)整保護(hù)設(shè)定值，使平臺可遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制配電回路運(yùn)行狀態(tài)，大大提高了企業(yè)配電和用電的自動化、智能化水平。

弧光保護(hù)裝置

在中壓母線，中壓柜運(yùn)行過程中很可能由于的操作失誤、接頭松脫、動物侵入，以及長時(shí)間運(yùn)行后PT緣老化、套管老化導(dǎo)致嚴(yán)重短路故障。對于中壓母線未像高壓母線那樣安裝母線差動保護(hù)，中壓母線短路故障依賴上級進(jìn)線的后備保護(hù)切除，切除時(shí)間長，而根據(jù)測試結(jié)果數(shù)據(jù)，母線燃弧后 0.1s 就會燃燒，0.15s 后母線損毀，柜體在 0.2s 后爆炸。

ARB5母線弧光保護(hù)裝置通過檢測母線室弧光、進(jìn)線電流判據(jù)（弧光判據(jù)+電流突變量判據(jù)）啟動；單判據(jù)動作時(shí)間≤7ms、雙判據(jù)時(shí)間≤20ms。ARB5母線弧光保護(hù)由弧光保護(hù)裝置、弧光探頭及塑料光纖和尾纖等構(gòu)成。

開關(guān)柜綜合測控裝置

ASD500開關(guān)柜綜合測控裝置用于3~35kV戶內(nèi)開關(guān)柜，適用于中置柜、手車柜、固定柜、環(huán)網(wǎng)柜等多種開關(guān)柜。具有一次回路模擬圖及開關(guān)狀態(tài)指示，高壓帶電顯示及核相，自動溫濕度控制，加熱回路故障告警，分合閘回路完好指示、分合閘回路電壓測量、預(yù)分預(yù)合閃光指示、電氣節(jié)點(diǎn)無線測溫，人體感應(yīng)自動照明，語音提示，電參數(shù)測量及RS485通訊接口等眾多功能，集操作、顯示于一體。

電能質(zhì)量監(jiān)測

APView500電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置遵循新的電能質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測電壓偏差、頻率偏差、三相電壓不平衡、電壓波動和閃變、諧波等電能質(zhì)量，記錄各類電能質(zhì)量事件，記錄事件發(fā)生前后的波形，輔助用戶分析電能質(zhì)量發(fā)生的原因，為后續(xù)的電能質(zhì)量治理方案提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；

APM/AEM/DTSY/DDSY/ADW電能計(jì)量及分析

雙碳背景下，用能的電能替代將是長期趨勢，因此新會增大量用電設(shè)備，提高這些設(shè)備的能效水平將降低總的電能消耗，助力雙碳目標(biāo)早日實(shí)現(xiàn)。

需要多種類型的電能計(jì)量儀表，支持嵌入式、導(dǎo)軌式安裝，RS485、Lora、4G等數(shù)據(jù)上傳模式，可實(shí)現(xiàn)免布線、免停電施工。

電能計(jì)量表計(jì)安裝在主要配電節(jié)點(diǎn)、重點(diǎn)用能設(shè)備等處，綜合能源管理平臺實(shí)時(shí)采集用電數(shù)據(jù)，對用電數(shù)據(jù)進(jìn)行逐時(shí)、逐日、逐月分析，并結(jié)合國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)計(jì)企業(yè)整體碳排放，為碳中和提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)。企業(yè)用能總量數(shù)據(jù)和強(qiáng)度數(shù)據(jù)可上傳至監(jiān)管平臺，滿足碳排放監(jiān)管要求。

電動機(jī)保護(hù)器

ARD3M系列智能電動機(jī)保護(hù)器，采用新的單片機(jī)技術(shù)模塊化設(shè)計(jì)，具有抗干擾能力強(qiáng)工作穩(wěn)定可靠、數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等,支持基波和全波電力參數(shù)測量（U、I、P、Q、S、PF、F、EP、EQ），電壓及電流不平衡度，電壓、電流正序、負(fù)序、零序分量，三相電壓相角，剩余電流，電壓、電流 2-63 次分次諧波測量，分次諧波含有率及總諧波畸變率,安裝在水泵、空壓機(jī)、冷干機(jī)等低壓電動機(jī)控制柜或低壓饋電柜，進(jìn)行短路、過流、過載、起動超時(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)，支持順序事件記錄功能，方便現(xiàn)場維護(hù)人員查找、分析故障原因，支持4～20mA模擬量輸出，方便與PLC、軟啟、變頻器等配合，實(shí)現(xiàn)電動機(jī)自動或遠(yuǎn)程控制。可選配抗晃電功能，支持短時(shí)波動電壓或短時(shí)電壓中斷，滿足條件時(shí)再啟動電機(jī)，盡快恢復(fù)生產(chǎn)。

ARTM系列電氣接點(diǎn)在線測溫

ARTM系列電氣接點(diǎn)在線測溫裝置適用于高低壓開關(guān)柜內(nèi)電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開關(guān)、高壓電纜中間頭、干式變壓器、低壓大電流等設(shè)備的溫度監(jiān)測，防止在運(yùn)行過程中因氧化、松動、灰塵等因素造成接點(diǎn)接觸電阻過大而發(fā)熱成為安全隱患，提高設(shè)備安全保障，及時(shí)、持續(xù)、準(zhǔn)確反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，降低設(shè)備事故率。

變電所環(huán)境監(jiān)測：

煙感、水浸、紅外雙鑒、門禁等監(jiān)測

風(fēng)機(jī)、水泵、空調(diào)等控制

電能質(zhì)量治理

1、通過有源無功補(bǔ)償（SVG）緩解電壓波動和閃變；

2、通過儲能裝置緩解頻率；

3、通過有源濾波APF對負(fù)荷側(cè)設(shè)備進(jìn)行諧波治理，避免負(fù)荷側(cè)諧波與并網(wǎng)諧波之間產(chǎn)生疊加或某頻段的震蕩；

4、解決傳統(tǒng)無功補(bǔ)償柜在新能源應(yīng)用中的不足；

ASCP電氣防火限流式保護(hù)器

當(dāng)?shù)蛪号潆娀芈钒l(fā)生短路故障時(shí)，ASCP200電氣防火限流式保護(hù)器能以微秒級速度快速限制短路電流以實(shí)現(xiàn)滅弧保護(hù)，從而能顯著減少電氣火災(zāi)事故，有效克服傳統(tǒng)斷路器、空氣開關(guān)和監(jiān)控設(shè)備存在的短路電流大、切斷短路電流時(shí)間長、短路時(shí)產(chǎn)生的電弧火花大，以及使用壽命短等弊端，特別適合配套充電樁使用。

ANSNP中線安防保護(hù)器

大量非線性負(fù)載使用會導(dǎo)致中性線3N次諧波電流過大，三相不平衡等問題往往也會造成中性線電流過大，而中性線電流過大非常容易導(dǎo)致中性線緣層老化起火引發(fā)火災(zāi)，存在較大的安全隱患，我司采用*的電力電子技術(shù)、控制理論等研制出了新型的中線安防保護(hù)器ANSNP，可有效消除中性線電流過大的情況而造成的電氣火災(zāi)安全隱患。

AAFD電弧探測器

當(dāng)?shù)蛪号潆娀芈钒l(fā)生緣老化和隱性破損而產(chǎn)生微弱電弧電流時(shí)，設(shè)備會發(fā)出報(bào)警，可以接入平臺，通過系統(tǒng)或短信發(fā)出報(bào)警信號，適用單相0-40A的照明插座回路。

ARCM電氣火災(zāi)監(jiān)控

針對低壓用電環(huán)節(jié)各回路中的剩余電流、溫度和故障電弧等進(jìn)行實(shí)施監(jiān)測；

側(cè)重點(diǎn)為低壓用電環(huán)節(jié)的安全性，當(dāng)剩余電流越報(bào)警輸出，以提醒維護(hù)人員進(jìn)行安全檢查，防止因漏電引起的火災(zāi)發(fā)生；

AFPM消防設(shè)備電源監(jiān)控

針對消防設(shè)備的電源進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，通過檢測電壓、電流、開關(guān)狀態(tài)等有關(guān)參數(shù)，判斷消防設(shè)備的電源是否處于正常工作狀態(tài)的監(jiān)控系統(tǒng)；一旦火災(zāi)發(fā)生時(shí)，確保消防設(shè)備的正常運(yùn)行。

AFRD防火門監(jiān)控

防火門監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過防火門監(jiān)控模塊及其附件來檢測現(xiàn)場常開，常閉防火門的狀態(tài)；

當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，控制現(xiàn)場的常開防火門關(guān)閉，并通過門磁開關(guān)來反饋現(xiàn)場的防火門的關(guān)閉狀態(tài)，有效抑制火勢蔓延阻止煙氣擴(kuò)散，確保人員安全疏散及減少火災(zāi)損失。

應(yīng)急照明和疏散指示

當(dāng)火災(zāi)發(fā)生的時(shí)候，消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)根據(jù)火災(zāi)報(bào)警聯(lián)動信號及已經(jīng)配置好的疏散預(yù)案選擇一條逃生路，通過改變標(biāo)志燈的箭頭方向?yàn)樘由藛T提供更有效的疏散逃生路。

ASL智能照明控制

智能照明控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)照明燈具的遠(yuǎn)程集中控制、就近控制功能，并且可以和其他設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動控制，具有如下功能特點(diǎn)：節(jié)約能源，智能化控制，減少維護(hù)費(fèi)用，營造舒適的工作環(huán)境，延長燈具壽命