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摘要:本文以目前現(xiàn)有智能配電系統(tǒng)應(yīng)用在日常生活相關(guān)部門進行說明分析,解析智能配電系統(tǒng)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及應(yīng)用場景效率。研究在項目的整體環(huán)節(jié)中怎樣對智能配電系統(tǒng)進行規(guī)劃設(shè)計實施,可以使此系統(tǒng)在項目交付完成后的運營、維護,后臺技術(shù)管理,資源的有效利用,電力電壓電流的品質(zhì)因數(shù)以及整體資金問題上得到令用戶和管理人員共同的認可。
關(guān)鍵詞:市政污水處理廠;智能配電系統(tǒng);物聯(lián)網(wǎng);組網(wǎng)架構(gòu)
0引言
二十一世紀中數(shù)次的迎來網(wǎng)絡(luò)變革,從FTTP的2G時代到3G又到入4G時代,目前在二十世紀的二十年代經(jīng)過人們的不斷努力與創(chuàng)新,走入了5G的萬物互聯(lián)時代,物聯(lián)網(wǎng)的普及也加速著市場的更新,終端設(shè)備以及系統(tǒng)越發(fā)的向著智能化,本文的智能配電系統(tǒng)就是其中重要的系統(tǒng)之一。智能配電系統(tǒng)產(chǎn)生的效果應(yīng)是電力配置組網(wǎng)全覆蓋面積監(jiān)控,對于風險的管控與上報實現(xiàn)點位正確,數(shù)據(jù)簡潔準確,后端技術(shù)支撐管理便捷等;為節(jié)能提供直觀數(shù)據(jù)與策略,智能配電系統(tǒng)逐漸成為管理方便,利于節(jié)能的智能化數(shù)字系統(tǒng)。同時智能配電系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展在配電工程項目上減少了交付后期的投入精力與資金,實現(xiàn)對整體系統(tǒng)的全覆蓋管控。
1智能配電系統(tǒng)配置在市政污水處理廠的優(yōu)勢
隨著時代的更迭,現(xiàn)在的人們對于生存環(huán)境的親和度也越發(fā)的重視,我國在黨的領(lǐng)導(dǎo)下,迎合百姓需求,污水處理廠越來越多建造在了地下,這就要求我們的智能配電系統(tǒng)對于照明配電由智能化的要求,對于建造在地下的污水處理廠智能配電系統(tǒng)應(yīng)用紅外線技術(shù),聲控技術(shù)設(shè)置赫茲閾值的方式實現(xiàn)智能照明配電,在不同的場景應(yīng)用不同的照明方式,以自動控制為主,手動控制為輔的方式控制照明方式與照明類型。例如,明場景與智能照明配電,在無人環(huán)境中,地下污水處理廠僅提供出入通道,安全出口等標示性牌子的照明以及安全照明,以此達到能源節(jié)約?;蛘咴谥悄芘潆娤到y(tǒng)監(jiān)控到污水處理廠存在故障需要后端技術(shù)支撐人員進行搶修時智能配電系統(tǒng)也可以人為地控制照明燈常亮,積極配合技術(shù)人員進行施工。
2智能配電系統(tǒng)的整體架構(gòu)
2.1數(shù)據(jù)感知層的建設(shè)
大數(shù)據(jù)的支撐是實現(xiàn)智能化配電系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ),沒有數(shù)據(jù)的管理與支撐便無法實現(xiàn)智能供配電,數(shù)據(jù)感知層即采集配電房以及配電系統(tǒng)正常運行狀態(tài)的設(shè)備情況,按照一定頻率對定點部分利用設(shè)備進行實時的數(shù)據(jù)監(jiān)測,將采集的數(shù)據(jù)信息及時進行整理并建立相關(guān)模型,在智能化配電系統(tǒng)運行的過程中實時監(jiān)測,及時發(fā)現(xiàn)配電系統(tǒng)中存在的問題并及時進行問題的解決,為智能化配電系統(tǒng)的正常運行提供保障。
2.2建設(shè)線上數(shù)據(jù)庫平臺
采用物聯(lián)網(wǎng)、傳感以及云計算等隨時代發(fā)展而衍生的技術(shù),打造線上配電監(jiān)測平臺,將智能化配電系統(tǒng)進行實時相連。此外,根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的重要程度,可以利用不同的網(wǎng)絡(luò)等級進行對數(shù)據(jù)的管理。在建設(shè)線上平臺的過程在傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的支撐下可以應(yīng)用藍牙、太網(wǎng)等設(shè)施構(gòu)建無線網(wǎng)絡(luò),便于相關(guān)工作人員實施監(jiān)管。在此過程中,數(shù)據(jù)庫是整個智能化配電系統(tǒng)的重要支撐,是對其正常運行的統(tǒng)一標準。因此,一定要保證數(shù)據(jù)信息的準確性。
2.3對應(yīng)用層的建設(shè)
利用物聯(lián)網(wǎng)采集的數(shù)據(jù),通過大數(shù)據(jù)分析整體配電系統(tǒng)的運行狀態(tài),實現(xiàn)配電網(wǎng)的全覆蓋,將各環(huán)節(jié)間的數(shù)據(jù)信息建立聯(lián)系,
3智能配電系統(tǒng)的應(yīng)用案例
3.1用于中、低硬件的配置
智能配電系統(tǒng)在此方面于前者主要應(yīng)用中斷路器為其提供保護作用。于后者則是多應(yīng)用于開關(guān),為實現(xiàn)對電表的實時監(jiān)測,保證電路運行的安全。
3.2廣泛應(yīng)用于通信設(shè)備
通信設(shè)備的運行需要很多連鎖環(huán)節(jié)為支撐,因此,智能配電系統(tǒng)的應(yīng)用對通信設(shè)備的正常運行具有重要作用,通過此些元器件完成智能化的信息采集,繼而可以安全地利用低壓配電系統(tǒng)進行將通信設(shè)備運行的各部分環(huán)節(jié)進行智能化的連接,
3.3用于電路的監(jiān)測系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計
3.3.1低壓智能化配電系統(tǒng)的設(shè)計
一般污水處理廠的電力來源為當?shù)?*提供的電壓為10千伏的高壓室為支撐,在連接線路時選擇單母分段式,配置開關(guān)使兩段結(jié)構(gòu)并列運行。開關(guān)的實際應(yīng)該滿足智能化電路的實際需求,通過對電路發(fā)生短路或斷路的及時反應(yīng)對電路進行保護,防止因意外情況給整體運行設(shè)備造成無法挽回的損失。此外,除主電路,其它電路亦是如此,要根據(jù)系統(tǒng)的短路容量滿足低壓配電系統(tǒng)的實質(zhì)性需求。污水處理廠內(nèi)含有大量的感性器件,按照電力部門的實際需求,用戶端功率臨界值為0.92,因此,在理論數(shù)據(jù)的支撐下,為避免影響供電系統(tǒng)的供電質(zhì)量,污水處理廠可以選擇將無功補償電容器應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng),防止因達不到目標功率而損耗的資金較大,也防止因供應(yīng)過高而造成電路的損壞。對于污水處理廠內(nèi)的二級供電配電系統(tǒng)也應(yīng)提供冗余電源,保證二級配電系統(tǒng)的安全可靠性。低壓配電系統(tǒng)采用TN-S接地的形式,同時注意接地的電阻應(yīng)控制在1Ω內(nèi)。
3.3.2智能化監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)置
在配電系統(tǒng)的正常運行中,應(yīng)該將智能化監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用于電路的配置,通過智能化的形式采集斷路器中的電壓、電流等需要監(jiān)測的數(shù)據(jù),根據(jù)實測數(shù)據(jù)分析觸頭的磨損程度,及時更新磨損部分,避免因監(jiān)管不及時而給配電系統(tǒng)的正常運行造成阻礙。此外,智能化監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)該配置通信開關(guān),分別將其配置于低壓配置系統(tǒng)中,采用DC 24V 的供電方式,由各站的UPS進行集中供電。
4創(chuàng)新線上渠道
平臺可以打造線上的配電系統(tǒng)與監(jiān)測系統(tǒng),為用戶的使用PC端與APP的雙支撐,實現(xiàn)線上與線下智能化地整合。相關(guān)工作人員可以及時通過電腦與手機對智能配電系統(tǒng)進行實時監(jiān)管,隨時掌握配電系統(tǒng)的實際運行情況,幫助污水處理廠實現(xiàn)少人或無人的運行管理模式,幫助污水處理廠節(jié)約開銷。此外,在配電室的內(nèi)部要設(shè)置以RS 485總線、ULP線以太網(wǎng)線連接,通過信號傳輸至遠程線上控制平臺。同時根據(jù)配電系統(tǒng)在正常運行中可能發(fā)生的故障進行報警裝置的設(shè)置,可以在發(fā)生故障時幫助維修人員對故障位置進行定位,將維修與管理工作落實。同時根據(jù)監(jiān)測裝置創(chuàng)建資料庫,幫助用戶自動獲取數(shù)據(jù)信息,確保智能配電系統(tǒng)的正常運行。同時利用監(jiān)測設(shè)備做好設(shè)備管理,及時對老化設(shè)備進行檢修與更換,避免在電路的運行中出現(xiàn)停電的風險。*后,設(shè)置開放式的分布式控制系統(tǒng),對污水處理廠中的控制室進行全面進啊空。同時在污水處理廠各變電所間采用光纖通信的形式,增強監(jiān)管的實時性。
5 AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺
5.1平臺概述
安科瑞電氣具備從終端感知、邊緣計算到能效管理平臺的產(chǎn)品生態(tài)體系,AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理平臺通過在污水廠源、網(wǎng)、荷、儲、充的各個關(guān)鍵節(jié)點安裝保護、監(jiān)測、分析、治理裝置,用于監(jiān)測污水廠能耗總量和能耗強度,重點監(jiān)測主要用能設(shè)備能效,保護污水廠運行安全可靠,提高污水廠能效,為污水處理的能效管理提供科學、精細的解決方案。
5.2平臺組成
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)備運維等,貫穿水務(wù)能源流的始終,幫助運維管理人員通過一套平臺、一個APP實時了解水務(wù)配電系統(tǒng)運行狀況,并且根據(jù)權(quán)限可以適用于水務(wù)后勤部門管理需要。
5.3平臺拓撲圖
5.4平臺子系統(tǒng)
5.4.1變電站綜合自動化系統(tǒng)及電力監(jiān)控
對水務(wù)配電系統(tǒng)中35kV、10kV電壓等級配置繼電保護和弧光保護,實現(xiàn)遙測、遙信、遙控、遙調(diào)等功能,對異常情況及時預(yù)警。
監(jiān)測變壓器、水泵、鼓風機的電流、電壓、有功/無功功率、功率因數(shù)、負荷率、溫度、三相平衡、異常報警等數(shù)據(jù)。
5.4.2電能質(zhì)量監(jiān)測與治理
水務(wù)中大量的大功率電機、水泵變頻啟動導(dǎo)致配電系統(tǒng)中存在大量諧波,通過監(jiān)測其配電系統(tǒng)的諧波畸變、電壓波動、閃變和容忍度指標分析其電能質(zhì)量,并配置對應(yīng)的電能質(zhì)量治理措施提高供電電能質(zhì)量。
5.4.3電動機管理
馬達監(jiān)控實現(xiàn)水務(wù)中電機的保護、遙測、遙信、遙控功能,電動機保護器能對過載、短路、缺相、漏電等異常情況進行保護、監(jiān)測和報警。高效、準確地反映出故障狀態(tài)、故障時間、故障地點、及相關(guān)信息,對電機進行健康診斷和預(yù)防性維護。同時支持與PLC、軟啟、變頻器等配合,實現(xiàn)電動機自動或遠程控制,監(jiān)視、控制各個工藝設(shè)備,保障正常生產(chǎn)。
5.4.4能耗管理
為水務(wù)搭建計量體系,顯示水務(wù)的能源流向和能源損耗,通過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)集中在一個看板中,從多個維度對比分析,實現(xiàn)各個工藝環(huán)節(jié)的能耗對比,幫助領(lǐng)導(dǎo)掌控整個工廠的能源消耗,能源成本,標煤排放等的情況。
能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計采集水務(wù)中污水廠、自來水廠、水泵站等的用電、用水、燃氣、冷熱量消耗量,同環(huán)比對比分析,能耗總量和能耗強度計算,標煤計算和CO2排放統(tǒng)計趨勢。
能效分析按三級計量架構(gòu),分別進行能效分析,契合能源管理體系要求,可對各車間/職能部門的能效水平進行分析,同比、環(huán)比、對標等。通過污水處理產(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圖,并進行同比和環(huán)比分析,同時將污水的單耗與行業(yè)/國家指標對標,以便企業(yè)能夠根據(jù)產(chǎn)品單耗情況來調(diào)整生產(chǎn)工藝,從而降低能耗。
系統(tǒng)為污水廠、自來水廠、水泵站等提供了照明控制管理方案,支持單控、區(qū)域控制、自動控制、感應(yīng)控制、定時控制、場景控制、調(diào)光控制等多種控制方式,模塊可根據(jù)經(jīng)緯度自動識別日出日落時間實現(xiàn)自動控制功能,盡量利用自然光照,實現(xiàn)室內(nèi)、廠區(qū)照明的智能控制達到安全、節(jié)能、舒適、高效的目的。
5.4.6 環(huán)境監(jiān)測
污水廠、自來水廠、水泵站等場所溫濕度、煙霧、積水浸水、視頻、UPS電池間可燃氣體濃度展示和預(yù)警,保障污水廠、自來水廠、水泵站等安全運行。當可燃氣體或有害氣體濃度超標可自動啟動排風風機或新風系統(tǒng),排除隱患,保持良好的水處理環(huán)境。
7結(jié)束語
本篇文章對智能配電系統(tǒng)在市政污水處理廠的應(yīng)用結(jié)果進行解析,在得到大部分用戶肯定的同時實現(xiàn)不同應(yīng)用場景的智能應(yīng)用,減少了后端支撐人員的投入精力,減少了項目交付之后的運營維護成本,實現(xiàn)了從后端支撐人員被動承受故障到智能配電系統(tǒng)主動發(fā)送故障數(shù)據(jù)預(yù)警的轉(zhuǎn)變,智能配電系統(tǒng)的可謂是應(yīng)運而生,它符合新時代可持續(xù)發(fā)展的要求,綜合物聯(lián)網(wǎng),AI智能化管理等技術(shù)橫空出擊。運行的安全性、可靠性、優(yōu)良的供電品質(zhì),穩(wěn)定的供電頻率是電力行業(yè)與智能行業(yè)結(jié)合永遠的需求。