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？建设也正在逐步取得成果。在智慧城市建设中，智慧水务建设是不可或缺的一部分。智慧水务建设有利于提高水管理水平。本文从智慧水务建设的基本目的出发，介绍了智慧水务建设的现状和问题，以及对智慧水务未来发展的一些设想。

关键词：智慧水务；框架设计；能源管理;智能控制

0 简介

随着信息技术和社会水平的快速发展，自动化、智能化已成为各行业的共同需求。随着5G技术的落地，智慧城市建设越来越深入。智慧水务是智慧城市建设的重要组成部分。环境保护、如何开展智慧水务建设已成为重要课题。

1 智慧水务的概念与现状

1.1 智慧水务理念

智慧水务的核心是城市水务管理的自动化、智能化。这是一个新兴概念，业界尚未达成统一共识。智慧水务的目的是在水务业务办理和管理过程中，根据客户的实际需求，提供人性化、定制化的服务。管理方面，例如：远程输水调节、远程管道维护等；在客户端，例如：客户可以通过手机APP实时查看用水情况、在线缴费、在线办理业务。智慧水管理是一种自动化、智能化、人性化的水管理系统，可以实现精细化水管理，具有高效、及时的优点。是未来水利建设的重要方向之一。

1.2 智慧水务现状

智慧城市建设离不开智慧水务建设。如今，智能自动化管理技术飞速发展，水务建设也必须与时俱进。信息化建设将助力智慧城市建设。根据水务现状和信息技术的应用，智慧水务建设要有新理念、新方法。利用大数据、实时传感、移动互联网等技术，实现城市用水各环节的自动化、智能化控制和调配。 、提高服务水平，避免水资源浪费，实现合理配置。智慧水务是各国水务建设竞争的新方向。智慧水务建设需要计量传感器与管理系统、智能水质监测系统、智能水量管理系统、智能废水处理及回用系统等智能系统共同实施。水资源优化配置。以及废水资源的回收、处理和再利用。现阶段，智慧水务建设尚未完善，存在一系列问题。因此，在智慧水务建设和发展中，必须注重合理规划和配置，根据实际情况解决实际问题，提高水资源利用率，避免浪费。

2 智慧水务建设规划

智慧水务规划是智慧水务建设的指导思想，具体包括以下几个方面。

（一）智慧水务建设目标规划：任何项目的建设和实施都需要先设定目标，智慧水务建设也不例外。从功能上看，智慧水务的主体是自来水公司和城镇居民。智慧水务建设的关键是为相关用户提供水务信息发布和业务的便捷水务服务。因此，在规划智慧水务建设目标时，应以用户体验为首要目标，以服务内容设计为重点。

（2）智慧水务建设结构规划：根据智慧水务建设目标，智慧水务结构应包括用户层面、系统应用、数据中心和硬件建设等结构。

一、用户层面的建设：智慧水务服务应根据不同用户进行设计，主要包括三个用户群体：客户、自来水公司管理层和水监管部门。例如：客户建设的设计要更加注重支付、信息发布、反馈机制的设计；水企业管理建设应重点设计汇总、采集、实时报警和控制管理；监管部门的建设要注重信息整理、报告反馈和统计调查的设计。通过针对不同用户的不同设计，可以提高智慧水务的整体建设水平和运行效率。

二是应用系统建设。智慧水务建设涵盖内容广泛。在智慧水务建设过程中，必须根据具体业务进行有针对性的设计，例如：管网的建设和维护、水管网的运行监控等。而维护、新水建设的规划以及污水处理系统的建设等，在智慧水务建设中都需要专门的设计和施工。实现整个水务系统的自动化智能化，提高整个水务系统的运行和服务效率。

三是数据中心建设：智慧水务的建设和运营以大数据为基础，高效的数据中心是智慧水务运营效率的保障。智慧水务数据中心的建设包括：基础数据、空间数据、管理数据和监测数据等。通过数据的采集和组织，可以优化智慧水务服务的执行水平。智慧水务的数据化和完善程度越高，对智慧水务建设的借鉴和指导作用就越强。

四、硬件建设：智慧水务建设需要软件的支撑，同时也离不开硬件的保障。硬件是智慧水务建设的装备基础。在智慧水务的硬件建设中，要注重安全性和稳定性，同时要注重硬件的维护和升级。先进的智慧水务系统的建设离不开先进的硬件支撑。智慧水务建设是一个有机的系统，任何一个方面的落后都会导致整个智慧水务建设的落后。因此，建设智慧水务系统时，必须注意同步发展，不能出现短板。

3 智慧水务建设的系统建设组件

3.1 能源管理系统

我国是一个能源消耗较多、能源相对短缺的国家。因此，智慧水务建设中必须特别重视能源管理系统的建设。尽量节约能源，减少不必要的浪费。智能水能管理系统可以由泵站改造而来。基于水峰谷大数据分析，通过智能调节对泵站进行动态管理，节省泵站能耗。通过能源管理系统实时监控，采集、整合和分析能源数据，改造水系统配水设施，提高泵站效率，综合管理电、热等能源，优化供水过程和波动，降低水系统的总体成本。能源消耗。

3.2 水资源管理体系

城市供水多采用流域供水。智慧水务构建的水资源管理系统可以实时监测流域状况，包括水质、水量等数据。通过监测数据的收集和整合，可以建立水资源管理模型。基于该模型，可以分析水资源的变化。预期回应。水资源管理体系对于水资源的合理配置和利用具有重要意义。

3.3 生态管理体系

生态建设是现代社会的重要标志。生态管理系统包括废水处理、回用和排放。废水处理是生态管理系统中的一个环节。通过废水处理，可以回收利用水资源，避免对天然水资源和生态环境的污染。生态管理体系通过建设污水处理厂和中水回用厂，达到水污染治理和水资源再利用的目的，在保护环境的同时减少水的消耗。智慧水务生态管理系统实现了废水处理设备的自动化智能化，对废水分析和数据采集进行实时控制和监管，对生态环境具有重要意义。

3.4 节水管理体系

智慧水务系统的建设需要完善的节水管理体系，这对减少水资源消耗具有重大作用。通过大数据的应用，水表传感器等设备通过移动互联网连接到智慧水务系统。通过实时监测、分析整理、异常报警，实现智慧节水，搭建用水户与水管理公司之间的桥梁，提供实时信息服务。

4英亩电气推出智慧城市水务建设能效管理解决方案----AcrelEMS-SW智慧水务能效管理平台

4.1 平台概述

Acrel Electric拥有从终端传感、边缘计算到能效管理平台的产品生态系统。 AcrelEMS-SW智慧水能效管理平台连接污水厂源、管网、负荷、存储、收费等关键点。节点配备保护、监测、分析、处理装置，监测污水厂能耗总量和能耗强度，重点监控主要耗能设备的能效，保障污水厂安全可靠运行污水厂，提高污水厂的能源效率，为污水处理的能源效率做出贡献。管理提供科学、完善的解决方案。

4.2 平台构成

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，涵盖水务中压变配电系统、用电安全、应急供电、能源管理、照明控制、设备运维等，贯穿整个水能流程，帮助运维管理人员通过一套平台和一个APP实时了解配水系统的运行状态，并可应用于水利物流部门的管理需要基于权限。

4.3 平台拓扑图

4.4 平台子系统

4.4.1 变电站综合自动化系统及电力监控

对配水系统35kV、10kV电压等级配置继电保护和弧闪保护，实现遥测、遥信、遥控、遥调等功能，并对异常情况及时报警。

监控变压器、水泵、风机的电流、电压、有功/无功功率、功率因数、负载率、温度、三相平衡、异常报警等数据。

4.4.2 电能质量监测与管理

水务中大量的大功率电机以及水泵变频启动，导致配水系统产生大量谐波。通过监测配电系统的谐波畸变、电压波动、闪变及容差指标，分析其电能质量，并配置相应的电能质量管理措施，改善供电电能质量。

4.4.3 电机管理

电机监控实现水务中电机的保护、遥测、遥信、遥控等功能。电机保护器可对过载、短路、缺相、漏电等异常情况进行保护、监测和报警。高效、准确地反映故障状态、故障时间、故障部位及相关信息，对电机进行健康诊断和预防性维护。同时支持与PLC、软启动、变频器等配合，实现对电机的自动或远程控制，对各工艺设备进行监测和控制，保证正常生产。

4.4.4 能耗管理

建立水务计量系统，显示水务能量流动和能量损失。利用能流图帮助水务分析能源消耗方向，识别能源消耗异常区域。

将所有与能源相关的参数集中到一张仪表板上，多维度进行对比分析，实现各流程环节的能耗对比，帮助领导者掌控企业能源消耗、能源成本、标准煤排放等。整个工厂。案件。

水务污水厂、水厂、水泵站等的电、水、气、冷、热等能耗数据统计，同比对比分析，能耗总量及能耗强度计算，标准煤计算和CO2排放统计趋势。

按照三级计量结构单独进行能​​效分析，满足能源管理体系的要求。可以分析各车间/职能部门的能效水平、同比、环比、对标等。通过污水处理产量和系统采集的能耗数据，得出污水单耗趋势污水单位消耗量生成图表，并进行同比和环比分析。同时，污水单耗对行业/国家/指标进行对标，使企业可以根据产品单耗调整生产工艺，降低能耗。

4.4.5 智能灯光控制

系统为污水厂、水厂、水泵站等提供照明控制管理解决方案，支持单点控制、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.模块可根据经纬度定制自动识别日出日落时间，实现自动控制功能，充分利用自然采光，实现室内及工厂照明的智能控制，达到安全、节能、舒适、高效。

4.6 电气安全

(1)电气火灾监控

监测配电系统回路的泄漏电流和电缆温度，实现污水厂、水厂、水泵站的电气安全预警。

（2）火灾应急照明及疏散指示

快速启动疏散预案，按照预先设定的应急预案引导人员疏散。系统连接消防应急照明指示系统数据，通过平面图显示疏散指示灯的工作状态和异常情况。

(3)消防设备电源监控

监测消防设备工作电源是否正常，确保发生火灾时消防设备能够正常使用。

(4)防火门监控系统

防火门监控系统集中控制各终端设备，即防火门监控模块、电动闭门器、电磁脱扣器的工作状态，实时监控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。系统使用第二条消防总线将具有通信功能的监控模块相互连接。当终端设备出现短路、断路等故障时，防火门监控器可以发出报警信号，指示报警位置并保存报警信息。 ，保证用电安全的可靠性。

4.4.7 环境监测

污水厂、水厂、抽水站等场所UPS电池房的温湿度、烟雾、积水浸入、视频、可燃气体浓度显示及预警，保障污水厂安全运行、水厂、水泵站等，当可燃气体或有害气体浓度超标时，可自动启动排风机或新风系统，消除隐患，保持良好的水处理环境。

4.4.8 分布式光伏监控

实时监控低压并网柜各路电流、电压、功率等电气参数及断路器开关状态，逆变器运行监控，输入直流监控逆变器直流侧各光伏组串的电压、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、当前发电量、累计发电量，以及各组串的历史数据将以上监测参数绘制成曲线。

平台根据厂区实际分布，通过3D或2.5D平面图展示屋顶和车棚分布式光伏组件的分布情况，显示汇流箱和并网点的位置，以及每个屋顶的装机容量。

4.4.9 流程 模拟 监控

平台实时监控粗筛、污水提升、细筛、曝气沉砂、改良生化处理、二沉、氯接触消毒、污泥浓缩及压滤、生物除臭等工艺设备的运行状态通过 2D 和 3D 方法。 。在格栅除渣机、污水提升泵、回流泵、曝气风机、加药泵、浓缩压滤机、吸砂泵、吸泥泵等低压电机控制柜或低压给料柜安装电机保护，防止短路。 、过流、过载、启动超时、缺相、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、PLC 、软启动、变频器等，实现电机的自动或远程控制，监视和控制各种工艺设备，保证正常生产。

4.5 相关平台部署硬件选型列表

4.5.1电力监控、电能质量、电机管理及配电室环境监控系统

4.5.2 智能照明系统

4.5.3 电气火灾监控系统

4.5.4 消防设备电源监控系统

4.5.5 防火门监控系统

4.5.6 消防应急照明及疏散指示系统

5 总结

智慧水务建设是智慧城市建设的一部分。对于节约水资源、优化水资源配置、提高水资源利用率、保障水资源质量安全具有重要意义。通过水资源综合治理，对城市流域、生态系统、废水循环利用进行综合管控，是居民生活稳定的重要保障。智慧水务建设具有巨大的社会和经济价值。

参考文献

[1] 卢伟.基于智慧城市的智慧水务现状及对策分析[J].中国电气基础产品设备有限公司公司，北京 100040

[2] 孙国庆.智慧水务关键技术研究与应用[J].水利信息化，2018（01）：46-49。

[3]安科瑞企业微电网设计与应用手册。版本2022.05

审稿编辑黄宇

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