01行業背景-能耗現狀

我國已建成4000多座城市污水處理廠、20000多個鄉鎮污水處理站，大批農村污水處理設施建設也將陸續展開。據估算，2019-2021年水務行業碳排放量約占我國總排放量的0.87-1.16%，2022年預計水務系統碳排放總量約11488萬噸CO2—eq,是不可忽視的碳排放源。

行業背景-國家規劃

數字化升級

《“十四五"國家信息化規劃》提出，“完善城市信息模型平臺和運行管理服務平臺，探索建設數字孿生城市。實施智能化市政基礎設施建設和改造，有效提升城市運轉和經濟運行狀態的泛在感知和智能決策能力。推行城市‘一張圖’數字化管理模式。到2025年，數字中國建設取得決定性進展，信息化發展水平大幅躍升。以5G、物聯網、云計算、工業互聯網等為代表的數字基礎設施能力達到水平"  

行業背景-政策風向

減污降碳

生態環境部等七部門印發《減污降碳協同增效實施方案》推進水環境治理協同控制
推進污水處理廠節能降耗，優化工藝流程，提高處理效率  
污水處理廠推廣建設太陽能發電設施。
開展城鎮污水處理和資源化利用碳排放測算，優化污水處理設施能耗和碳排放管理 

行業背景-節能評估

低碳運行評估

《污水處理廠低碳運行評價技術規范》（CAEPI 49—2022）
《城鎮水務系統碳核算與減排路徑技術指南》
建立低碳運行評價指標體系，鼓勵低碳行為，進行碳排放強度核算、修正，計算評定分數
指導污水處理廠開展碳減排核算，開展工藝優化和技術改造，也為管理部門評估污水處理廠的低碳行為提供了重要的方法依據。

02客戶痛點及需求

水務行業傳統系統建設痛點

各類子系統資源浪費，各類系統服務器眾多，軟件使用方法各異，學習成本增加。

能源平臺缺乏頂層設計，獨立子系統兼容能力差，需要建設一套全面的具有前瞻性功能的系統平臺，滿足后續的遠期擴建規劃。

管理運營強度大，現場抄表費時費力，人工能耗統計分析困難，工作量巨大，安全保障弱。

智慧化服務不足，污水處理、水泵站用電大戶，對能耗雙控及碳達峰管理缺乏數據支撐，安全環保缺乏有效管理手段。

信息孤島難以打破，各業務信息系統并存，數據不能有效共享和互通，數據難以集中，不能有效利用。

管理對象多、運維工作難，水務行業設備、資產、訪客等管理對象多，難以管理和維護。

03解決方案

范圍更廣：
采集控制對象范圍更廣、規模更大，各類系統進行融合、統一；
統籌采集控制裝置的管理，優化配置策略，提升采集控制有效性。
環節更多：
源網荷儲充各環節需緊密銜接
隨機性更高：
電源側和負荷側均呈現強隨機性，對電力系統安全穩定運行提出更高要求。
多元化服務：
用能安全監控。用能流向查看、用能數據分析、節能方案控制、、智慧水務大平臺對接服務。

參考標準

1.《建筑設計防火規范》（GB50016-2018）

2.《供配電系統設計規范》（GB50052-2009）

3.《低壓配電設計規范》（GB50054-2011）

4.《建筑照明設計標準》（GB50034-2013）

5.《通用用電設備配電設計規范》（GB50055-2011）

6.《電力工程電纜設計標準》（GB50217-2018）

7.《建筑物防雷設計規范》（GB50057-2010）

8.《交流電氣裝置的接地設計規范》（GB/T50065-2011）

9.《儀表系統接地設計規定》HG/T20513-2014

10.《消防應急照明和疏散指示系統技術標準》（GB51309-2018）

11.《分散型控制系統工程設計規定》HG/T20573-2012

12.《火災自動報警系統設計規范》（GB50116-2013）

13.《20kV及以下變電所設計規范》（GB 50053-2013）

14.《工業自動化儀表工程施工及驗收規范》GB50093-2013

15.《控制室設計規定》HG/T20508-2014

16.《市政公用工程設計文件編制深度規定》

17.《室外排水設計規范》GB 50014-2016

18.《城鎮排水系統電氣與自動化工程技術標準》CJJT 120-2018

19. 《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB18918－2002

20.《污水處理廠低碳運行評價技術規范》（CAEPI 49—2022）

21.《泵站設計規范》 GB50265

22.《泵站計算機監控與信息系統技術導則》 SL583

23.《水利水電工程繼電保護設計規范》 SL455

24.《電動汽車充電站供電系統規范》 Q/GDW238-2009

組網結構
AcrelEMS-SW智慧水務能效管理平臺采用分層分布式結構，主要由感知層（終端采集設備）、網絡層（通訊管理終端）和平臺層（能源物聯網云平臺）三個部分組成。
● 感知層：連接于網絡中的各類傳感器，包括多功能儀表、繼電保護、電動機保護、電能質量治理裝置、火災探測器、充電樁、光伏逆變器、路燈控制器等。
● 網絡層：智能網關，采集感知層的數據，進行規約轉換及存儲之后將數據上傳至能源物聯網云平臺。
● 平臺層：包含應用服務器和數據服務器，可在PC端或移動端實現應用。

平臺結構

（一）能源供應—電力監控

智能網關

ANet系列邊緣計算網關
高性能平臺：高性能ARM 32位處理器；嵌入式Linux操作系統128M以上內存；最大可擴展32G外部存儲；
穩定可靠：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；
強處理能力：最大4萬個數據點位處理能力；多平臺數據上傳；
接口豐富：最大16個串口；以太網、Lora、Wifi、DI/DO/AI、4G；
擴展方便：自定義總線擴展協議；按需擴展串口、DI/DO/AI、4G、硬件加密、GPS；
協議豐富：設備側：ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、IEC103/104、OPC UA、BACNET等；平臺側：ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、DGJ08-2068-2012上海建筑能耗、DGJ32/TJ111-2010江蘇建筑能耗、揚州、常州、杭州、廣西河池等地省市能耗、寧夏電力需求側、安科瑞運維云、預付費云協議、華云104協議、SNMP、MQTT協議、OPC UA、IEC 61850、Q/GDW 376.1等；
邊緣計算：虛擬數據求和、數據二次計算（加減乘除）、邏輯控制（梯形圖繪制）斷點續傳、數據凍結、失電報警；多級報警設置、協議解析、規約轉換；
遠程管理：遠程配置、遠程監視、遠程升級；
應用豐富：綜合能源管理、電力需求側、泛在電力物聯網、新能源、自動化、物聯網

保護裝置

AM系列微機保護測控裝置
AM6系列微機綜合保護裝置具有數據處理、邏輯運算和信息存儲能力，可為35kV及以下電壓等級的進線、饋線、變壓器、高壓電動機、高壓電容器等對象提供過負荷、低電壓、過電壓、熱過載、非電量等保護功能。
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。方便的根據現場變化調整保護設定值，使平臺可遠程監視和控制配電回路運行狀態，提高配電和用電可靠性。

電能質量在線監測裝置
APView500電能質量在線監測裝置遵循最新的電能質量國家標準，實時監測電壓偏差、頻率偏差、三相電壓不平衡、電壓波動和閃變、諧波等電能質量，記錄各類電能質量事件，記錄事件發生前后的波形，輔助用戶分析電能質量發生的原因，為后續的電能質量治理方案提供數據基礎；

弧光保護裝置

在中壓母線，中壓柜運行過程中很可能由于的操作失誤、接頭松脫、動物侵入，以及長時間運行后PT絕緣老化、套管老化導致嚴重短路故障。對于中壓母線未像高壓母線那樣安裝母線差動保護，中壓母線短路故障依賴上級進線的后備保護切除，切除時間長，而根據測試結果數據，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母線弧光保護裝置通過檢測母線室弧光、進線電流判據（弧光判據+電流突變量判據）啟動；單判據動作時間≤7ms、雙判據時間≤20ms。ARB5母線弧光保護由弧光保護裝置、弧光探頭及塑料光纖和尾纖等構成。

（二）能源質量—電能質量監測與治理

無功補償、有源濾波保障用電質量，降低線損，提高設備用電效率

水務中重要水泵變頻啟動產生諧波干擾，是電力系統中影響電能質量的一大“公害"

三相不平衡導致旋轉電機附加發熱和振動，變壓器漏磁增加和局部過熱，電網線損增大及保護和自動裝置誤動

《功率因數調整電費辦法》規定以功率因數0.9為標準值調整電費

電能質量治理設備

通過無功補償（ANCOS）進行無功補償快速平穩提高功率因數；
通過有源濾波(ANSin)進行諧波治理，既可補諧波，又可兼補無功，可對 2-51 次諧波進行全補償或特定次諧波進行補償，線性補償，響應時間≤5ms，總諧波補償率：≥95%，避免諧波影響電網和其它工藝設備；

改善水務配電系統三相不平衡，減少中性線電流；

400V主接線圖電能質量治理設計上圖案例

（三）能源安全—電動機保護

運行監測，進行短路、過流、過載、起動超時、斷相、不平衡、低功率、接地/漏電、te保護、堵轉、逆序、溫度等保護以及外部故障連鎖停機

建立電動機健康診斷模型，并給出預防性維護建議。

生化處理電動機保護設計上圖案例

（四）能源安全—電氣消防

智慧消防系統，電氣火災、消防設備電源、防火門、應急照明疏散接入AcrelEMS-SW平臺，進行大數據分析，消防預警
環境監測，監測視頻、水浸、煙感狀態、有害氣體，產生報警、聯動

無線測溫，監測斷路器、母排、電纜接頭的溫度，及時預警

當線路發生短路時在150微秒內切斷回路，無危險火花產生，起到短路滅弧作用
隱患管理，APP、手機短信、郵件、釘釘、語音等多種方式提醒及隱患閉環處理
運維巡檢管理，平臺制定巡檢計劃，移動端執行簽到、巡檢、消缺，負責人審核閉環

（五）能源管理—能耗分析

實現精細化能源計量，提供數據診斷，為節能改造提供數據支持

能耗監測，監測支路的電、水、氣、冷、熱等分類能源消耗，能耗超標時觸發報警
能耗分析，對各分類用能進行趨勢分析和同環比分析
復費率統計，對支路的尖、峰、平、谷用電量進行統計分析
能源流向圖，展示廠區內各分類能源的流向
數據報表，數據集抄報表、支路費用報表、容需量報表等
工藝用能，對污水、自來水、水泵站的各工藝段進行能效分析
碳排放管理，對區域電耗的碳排放進行趨勢分析和同環比分析
能源費用分析，對分類能源費用進行統計，并進行趨勢分析和同環比分析，包括復費率、容量費和需量費和其他能源費用

網絡電力儀表

完善企業的計量體系搭建，建立三級計量體系，追溯用能趨勢和流向。
提供多種類型的電能計量儀表，支持嵌入式、導軌式安裝，RS485、Lora、4G等數據上傳模式，可實現免布線、免停電施工。
電能計量表計安裝在主要配電節點、重點用能設備等處，系統實時采集用電數據，對用電數據進行逐時、逐日、逐月分析，并結合國家、行業標準，統計企業整體碳排放，為碳中和提供基礎數據服務。

（六）能源管理—智能照明

運行監測，實時監控辦公區域、廠區路燈、污水廠地下箱體燈光狀態

遠程集中控制，平臺端執行燈光開關、亮度調節、場景切換、運行時間設置等操作。

系統聯動，通過干接點連接消防系統做聯動。

智能照明設計上圖案例

（八）能源管理—充電樁
充電樁監控，監控汽車充電樁和電瓶車充電樁的實時狀態

功率控制，根據充電站的功率負載對充電樁的充電功率進行控制

遠程控制，平臺端執行參數設置、下發電價、復位等操作

安全監控，實時監控充電過程，及時定位故障，切除火災隱患

隱患管理，APP、手機短信、郵件、釘釘、語音等多種方式提醒及隱患閉環處理

能耗統計，統計充電樁的用電情況

用戶充電，充電用戶使用微信/支付寶小程序、IC卡啟動充電，享受優惠活動

限流式保護器ASCP200

當低壓配電回路發生短路故障時，ASCP200電氣防火限流式保護器能在150微秒內快速限制短路電流以實現滅弧保護，從而能顯著減少電氣火災事故。

04平臺功能

平臺功能——可定制的駕駛艙

可定制化的駕駛艙：可根據客戶的行業特性，行業需求，繪制客戶所需的駕駛艙頁面。

比如可以光伏、充電樁、水泵、空調、照明等設備管理、能耗統計、收益統計、運維情況定制在一張界面上。其中地圖可以選配成BIM建筑模型，任何傳感器報警時可以在BIM模型中預警顯示。

平臺功能——電力監控

實時監測各配電柜的電壓、電流等電力參數，實現遙測、遙信、遙控。實時監測各配電室溫濕度、煙感、水浸有害氣體等環境參數，有害氣體超標聯動排風系統。 實時監視變壓器的運行狀態及用能參數，測算損耗，找出最佳經濟運行區間，降低損耗，節約電量。

平臺功能—電能質量監測與治理

監測進線回路電能質量，包括電壓暫降、暫態、穩態數據波形記錄，并提供電能質量分析報告與治理建議。

有源濾波裝置和無功補償裝置對0.4kV側電能質量進行補償和治理，并監測有源濾波裝置和無功補償裝置運行情況，確保電能質量符合生產要求。

平臺功能——智慧消防

通過本地的消防系統數據上送到平臺監視電氣火災探測器、防火門、消防設備電源、應急照明，保障消防安全。

在消防水池、消防水箱等地方安裝消防水位表，檢測消防水位的變化；消防水管、噴淋等地方安裝消防水壓表，檢測消防管道的壓力。

平臺功能——能耗分析

提供設備能效分析結果及節能建議，幫助管理人員全面了解企業的能效水平，為企業節能降耗提供數據支持。
搭建計量體系、能源邊界，分為預處理、一級處理、二級處理、除臭、曝氣、加藥等
測算變壓器損耗和運行效率
測算水泵運行效率
測算能耗排名
測算單位能耗
得出能效分析結論，提供節能建議及能效優化實施方案

05方案特色

（一）工業組態

（二）可視化駕駛艙

（三）3D模型

通過虛擬仿真實現多維度可視化，為客戶提供數字化服務，助力水務能源經濟雙向管理，提升能源管理水平。

（四）方案優勢

06典型案例

一、楊樹浦泵站項目

楊浦閘泵位于上海市楊浦區境內楊浦港水閘外側，靠近黃浦江的河口處。它是楊樹浦港~虬江水系整治工程的重要組成部分，負擔著抵御黃浦江高潮位的侵襲肯外排內河澇水，引黃浦江水沖污的任務。安科瑞為其提供電力監控+環境監控+自動控制一體化的解決方案，實時監控配電室的10\0.4kV 的用電情況，并對四臺水泵進行監控管理，保證了泵站的安全穩定運行。

二、杏林灣排澇泵站

杏林灣排澇泵站工程位于集美區集杏海堤水閘東側庫內區域，泵站建設7臺豎井貫流泵，總排澇流量達到280立方米/秒，這意味著只要7.5秒就能把一個2100立方米容量的標準泳池排干，這樣的泵站總規模在國內，在福建為最大。安科瑞為其提供電力監控解決方案，實現10kV\0.4kV的遠程控制，保障水泵的穩定可靠，解決了杏林灣水庫周邊區域排澇問題。

三、蘇州高新區污水處理廠

蘇州高新區污水處理廠為蘇州市區第一座地下城市污水處理廠，解決了傳統地上水廠的臭氣等環境問題，實現了異味控制最佳效果，還節約了近一半的用地，釋放了周邊地塊的開發限制。安科瑞為其提供能源管理+智能照明解決方案，分析各個工藝環節的用能情況，為后續節能降耗提供數據依據，對于地下箱體照明回路多，智能照明降低施工布線成本高,同時燈光進行自動、場景、定時控制，高效運維。

其他案例