一. 背景

1.1  雙碳背景

2020年9月22號，在聯(lián)合國大會上宣布：中國二氧化碳排放2030年前達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和。我國從達峰到碳中和過渡期只有30年時間，而發(fā)達國家普遍需要60~70年。

1.2 水務(wù)行業(yè)背景

• 高能耗：我國已建成4000多座城市污水處理廠、20000多個鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理站，大批農(nóng)村污水處理設(shè)施建設(shè)也將陸續(xù)展開。據(jù)估算，2019-2021年水務(wù)行業(yè)碳排放量約占我國總排放量的0.87-1.16%，2022年預(yù)計水務(wù)系統(tǒng)碳排放總量約11488萬噸CO2—eq,是不可忽視的碳排放源。

• 減污降碳及運行評估：生態(tài)環(huán)境部等七部門印發(fā)《減污降碳協(xié)同增效實施方案》推進水環(huán)境治理協(xié)同控制，推進污水處理廠節(jié)能降耗，優(yōu)化工藝流程，提高處理效率污水處理廠推廣建設(shè)太陽能發(fā)電設(shè)施。開展城鎮(zhèn)污水處理和資源化利用碳排放測算，優(yōu)化污水處理設(shè)施能耗和碳排放管理《污水處理廠低碳運行評價技術(shù)規(guī)范》（CAEPI 49—2022）《城鎮(zhèn)水務(wù)系統(tǒng)碳核算與減排路徑技術(shù)指南》建立低碳運行評價指標(biāo)體系，鼓勵低碳行為，進行碳排放強度核算、修正，計算評定分?jǐn)?shù)指導(dǎo)污水處理廠開展碳減排核算，開展工藝優(yōu)化和技術(shù)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(jù)。

• 數(shù)字化升級：《“十四五”國家信息化規(guī)劃》提出，“完善城市信息模型平臺和運行管理服務(wù)平臺，探索建設(shè)數(shù)字孿生城市。實施智能化市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和改造，有效提升城市運轉(zhuǎn)和經(jīng)濟運行狀態(tài)的泛在感知和智能決策能力。推行城市‘一張圖’數(shù)字化管理模式。到2025年，數(shù)字中國建設(shè)取得決定性進展，信息化發(fā)展水平大幅躍升。以5G、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等為代表的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施能力達到水平”

1.3 水務(wù)行業(yè)的“痛點“

• 各類子系統(tǒng)資源浪費： 各類系統(tǒng)服務(wù)器眾多，軟件使用方法各異，學(xué)習(xí)成本增加。

• 管理對象多、運維工作難： 水務(wù)行業(yè)設(shè)備、資產(chǎn)、訪客等管理對象多，難以管理和維護。

• 能源平臺缺乏頂層設(shè)計： 獨立子系統(tǒng)兼容能力差，需要建設(shè)一套全面的具有前瞻性功能的系統(tǒng)平臺，滿足后續(xù)的遠(yuǎn)期擴建規(guī)劃。

• 智慧化服務(wù)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(shù)據(jù)支撐，安全環(huán)保缺乏有效管理手段。

• 信息孤島難以打破： 各業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)并存，數(shù)據(jù)不能有效共享和互通，數(shù)據(jù)難以集中，不能有效利用。

• 管理運營強度大： 現(xiàn)場抄表費時費力，人工能耗統(tǒng)計分析困難，工作量巨大，安全保障弱。

1.4 新能源趨勢

全國10kV供電電壓等級、具有一定用電規(guī)模的工商企業(yè)有幾百萬家，在這個大的趨勢背景下，這些企業(yè)內(nèi)部的供、配、用電結(jié)構(gòu)也會慢慢受到影響：

a. 隨著電動汽車（EV）的不斷普及，電動汽車的大量充電需求需要在廠區(qū)內(nèi)滿足，需要在廠區(qū)內(nèi)建設(shè)并安裝充電樁，從而間歇性用電負(fù)荷會大量增加；

b. 政策要求（整縣市屋頂光伏試點）、自身需求（投資回報率、豐富電能來源），企業(yè)大概率會建設(shè)有分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)或者小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)；

c. 光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電具有波動性、間歇性的特點，企業(yè)需要配置一定規(guī)模的儲能系統(tǒng)作為電能的“蓄水池”，平抑電能供給波動；還可以作為應(yīng)急的后備電源；也可以通過峰谷價差套利；另外在大電網(wǎng)供電緊張時需求響應(yīng)，反向“賣電”給電網(wǎng)公司；電動汽車普及帶來的大量充電需求，可通過配置儲能系統(tǒng)降低擴容需求，降低電力資產(chǎn)投資，柔性擴容。

d.  因此，未來企業(yè)內(nèi)部的電網(wǎng)將由源（市政電網(wǎng)、分布式電源）、荷（充電樁之類的可控負(fù)荷）、儲能、控制中心（EMS）組成一個小型發(fā)、配、用“微電網(wǎng)”系統(tǒng)，我們稱之為“企業(yè)微電網(wǎng)”，實現(xiàn)雙碳目標(biāo)，用戶側(cè)的企業(yè)微電網(wǎng)是必然需求。

二. 企業(yè)用戶的需求

雙碳及廠區(qū)供配電現(xiàn)狀的背景下企業(yè)微電網(wǎng)成為必然要求，但是企業(yè)的現(xiàn)狀難以應(yīng)對內(nèi)部供配用電結(jié)構(gòu)的改變，企業(yè)需要一套完整全面的一體化管理平臺，實現(xiàn)企業(yè)微電網(wǎng)的協(xié)調(diào)有序運行，同時要保證企業(yè)用電的可靠、安全、節(jié)約、高效、低碳，要通過更智能化的手段降低對運行維護人員的專業(yè)性要求，減輕運維成本。

三. 安科瑞解決方案

3.1 系統(tǒng)平臺特點：

整個企業(yè)微電網(wǎng)系統(tǒng)由能量流和信息流兩部分組成，企業(yè)內(nèi)部電網(wǎng)一端連接市政大電網(wǎng)，同時將企業(yè)內(nèi)的源（分布式光伏等）、內(nèi)部配電網(wǎng)、負(fù)荷、儲能、充電樁連接在一起，內(nèi)部通訊網(wǎng)絡(luò)一方面接受電網(wǎng)調(diào)度指令，也集中監(jiān)視各子系統(tǒng)的運行狀態(tài)、匯總采集各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、信息互通、高效互動。平臺根據(jù)最新的電網(wǎng)價格、用電負(fù)荷、電網(wǎng)調(diào)度指令等情況，調(diào)整各系統(tǒng)控制策略并遠(yuǎn)程下發(fā)，使企業(yè)微電網(wǎng)始終高效穩(wěn)定運行。

范圍更廣：

采集控制對象范圍更廣、規(guī)模更大，各類系統(tǒng)進行融合、統(tǒng)一；統(tǒng)籌采集控制裝置的管理，優(yōu)化配置策略，提升采集控制有效性。

環(huán)節(jié)更多：

源網(wǎng)荷儲充各環(huán)節(jié)需緊密銜接

隨機性更高：

電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)均呈現(xiàn)強隨機性，對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行提出更高要求。

多元化服務(wù)：

用能安全監(jiān)控。用能流向查看、用能數(shù)據(jù)分析、節(jié)能方案控制、、智慧水務(wù)大平臺對接服務(wù)

3.2 微電網(wǎng)能效管理平臺拓?fù)鋱D

3.3 上圖項目案例-天津xx污水處理廠項目

四. 企業(yè)供電可靠性保障

企業(yè)變電所連接市政電網(wǎng)，是企業(yè)電能的重要甚至是來源，是分布式光伏的并網(wǎng)點和企業(yè)內(nèi)部電力分配的源頭，是保障企業(yè)可靠供電的核心場所，需要對變電所實現(xiàn)完整的配電監(jiān)控。

對35kV至0.4kV配電涉及的變壓器、開關(guān)、無功補償柜、直流屏、母排及電纜等配電相關(guān)設(shè)備的電氣參數(shù)、狀態(tài)、溫度進行實時監(jiān)測，及時發(fā)出故障報警信息；實時監(jiān)測開關(guān)柜內(nèi)路斷路器、手車、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、地刀開關(guān)的分合狀態(tài)，斷路器彈簧儲能狀態(tài)及遠(yuǎn)方就地控制狀態(tài)；

實現(xiàn)對變電所溫濕度水浸煙感門磁空調(diào)等環(huán)境量的監(jiān)視和控制，保證變配電環(huán)境符合設(shè)備運行要求；當(dāng)出現(xiàn)電力故障時，發(fā)出報警信號，自動、迅速、有選擇的將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，保護一次設(shè)備，防止事故擴散，迅速恢復(fù)供電并可記錄故障波形供后續(xù)進行故障分析.

4.1 電力監(jiān)控子系統(tǒng)拓?fù)鋱D

4.2 平臺功能_電力監(jiān)控

實時監(jiān)測高低壓配電柜的電壓、電流、功率等電力參數(shù)，實現(xiàn)遙測、遙信、遙控、遙調(diào)。

實時監(jiān)測各配電室溫濕度、煙感、門磁、水浸、有害氣體等環(huán)境參數(shù)，有害氣體超標(biāo)聯(lián)動排風(fēng)系統(tǒng)。

實時監(jiān)測關(guān)鍵供配電設(shè)備運行情況，如變壓器、柴油發(fā)電機、UPS、直流屏等。

4.3 平臺功能_電能質(zhì)量

監(jiān)測各進線回路電能質(zhì)量，包括電壓暫降、暫態(tài)、穩(wěn)態(tài)、諧波畸變等數(shù)據(jù)波形記錄，進而判斷配電系統(tǒng)擾動方向，生成電能質(zhì)量分析報告。

有源濾波裝置和無功補償裝置對0.4kV側(cè)電能質(zhì)量進行補償和治理，系統(tǒng)實時監(jiān)測有源濾波裝置和無功補償裝置運行情況，確保電能質(zhì)量符合生產(chǎn)要求。

4.3 分布式光伏監(jiān)控子系統(tǒng)

平臺功能：接入工業(yè)企業(yè)分布式光伏電站發(fā)電數(shù)據(jù)，采集光伏逆變器、并網(wǎng)柜數(shù)據(jù)，并進行日、月、年、累計收益分析和減排分析；

顯示逆變器詳細(xì)數(shù)據(jù)，包括逆變器信息、實時發(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；

實時顯示光伏電站一次接線圖，光伏組串直流/交流側(cè)實時數(shù)據(jù)。

4.4 企業(yè)消防電氣安全保障

系統(tǒng)拓?fù)鋱D

A-C-A100應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)燈具展示

4.5 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行實施監(jiān)測；

側(cè)重點為低壓用電環(huán)節(jié)的安全性，當(dāng)剩余電流越限報警輸出，以提醒維護人員進行安全檢查，防止因漏電引起的火災(zāi)發(fā)生。

4.6 AAFD故障電弧探測

故障電弧傳感器對接入線路中的故障電?。òü收喜⒙?lián)電弧、故障串聯(lián)電弧）進行有效的檢測，當(dāng)檢測到線路中存在引起火災(zāi)的故障電弧時，可以進行現(xiàn)場的光報警，并將報警信息傳輸給故障電弧集中顯示單元，以實現(xiàn)預(yù)警火災(zāi)發(fā)生的目的。

4.7 限流式保護器

當(dāng)?shù)蛪号潆娀芈钒l(fā)生短路故障時，ASCP200電氣防火限流式保護器能在150微秒內(nèi)快速限制短路電流以實現(xiàn)滅弧保護，從而能顯著減少電氣火災(zāi)事故。

4.8 AFPM消防設(shè)備電源監(jiān)控

針對消防設(shè)備的電源進行實時的監(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，確保消防設(shè)備的正常運行。

4.9 AFRD防火門監(jiān)控系統(tǒng)

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，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散，確保人員安全疏散及減少火災(zāi)損失。

4.10 電氣消防

AcrelEMS能方便的接入電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)，各子系統(tǒng)按照國家標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，子系統(tǒng)調(diào)試記錄、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、運行記錄、故障報警自動上傳至平臺，通過平臺實現(xiàn)對涉及電氣安全和消防的子系統(tǒng)進行集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理，減輕了維護工作量

平臺功能：監(jiān)測各電氣接點、母排溫度并實時預(yù)警；

實時監(jiān)測0.4kV饋線漏電電流，異常時報警；

實時監(jiān)測消防設(shè)備的電源狀態(tài)，發(fā)生異常時報警；

實時監(jiān)測廠區(qū)內(nèi)防火門、安全門狀態(tài)，發(fā)生異常時及時報警；

監(jiān)測廠區(qū)內(nèi)消防應(yīng)急照明和疏散指示燈具工作狀態(tài)，在發(fā)生火災(zāi)時提供疏散應(yīng)急預(yù)案，燈具有異常時報警；

五. 企業(yè)能效分析

5.1 分類分項統(tǒng)計

5.2 組網(wǎng)架構(gòu)

5.3 生產(chǎn)管理

實時了解生產(chǎn)過程中設(shè)備運行和耗能情況，確保正常生產(chǎn)，為企業(yè)調(diào)整工藝參數(shù)、提高產(chǎn)量、降低設(shè)備能耗提供數(shù)據(jù)支持。

• 對接PLC、DCS、SCADA等系統(tǒng)

• 主要產(chǎn)品和附屬產(chǎn)品產(chǎn)量展示

• 原料產(chǎn)品比

• 單產(chǎn)電耗、能耗展示

• 原料、催化劑、引發(fā)劑等庫存展示

• 工藝流程圖

• 工業(yè)組態(tài)圖

5.4 產(chǎn)值分析

對企業(yè)單位產(chǎn)品能耗/單位產(chǎn)值能耗進行統(tǒng)計分析，并對標(biāo)行業(yè)先進指標(biāo)，幫助用戶了解企業(yè)實際生產(chǎn)水平，為調(diào)整生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本提供依據(jù)。

• 對接ERP、MES、MIS等系統(tǒng)

• 萬元產(chǎn)值單耗

•  產(chǎn)品單位能耗

• 按國家標(biāo)準(zhǔn)對標(biāo)

• 單耗報警

5.5 能源績效分析

對企業(yè)各級對象進行績效考核，幫助用戶了解企業(yè)內(nèi)部能源消耗詳情，量化考核對象能效差距。

• 制定各級考核對象績效指標(biāo)

• 評定各考核對象進行績效并排名

• 各產(chǎn)線能源績效對比

• 能效與影響因素自由對比

• 自行設(shè)置能效報警

5.6 職工宿舍管理

對工業(yè)企業(yè)內(nèi)企業(yè)用電、用水、空調(diào)、工業(yè)氣體實現(xiàn)能源預(yù)收費，實現(xiàn)先繳費、后用能；對照供電公司收費模式，工業(yè)企業(yè)企業(yè)電費可分為基礎(chǔ)電費、尖峰平谷電費、力調(diào)電費、公攤電費等，并提供電費賬單；

提供能源財務(wù)報表；對工業(yè)企業(yè)內(nèi)職工宿舍進行水電收費管理，支持微信、支付寶等繳費方式；對職工宿舍進行負(fù)載管理，包括惡性負(fù)載識別管理、負(fù)載閾值管理，避免因為惡性負(fù)載引起火

5.7.智能照明控制子系統(tǒng)

ASL20系列智能照明控制系統(tǒng)由開關(guān)驅(qū)動器、傳感器、面板、觸摸屏和配套上位機軟件組成。

開關(guān)驅(qū)動器、傳感器、面板、觸摸屏通過ALIBUS智能照明總線（超六類屏蔽網(wǎng)線 cat6a SFTP 4*2*0.58）連接到IP協(xié)議轉(zhuǎn)換器，與智能照明上位機軟件進行通訊，再通過智能照明軟件上傳至安科瑞綜合能效管理系統(tǒng)EMS平臺，實現(xiàn)控制功能。

5.8.企業(yè)微電網(wǎng)控制

新型電力系統(tǒng)下的企業(yè)微電網(wǎng)

六. 方案特點

6.1工業(yè)組態(tài)

用戶可以進行組態(tài)工藝仿真，通過友好的人機界面展示監(jiān)測數(shù)據(jù)，進行設(shè)備遠(yuǎn)程控制。

• 場景多樣

• 實時刷新

• 數(shù)據(jù)展示

• 遠(yuǎn)程控制

6.2 可視化駕駛艙

所見即所得

豐富的組件庫；

鼠標(biāo)拖拽組件為最終呈現(xiàn)樣式；

數(shù)據(jù)源實時接入；

組件間交互事件配置；

自適應(yīng)分辨率；

6.3 3D模型

通過虛擬仿真實現(xiàn)多維度可視化，為客戶提供數(shù)字化服務(wù)，助力水務(wù)能源經(jīng)濟雙向管理，提升能源管理水平。

• 各工藝、水泵信息實時同步

• 全局掌握各區(qū)域能源消耗情況

• 可視化監(jiān)視設(shè)備運行狀態(tài)

• 智能巡檢，自動分析巡檢路徑上的設(shè)備運行、電能質(zhì)量、電氣安全、用能異常等情況，并記錄巡檢結(jié)果

6.4 方案優(yōu)勢

可擴展：分步實施，降低投資壓力；接入第三方系統(tǒng)；支持多種通訊規(guī)約和接口標(biāo)準(zhǔn)，支持定制開發(fā)，便于各類數(shù)據(jù)系統(tǒng)快速對接

易使用：豐富的圖形化界面呈現(xiàn)各類管理功能，便捷易；支持報表、報告模板定制，自動生成各類分析報表；集多個子系統(tǒng)，解決方案一體化。

易部署：支持虛擬化云計算平臺部署，無需考慮IT設(shè)備兼容性；支持公有云和私有云部署；支持多種通訊規(guī)約和接口標(biāo)準(zhǔn)，支持定制開發(fā)，便于各類數(shù)據(jù)系統(tǒng)快速對接

大數(shù)據(jù)分析：基于人工智能技術(shù)的大數(shù)據(jù)分析，為節(jié)能管理提供數(shù)據(jù)支持，為政府制定產(chǎn)業(yè)政策提供決策依據(jù)；基于物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)，支持海量數(shù)據(jù)高并發(fā)和系統(tǒng)容量無限擴展；專業(yè)的分析算法和數(shù)據(jù)模型相結(jié)合

易維護：云平臺部署；硬件質(zhì)量優(yōu)選；系統(tǒng)支持遠(yuǎn)程維護；為用戶提供軟、硬件一體化的解決方案，服務(wù)響應(yīng)快，售后方便