1 用户需求

由于厂区设备分散、用电负荷多，配电系统规模大，设置一个能源中心、污水泵站分配、曝气生物处理分配、污泥泵站分配，要求对厂区内用电设备运行状态进行实时监测，分析日、月、年用趋势和用电量，挖掘潜在节能空间；对大功率的风机、水泵、泥泵、压滤机等重要用能设备，进行监视和保护，对异常运行状态进行告警、分析，减少电机等设备的更换和维护投入；鉴于各种型号的风机、泵数量较多，运行中汲取较多无功功率，要求在各种配置匹配容量的无功补偿，以满足总站功率因数满足电网要求；对于15kW以上采用变频器的设备，需要谐波2~21，分析谐波频谱分布，要求配置滤波装置对含量大的谐波次数进行有效抑制，以满足国家标准要求，去报整个厂区用电系统可靠、健康运行。

Ø 实时监测，分析离心提升泵、输送带、曝气鼓风机、刮泥机、回流泵、压滤机等大功率设备的用能数据；

Ø 计算离心提升泵、输送带、曝气鼓风机、刮泥机、回流泵、压滤机等大功率设备的运行效率、电能损耗；

Ø 监测重点用能设备运行状态，电流、温度、压力异常时及时报警；

Ø 从设备运行效率提升、工艺优化管控、管理策略优化三个方面为节能节电改造提供支撑数据，并对企业的稳定生产提供了保障措施。

 Ø 分析评估无功补偿、电能质量治理效果，评估补偿治理后的合规情况。

2.系统结构特点

根据现场情况，厂区面积比较大、负荷相对分散，配电系统设置了一个能源中心和污水泵站、曝气生物处理、污泥泵站三个分配，从能源中心到每个分配各敷设两根光缆在排管的不同孔，构建星型以太双网，提高网络传输的可靠性，系统采用分散式分层结构，包括：

监控管理层

监控管理层设置在综合能源管理中心，配置能源管理数据服务器和监控主机、通过Acrel-5000能源管理系统，完成对厂区配电系统、主要用能设备如电机、风机的远程数据采集和实时监测，并对数据进行统计分析，以曲线、棒图、饼图、散列等方式呈现给用户，并在LED大屏展示系统总览，方便值班人员时刻掌握各工段的运行参数和状态，全厂需量、电能及其他重要统计数据；预留数据上传上一级主管部门的通讯接口系统。

网络通信层

本工程网络通讯层从能源中心和污水泵站、曝气生物处理、污泥泵站三个分配各敷设两根光缆在排管的不同孔，配置4光20电网络交换机和1光4电交换机，构建星型以太双网，提高网络传输的可靠性通信方式，实现能源管理的主干通信功能。在每个站配置1台数据采集箱和Anet-2E5S通讯管理机，采集能源中心，污水泵站、曝气生物处理、污泥泵站低压进出线的用电数据、开关状态，采集各PLC控制盘监控的水泵、风机等设备运行参数和状态，如风机水泵的启停、运行时间以及水泵压力、流量、风机气压以及曝气系统的工作状态以及水池水位等。

现场设备层

现场设备层，由分散安装在能源中心、污水泵站、曝气生物处理、污泥泵站内的多功能电表、智能电动机保护器、水池水位计、压力表、流量计，以及各PLC控制屏等组成，完成低压配电回路的电参数监测、电机保护，水池水位、水泵流量、风机风量监测，实现水泵、风机的自动/手动运行控制。

3.能源管理系统功能

Acrel-5000能源管理系统建立在功能强大的SCADA （数据采集和监控系统）控制系统平台上，与SCADA 实时控制系统有机地合为一体，构成一个基于开放式客户-服务器结构的实时多任务用户端能源管理系统，采集污水处理能源中心、污水泵站、曝气生物处理、污泥泵站各配电回路、重要用能设备的数据，监视格栅除渣、污水提升、沉砂、曝气生化、沉淀、消毒、污泥浓缩脱水各工艺的风机、水泵、电机、管道、水池等电压、电流、功率、电能以及水池水位、送风压力、电机绕组温度等运行状态，完成能源管理功能，实现厂区能源消耗可视化、能源使用安全化、节能增效管理化的整体解决方案。

系统具有性能安全可靠、运行稳定、功能完善、组态灵活、便于扩建、界面友好、使用与维护方便的，并能够兼容国内主要保护设备厂家的保护设，系统主要功能

3.1 综合能耗分析

实时监视全厂设备的运行，对不正常状态，及时预警，以便维护检修人员及时处理，配合LED模拟大屏一台，总览污水处理各工段运行状态、展示关键统计数据。

3.2 分类运行分析

对比分析格栅除渣、污水提升、沉砂、曝气生化、沉淀、消毒、污泥浓缩脱水各工艺的风机、水泵、电机、管道、水池等电压、电流、功率、电能以及水池水位、送风压力、电机绕组温度等当日与昨日同期、当月与上月同期、当年与上年同期的运行数据对比情况，并各工段过去48小时、31天、12个月、3年的用能趋势，当年用能的对比分析，当月分项用能饼图。

3.3 趋势统计

统计某段时间内格栅除渣、污水提升、沉砂、曝气生化、沉淀、消毒、污泥浓缩脱水各工艺的风机、水泵、电机、管道、水池等电压、电流、功率、电能以及水池水位、送风压力、电机绕组温度等逐日、逐周、逐月、逐季、逐年运行趋势。

3.4 分时段用能统计

统计各配电回路某段时间内尖、峰、平、谷用能及金额（此项功能需安装具有复费率功能的电能表）。

3.5 用能分析

统计所有回路功率曲线、最大/最小需量，用能同比环比分析比较以及过去48小时、过去12个月、历年使用数据统计等。

3.6 用能同比分析

统计某段时间内的用能，并和去年同期用能进行对比。

3.7 用能数据集抄

统计格栅除渣、污水提升、沉砂、曝气生化、沉淀、消毒、污泥浓缩脱水各工艺的风机、水泵、电机、管道、水池等电压、电流、功率、电能以及水池水位、送风压力、电机绕组温度等各用能回路某段时间内的用能（统计时间精确到分钟，需配合大容量历史数据库）。

3.8 运行参数查询

查询格栅除渣、污水提升、沉砂、曝气生化、沉淀、消毒、污泥浓缩脱水各工艺的风机、水泵、电机、管道、水池等电压、电流、功率、电能以及水池水位、送风压力、电机绕组温度等各用能回路某段时间内的监测参数，并以曲线的形式反映趋势。

3.9 用能数据检查

统计某段时间内配电回路与下级回路的用能差值，超过一定百分比后醒目显示，确保计量体系的完整准确。

3.10 配电系统运行监测

通过系统界面实时监测能源中心、污水泵站、曝气生物处理、污泥泵站分配断路器的合分状态、故障跳闸，实时监视各回路的电压、电流、功率、功率因数等运行参数。

3.11 工艺设备运行监视

实时监视粗格栅、污水提升、细格栅、曝气沉砂、改良生化处理、二沉、加氯接触消毒、污泥浓缩压滤、生物除臭等工艺设备的启动、停止、运行状态，运行温度或者压力、流量等参数，统计启停次数、运行时间、故障停车时间等。