企業(yè)微電網(wǎng)：水務(wù)行業(yè)能效管理的未來之路

一、背景

在全球能源轉(zhuǎn)型和"碳達峰、碳中和"目標的大背景下，企業(yè)微電網(wǎng)作為能源管理的新模式，正逐漸成為各行業(yè)提升能效、實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展的重要途徑。特別是在水務(wù)行業(yè)，傳統(tǒng)的高能耗特性與日益嚴格的環(huán)保標準形成了鮮明對比，亟需通過技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)減污降碳協(xié)同增效。本文將結(jié)合安科瑞電氣股份有限公司的AcrelEMS水務(wù)行業(yè)能效管理系統(tǒng)解決方案，探討企業(yè)微電網(wǎng)如何為水務(wù)行業(yè)帶來革命性的能效提升。

水務(wù)行業(yè)，尤其是污水處理領(lǐng)域，長期以來面臨著嚴峻的能源管理挑戰(zhàn)。根據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)，我國部分污水處理廠的電耗為0.26-0.41kWh/m³，明顯高于美國(0.20kWh/m³)、德國(0.32kWh/m³)和日本(0.26kWh/m³)的水平。這種高能耗狀態(tài)與當前國家推行的綠色低碳政策形成了強烈反差。

傳統(tǒng)水務(wù)行業(yè)存在四大痛點：

Ø一是節(jié)能降耗意識淡薄，碳中和認識不足；

Ø二是缺乏完整的能源計量體系，無法準確掌握碳排放組成；

Ø三是配用電系統(tǒng)分散獨立，無法統(tǒng)一管理；

Ø四是運維保障能力弱，難以應(yīng)對未來更復(fù)雜的微電網(wǎng)需求。

三、企業(yè)微電網(wǎng)的解決方案

安科瑞AcrelEMS水務(wù)行業(yè)能效管理系統(tǒng)為企業(yè)微電網(wǎng)提供了全方位的解決方案。

該系統(tǒng)構(gòu)建了從平臺到終端感知設(shè)備的"云-邊-端"智慧能源管理生態(tài)體系，具有以下核心優(yōu)勢：

Ø全面的供配電監(jiān)控

系統(tǒng)可對35kV至0.4kV配電涉及的變壓器、開關(guān)、無功補償柜等設(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。通過微機保護測控裝置、弧光保護裝置等，實現(xiàn)故障快速隔離和記錄，保障供水系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運行。

Ø精細化的能耗計量體系

系統(tǒng)構(gòu)建了"用能單位-次級用能單位-主要用能設(shè)備"三級計量架構(gòu)，通過導(dǎo)軌式計量儀表實時采集用電數(shù)據(jù)，結(jié)合國家、行業(yè)標準，統(tǒng)計企業(yè)整體碳排放，為碳中和提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。

Ø新能源集成管理

系統(tǒng)涵蓋分布式光伏發(fā)電、儲能系統(tǒng)、充電樁運營管理等，通過智能控制策略將分布式電源、儲能系統(tǒng)、可控負荷等聚合在一起，保證微電網(wǎng)安全、可靠、節(jié)約、高效運行。防孤島保護裝置、電能質(zhì)量監(jiān)測裝置等確保新能源并網(wǎng)安全。

Ø電能質(zhì)量治理

針對污水處理廠中變頻器、直流屏、PLC等設(shè)備產(chǎn)生的諧波污染，系統(tǒng)提供有源濾波(APF)和有源無功補償(SVG)解決方案，實時監(jiān)測治理裝置運行狀態(tài)，確保電能質(zhì)量符合生產(chǎn)要求。

四、智慧能源管理平臺的核心價值

AcrelEMS智慧能源管理平臺是整套系統(tǒng)的"大腦"，具有以下核心功能：

Ø綜合監(jiān)控與分析

平臺實現(xiàn)電力監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、視頻監(jiān)控等多系統(tǒng)融合，通過"五遙"功能(遙測、遙信、遙控、遙調(diào)、遙視)全面掌握供配電情況。同時提供能耗分析、能源流向展示、能耗強度統(tǒng)計等功能，為企業(yè)調(diào)整工藝參數(shù)、提高產(chǎn)量、降低能耗提供數(shù)據(jù)支持。

Ø生產(chǎn)管理與績效評估

平臺可對接PLC、DCS、SCADA等生產(chǎn)系統(tǒng)，展示主要產(chǎn)品和附屬產(chǎn)品產(chǎn)量、原料產(chǎn)品比、單產(chǎn)電耗等關(guān)鍵指標。通過制定各級考核對象績效指標，量化能效差距，推動企業(yè)內(nèi)部能效提升。

Ø微電網(wǎng)能量優(yōu)化

平臺具備削峰填谷、需量控制、有序充電、需求響應(yīng)等協(xié)調(diào)控制功能。通過融合新能源消納、計劃曲線、防逆流等策略，優(yōu)化光儲充協(xié)同運行，降低用能成本。

Ø預(yù)測與運維管理

基于海量數(shù)據(jù)和數(shù)值氣象預(yù)報，平臺可實現(xiàn)光伏功率短期和超短期預(yù)測，預(yù)測精度高達90%。同時提供設(shè)備檔案管理、運維派單、巡檢消缺等全流程運維支持，降低事故發(fā)生率。

五、典型案例與實施成效

天津市某污水處理廠三期工程是AcrelEMS系統(tǒng)的成功應(yīng)用案例。該項目包括新建一座45萬噸/天的污水處理廠和700噸/天污泥處理廠，安科瑞提供了從10kV/0.4kV電力監(jiān)控到能耗監(jiān)測、電氣火災(zāi)監(jiān)控等全套解決方案。通過AcrelEMS平臺集成各子系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了對整個污水廠供配用電情況的集中監(jiān)控和統(tǒng)一管理，顯著減輕了維護工作量。

嘉定新城污水處理廠項目則展示了系統(tǒng)在已有設(shè)施改造中的價值。該廠經(jīng)過多次提標改造后，存在各子系統(tǒng)孤立、運維難度大等問題。AcrelEMS-SW智慧水務(wù)能效管理系統(tǒng)將原有的電力監(jiān)控、能耗監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、光伏監(jiān)測等系統(tǒng)融合，通過一套平臺實現(xiàn)全廠區(qū)用能情況的統(tǒng)一監(jiān)視分析，提高了運維效率。

某省會水業(yè)集團項目更展示了系統(tǒng)在城市級水務(wù)管理中的應(yīng)用潛力。該項目涉及整個城市的污水廠、水廠、泵站，通過將各廠區(qū)變電所數(shù)據(jù)統(tǒng)一上傳至水務(wù)能效平臺，實現(xiàn)了集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理，同時能夠分析水泵運行效率和廠區(qū)單耗，為全市水務(wù)系統(tǒng)的能效提升提供了數(shù)據(jù)支撐。

六、未來展望

隨著《污水處理綠色低碳標桿廠遴選工作的通知》等政策的推進，到2025年底前，我國將建成100座能源資源高效循環(huán)利用的污水處理綠色低碳標桿廠。企業(yè)微電網(wǎng)作為實現(xiàn)這一目標的關(guān)鍵技術(shù)路徑，其重要性將日益凸顯。

未來，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的深度融合，企業(yè)微電網(wǎng)將向更加智能化、自適應(yīng)化的方向發(fā)展。通過機器學(xué)習(xí)優(yōu)化能源調(diào)度策略、預(yù)測性維護降低設(shè)備故障率、數(shù)字孿生技術(shù)實現(xiàn)虛擬仿真等功能，將進一步提升水務(wù)行業(yè)的能效管理水平。

水務(wù)行業(yè)作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，其綠色低碳轉(zhuǎn)型對實現(xiàn)"雙碳"目標具有重要意義。企業(yè)微電網(wǎng)通過整合傳統(tǒng)供配電系統(tǒng)與新興能源技術(shù)，構(gòu)建安全、高效、低碳的能源管理體系，正引領(lǐng)水務(wù)行業(yè)走向更加可持續(xù)的未來。安科瑞AcrelEMS等解決方案的成功應(yīng)用，為行業(yè)提供了可復(fù)制、可推廣的實踐經(jīng)驗，將加速水務(wù)行業(yè)乃至更多工業(yè)領(lǐng)域的能源變革進程。