中國(guó)北京，2020年9月8日——2020年以來，除了疫情對(duì)我國(guó)造成了嚴(yán)重的影響，防洪工作也一直牽動(dòng)著全國(guó)人民的心。據(jù)水利部7月消息，今年6月以來，全國(guó)已有433條河流發(fā)生超警以上洪水，其中109條河流發(fā)生超保洪水，33條河流發(fā)生超歷史洪水;但危難之中，有一組數(shù)據(jù)卻讓我們看到了未來的希望，6月份以來，全國(guó)洪澇災(zāi)害受災(zāi)人口、死亡失蹤人數(shù)、倒塌房屋數(shù)量和直接經(jīng)濟(jì)損失等數(shù)據(jù)，與近5年同期相比，分別下降了7.3%、51.2%、69.3%和9.4%，可以看出這次大洪水造成的危害相對(duì)較小。究其原因，自然離不開我國(guó)對(duì)重大水利工程建設(shè)的高度重視和持續(xù)投入。
投入力度持續(xù)增長(zhǎng) 智慧水利被“委以重任”
眾所周知，我國(guó)大大小小共有上千條河流，每年都會(huì)遭受不同程度的洪水侵襲，因此，治理水患成為國(guó)家亟待解決的最大民生問題，新中國(guó)以來興修水利的開端正是以治淮工程為標(biāo)志，由此，針對(duì)治理江河洪水，解決水資源分布不均的“戰(zhàn)役”正式打響。
發(fā)展到現(xiàn)在，水利工程已成為保障國(guó)家水安全的重要基礎(chǔ)設(shè)施，同時(shí)也是國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施補(bǔ)短板的重要領(lǐng)域。自2014年5月，國(guó)務(wù)院第48次常務(wù)會(huì)議要求分步建設(shè)172項(xiàng)重大水利工程，6年以來各地區(qū)各部門密切協(xié)調(diào)、加大投入、深化改革，重大水利工程建設(shè)取得顯著成效。到目前為止，172項(xiàng)重大水利工程已經(jīng)累計(jì)開工146項(xiàng)，在建投資規(guī)模超過1萬億元。引江濟(jì)淮、西江大藤峽水利樞紐、淮河出山店水庫等一批標(biāo)志性的工程陸續(xù)開工建設(shè)，南水北調(diào)東中線一期工程等32項(xiàng)工程已相繼建成，發(fā)揮了顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益。而在今年7月的國(guó)務(wù)院政策例行吹風(fēng)會(huì)上，相關(guān)部門表示，今年及后續(xù)將安排建設(shè)150項(xiàng)重大水利工程，工程匡算總投資約1.29萬億元，這是對(duì)日前國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議有關(guān)進(jìn)一步推進(jìn)重大水利工程建設(shè)決定的落實(shí)。
先后兩次部署，既是接續(xù)，也是拓展和提升。與172項(xiàng)工程相比，150項(xiàng)重大水利工程在繼續(xù)加強(qiáng)防洪減災(zāi)、水資源優(yōu)化配置、灌溉節(jié)水和供水工程建設(shè)的同時(shí)，還新增了水生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程和智慧水利工程兩大類型，其中，在智慧水利方面，結(jié)合水利網(wǎng)信水平提升三年行動(dòng)(2019—2021年)，和《智慧水利總體方案》啟動(dòng)和實(shí)施，水利信息化水平將得到進(jìn)一步提升，從而有利于通過利用更加先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)，有效提升工程聯(lián)合調(diào)度、精準(zhǔn)調(diào)控和高效監(jiān)管水平，充分發(fā)揮水利工程的體系化綜合效益。
實(shí)現(xiàn)智能化能效管理 數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和系統(tǒng)集成是關(guān)鍵
此次疫情后，水利工程是全國(guó)復(fù)工最早最快的重大工程，一方面是由于防汛的緊迫性，另一方面也與全社會(huì)用水量大幅增加有關(guān)。但作為較為傳統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施之一，全國(guó)各地分布的大量工程設(shè)施，特別是其中數(shù)量龐大的泵站設(shè)備等，對(duì)相關(guān)方的管理、運(yùn)維，保障其正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)達(dá)到節(jié)能降耗效果來說，制造了更大的困難，由此可以看出，水利工程運(yùn)營(yíng)管理的數(shù)字化轉(zhuǎn)型也已迫在眉睫。
從政策方面看，在《水利改革發(fā)展“十三五”規(guī)劃》要求，要提高水利工程管理現(xiàn)代化水平，加強(qiáng)水利工程管理制度化、規(guī)范化和信息化建設(shè)，建立水利基礎(chǔ)設(shè)施管理信息網(wǎng)絡(luò)，健全水利工程管理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。加強(qiáng)大壩安全監(jiān)測(cè)、水情測(cè)報(bào)、通信預(yù)警和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)建設(shè)，提高水利工程管理信息化、自動(dòng)化水平。此外，在今年的兩會(huì)中，還特別針對(duì)積極采取措施降低能耗這個(gè)話題進(jìn)行了深入探討，這也成為了推動(dòng)水利行業(yè)采用先進(jìn)技術(shù)提高能效的動(dòng)力之一。
在水利工程中，泵站的管理尤為重要，在這一方面，現(xiàn)階段為更大程度地保障泵站設(shè)施安全可靠，相關(guān)部門要求需要進(jìn)行人工巡檢運(yùn)維，同時(shí)在本地實(shí)施對(duì)泵站的自動(dòng)化控制，將諸如水文、流量、水質(zhì)等泵站生產(chǎn)運(yùn)維數(shù)據(jù)接入到管控平臺(tái)，協(xié)助解決安全、能效等問題。傳統(tǒng)的水利泵站系統(tǒng)架構(gòu)都是每套機(jī)組、供配電系統(tǒng)等會(huì)使用獨(dú)立的控制器和控制單元來控制，并以星型的網(wǎng)絡(luò)連接到一臺(tái)交換機(jī)上，然后將數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控層。這種方式不但成本高昂，而且數(shù)據(jù)傳輸也不夠穩(wěn)定，也缺乏對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況的記錄和分析能力，對(duì)于供配電系統(tǒng)來說，有可能造成遠(yuǎn)程調(diào)度中心發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)中斷，而現(xiàn)場(chǎng)控制器又無法判斷和記錄故障信息，對(duì)相關(guān)人員快速定位和排除故障造成了很大困難，不但浪費(fèi)人力資源、效率低下，也難以保障供電質(zhì)量。
作為中低壓配電和自動(dòng)化領(lǐng)域的專家，施耐德電氣認(rèn)為，通過將電氣化和自動(dòng)化技術(shù)融合構(gòu)建統(tǒng)一的管理平臺(tái)，賦能管理人員從全局層面對(duì)能源和運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)進(jìn)行分散控制和集中管理，實(shí)時(shí)掌握系統(tǒng)狀態(tài)，滿足更全面的管理需求，最大程度優(yōu)化運(yùn)行和供電可靠性，提高運(yùn)維效率和節(jié)能降耗效果，其中的關(guān)鍵正是對(duì)各個(gè)泵站內(nèi)配電及運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)采集，對(duì)這些“流動(dòng)”的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，并轉(zhuǎn)為有價(jià)值的信息。
在泵站的能效管理平臺(tái)架構(gòu)中，包含設(shè)備運(yùn)行層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用管理層、以及能源數(shù)據(jù)分析層四個(gè)應(yīng)用層面，不同層面支撐不同業(yè)務(wù)管理功能。系統(tǒng)平臺(tái)需要集變配電系統(tǒng)的生產(chǎn)、傳輸、分配過程的全面監(jiān)測(cè)管理解決方案，確保所有系統(tǒng)的全面的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，并可上傳到指定服務(wù)器，且能夠及時(shí)性報(bào)警響應(yīng)，對(duì)能源進(jìn)行分解和重組、數(shù)據(jù)分析，從而提高能源綜合使用的可靠性和能效。
對(duì)此，基于EcoStruxure架構(gòu)與平臺(tái)，施耐德電氣能夠提供覆蓋中低壓變頻器、元器件及配電柜、UPS不間斷電源等互聯(lián)互通的產(chǎn)品，PSO/PME電能管理軟件、SCADA工藝監(jiān)控軟件、AVEVA系統(tǒng)平臺(tái)(原Wonderware)軟件及PLC控制器等邊緣控制系統(tǒng)，并能夠無縫接入第三方BIM及3D軟件和應(yīng)用，結(jié)合全生命周期的專業(yè)服務(wù)，構(gòu)成完整的能效和運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)，幫助用戶全方位支撐泵站內(nèi)各系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、供給管理和運(yùn)維管理等工作，實(shí)現(xiàn)中低壓一體化和各類關(guān)鍵信息的統(tǒng)一管理，對(duì)用能供能單位和不同環(huán)節(jié)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)管，賦能人員對(duì)泵站進(jìn)行全面管理，節(jié)約人力成本的同時(shí)，提高效率，并通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的分析，為系統(tǒng)的持續(xù)優(yōu)化提供科學(xué)的依據(jù)，切實(shí)保障電能質(zhì)量和可靠性，工藝段能耗和運(yùn)行管理的前端控制和評(píng)估，為配電和運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的智能化管理的持續(xù)改進(jìn)提供科學(xué)的依據(jù)。
通過對(duì)數(shù)字化技術(shù)的更多應(yīng)用，該能效和運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)能夠?qū)Φ讓又械蛪涸O(shè)備包括溫度、電流、電壓等參數(shù)和各類重要運(yùn)行信息進(jìn)行全面的監(jiān)控，并分析斷路器、電涌保護(hù)器等的老化程度，便于及時(shí)的改造和更換，同時(shí)也能夠?qū)CADA系統(tǒng)采集的相關(guān)工藝段參數(shù)， AVEVA系統(tǒng)平臺(tái)采集的有關(guān)各泵站運(yùn)行情況、視頻監(jiān)控、水文、氣象等各類信息進(jìn)行匯總，并將用能狀態(tài)和評(píng)估分析展示給用戶，助力其做出改善決策;在通訊方面，支持Modbus、HTTP、Modbus TCP/IP、FTP、SNMP (MIB II)、IEC61850及IEC104等多種協(xié)議，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定及時(shí);同時(shí)，平臺(tái)通過將電力監(jiān)控和能源數(shù)據(jù)分析專業(yè)知識(shí)和領(lǐng)先技術(shù)相結(jié)合，以及對(duì)BIM/3D+GIS軟件的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)更快速、準(zhǔn)確的故障定位，助力對(duì)電氣資產(chǎn)能源設(shè)備進(jìn)行全生命周期的高效維護(hù)。
數(shù)字化方案落地 為行業(yè)發(fā)展指引方向
2019年，基于與國(guó)網(wǎng)在某泵站智能化試點(diǎn)項(xiàng)目中的合作基礎(chǔ)，以及客戶對(duì)于智能化水務(wù)解決方案效果的高度認(rèn)可，施耐德電氣得以助力南水北調(diào)工程中段系列泵站系統(tǒng)的智能化建設(shè)。
由于該段路工程泵站數(shù)量多、位置分散，為能耗管理帶來重重困難，針對(duì)以上挑戰(zhàn)，施耐德電氣提供了包括智能低壓柜、中壓柜、變壓器及中壓變頻器等底層產(chǎn)品，不但保障了穩(wěn)定可靠的供電，還實(shí)現(xiàn)了對(duì)配電系統(tǒng)數(shù)據(jù)的全面采集，從而打通了中低壓系統(tǒng)及不同位置系統(tǒng)間的信息孤島;此外，通過部署包括電能管理系統(tǒng)、運(yùn)維專家等邊緣控制系統(tǒng)，形成了對(duì)大量數(shù)據(jù)的統(tǒng)一收集，并經(jīng)過專業(yè)的分析輸出有價(jià)值的信息，幫助客戶無論在遠(yuǎn)程還是現(xiàn)場(chǎng)，都可以全面掌握高度分散的設(shè)備和系統(tǒng)的資產(chǎn)狀態(tài)、用能情況等，并具備故障報(bào)警和定位功能，使運(yùn)維人員能夠更及時(shí)地排除故障，化解風(fēng)險(xiǎn);能夠更加深入地對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)分析，結(jié)合專業(yè)行業(yè)洞察和服務(wù)，幫助客戶實(shí)現(xiàn)持續(xù)性的能效管理優(yōu)化。
該項(xiàng)目的成功實(shí)施，不但為客戶實(shí)現(xiàn)南水北調(diào)中線泵站配電系統(tǒng)全面集中管理打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，其高度智能化水平的體現(xiàn)也為我國(guó)更多智慧水利工程的建設(shè)提供了重要的參考和方向。
加強(qiáng)水利工程的建設(shè)和改善，不但對(duì)防洪防災(zāi)起到重要作用，同樣有利于包括灌溉和排水、水力發(fā)電、城鎮(zhèn)供排水以及環(huán)保等方面的進(jìn)步。水因流動(dòng)而有靈性，治水同樣需要“流動(dòng)”的力量變得智慧，為此，施耐德電氣將繼續(xù)發(fā)揮在中低壓配電及自動(dòng)化領(lǐng)域的專長(zhǎng)，并利用數(shù)字化技術(shù)，攜手更多產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴，共同實(shí)現(xiàn)對(duì)水利工程能效管理的智慧賦能。
（轉(zhuǎn)載）
