摘要：《“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。“十四五”期間，新建、改建和擴建再生水生產能力不少于1500 萬立方米/日。大量污水處理廠的建設，降低了污染物的排放，改善了水環境，同時污水處理是高能耗產業,這給能源消耗增加了壓力，污水廠用電設備分散給運維工作帶來了壓力，需要建立一套合理的數字化能效管理平臺進行能源管理達到高效運維、節能降耗的目的。

關鍵詞：一張圖、數字化、污水廠、高效運維、節能降耗

一、污水廠配電結構和處理工藝

1.1.配電結構

       污水廠設備要求供電可靠性，一般不允許停電，中斷供電將造成重大的經濟損失，因污水廠供電負荷等級為二級，應采用兩路電源供電，同時為保證電源可靠性，備用一臺柴油發電機，至少滿足廠內應急通風換氣、消防、應急照明等用電。地下式污水廠和地上廠相比，對配電系統的安全性、可靠性要求更高。例如，地下式污水廠采用速閉閘或速閉閥保證進水安全，若這些設備的供電出現問題，則可能突然停止進水，影響正常生產;也可能無法停止進水，造成箱體被淹的嚴重后果。此外，地下式污水廠箱體內配電系統設計需滿足消防切非等有別于常規地上式污水廠的要求。箱體內工作環境比外部差，影響運行人員進人箱體的積極性。

1.2.污水處理工藝

       國內的污水處理工藝大概有30種，常見的氧化溝、A/A/O、A/O、SBR，處理流程包括粗格柵及進水泵房、細格柵及曝氣沉砂池、精細格柵、AAO生物池、MBR膜池及膜設備間紫外線消毒渠、回用水池及回用水泵房、鼓風機房、儲泥池及污泥脫水車間等，復雜的處理工藝提升了運維和管理的難度。

1.3. 能耗分布

       污水處理廠的能耗成本主要為電能、藥物、燃料，其中電能消耗占有60~90%，我國污水二級處理電能消耗為0.19~0.36 kWh/m³，經過對城鎮污水處理廠能耗狀況及其影響因素進行分析，結果表明目前我國城市污水處理廠平均能耗為0.29kWh/m³，而美國污水處理廠平均能耗為0.2kWh/m³，日本為0.204~0.254kWh/m³。總體上看,我國在污水處理中的節能降耗、優化運營方面起步晚，還存在很大的節能降耗空間,而電能的消耗污水提升泵、鼓風曝氣和污泥處理環節，較高的能耗水平在一定程度上影響了污水處理的建設和發展,同時為了響應雙碳戰略，需要探索一種科學的數字化能源管理措施來促進節能降耗的完成。

二、能效管理解決方案--AcrelEMS-SW智慧水務能效管理平臺

       安科瑞電氣具備從終端感知、邊緣計算到能效管理平臺的產品生態體系，AcrelEMS-SW智慧水務能效管理平臺通過在污水廠源、網、荷、儲、充的各個關鍵節點安裝保護、監測、分析、治理裝置，用于監測污水廠能耗總量和能耗強度，重點監測主要用能設備能效，保護污水廠運行安全可靠，提高污水廠能效，為污水處理的能效管理提供科學、精細的解決方案。

       AcrelEMS-SW智慧水務能效管理平臺支持接入分布式光伏電站以及風力發電站，為企業提供分布式電站運行監測和發電日/月/年/累計收益和減排分析，支持自發自用、余電上網。在儲能環節，平臺接入BMS和PCS數據，支持充放電配置策略，并對電池管理系統提供實時預警，根據其負荷特點，削峰填谷，充分使用新能源，降低污水廠碳排放。

圖8 設備運維檔案

2.8. 典型硬件