上海交大研發(fā)城市供水監(jiān)控系統(tǒng) 或破解用水難題

近日，上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院李少遠教授帶領(lǐng)其團隊成員陳宇韜、陳彬彬以上海市南區(qū)供水管網(wǎng)為設(shè)計對象，研發(fā)出了“城市分布式供水管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)”。該系統(tǒng)宛如安裝在城市水網(wǎng)上的一雙“智慧之眼”，實現(xiàn)了對供水管網(wǎng)的動態(tài)、實時管理，及時處理突發(fā)事故，降低管網(wǎng)運行能耗，或?qū)⒂行平馐忻裼盟y題。
實時監(jiān)測每一滴水的“行蹤”

據(jù)李少遠介紹，以市南區(qū)華翔路泵站為例：若華翔路泵站管理區(qū)域發(fā)生紅色報警，工作人員可以直接在監(jiān)控系統(tǒng)圖上點擊進入華翔路泵站，與泵站相連的閥門、蓄水池、及現(xiàn)場儀表的運行狀況就可以清晰展現(xiàn)出來。例如，2號進水管水壓超過高危值時，2號進水管的當(dāng)前水壓數(shù)是多少、超過高危值多少等所有報警信息都能夠在監(jiān)控系統(tǒng)里得到實時反映。報警、標(biāo)簽、嚴(yán)重等級、整個管網(wǎng)的運行數(shù)據(jù)，可以以趨勢圖的形式直觀反映出來，而且每日的管網(wǎng)運行數(shù)據(jù)，還可以記錄在數(shù)據(jù)庫中，以供監(jiān)控中心分析優(yōu)化。
“經(jīng)過泵站的每一滴水都會被監(jiān)控系統(tǒng)記錄在案”李少遠說，監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測點與監(jiān)測點、監(jiān)測點與泵站、泵站與調(diào)度中心的同步聯(lián)系，實時獲取管網(wǎng)運行狀態(tài)。泵站同時是一個操作管理系統(tǒng)，一旦發(fā)生“險情”，只要輕點鼠標(biāo)，就能“指揮”閥門、蓄水池、抽水泵等現(xiàn)場進行及時“排險”。

據(jù)了解，大型城市供水管網(wǎng)，一端連接著水源，另一端則連接著千家萬戶。水網(wǎng)的設(shè)計、控制與優(yōu)化調(diào)度問題，是供水行業(yè)亟待解決的問題，也是與百姓生活密切相關(guān)的問題。傳統(tǒng)的供水管網(wǎng)的運行調(diào)度憑借簡單的統(tǒng)計數(shù)據(jù)計算完成，甚至僅憑個人的經(jīng)驗決策。而分布式供水監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了對供水管網(wǎng)的科學(xué)管理，能及時處理突發(fā)事故，具有重要的經(jīng)濟與社會價值。

水網(wǎng)變“聰明” 節(jié)能又降耗

目前，讓供水部門頭疼的主要問題是供水能耗。供水部門都是能耗大戶，其電力成本支出平均占自來水成本的30%~40%。也就是說，人們平時交的水費帳單，其中3-4成是為電費成本買單的。

 如果城市供水管網(wǎng)采用“分布式供水管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)”，就能變得“聰明”起來。因為它不僅可以實現(xiàn)自動恒壓供水，還能通過改變水泵機組的啟停組合和變頻轉(zhuǎn)速控制，在不影響供水的前提下，顯著減少泵站總功率，實現(xiàn)節(jié)能降耗。
“其實原理很簡單，變頻水泵比定速水泵節(jié)能”李少遠介紹，由于供水壓力指標(biāo)通常無法變更，節(jié)能的一個主要手段就是利用水廠加壓和泵站加壓，減少供水管網(wǎng)中的水頭損失。加壓、減壓需要通過水泵來操作?！皞鹘y(tǒng)的供水網(wǎng)是定速泵為主，無論水壓高低，水泵工作的功率是不變的。當(dāng)水泵出水量減少時，水泵工作揚程將增大，所以為了保證用戶終端用水的壓力，供水泵站在絕大部分時間都處于揚程過剩狀態(tài)，這就造成了能量的浪費。而分布式供水管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)則采用的是變頻泵，實現(xiàn)水泵隨用水量的變化自動調(diào)速，減少水泵揚程過剩的狀態(tài)，降低輸出功率，進而達到節(jié)能的目的?！?/span>