1.城市给、排水工程是城市基础设施的*要组成部分，是现代化城市发展的基本保障。物联网通过在机器内部嵌入无线通信模块，可以满足水厂对设备监控、数据采集和测量、科学管理等方面的信息化需求[1]。给排水厂站用电设备能耗大，安全要求高，其安全高效运行管理是水务现代化管理的*要组成部分。在用电设备运行和监测方面，李纾伯[2]就用电设备选型、运行和维护等方面进行初步探讨。GabrielTanasescu[3]等人开发了专用软件DiagConsole，可以估计电气设备的健康指数、维护类型等，自动生成状态评估报告。姚大光[4]在自来水厂厂区的配电网建立监测点，实现实时监测、故障报警等功能。

全国现在已实现智能电表全覆盖。智能电表是以微处理器应用和网络通信技术为核心的智能化仪表，具有自动计量、数据处理、双向通信和功能扩展等能力[5]。在能耗监测方面，高霞[6]在某大型公立医院建立了能耗监控系统，可以查询医院实时用电、水等，为节能方案提供依据。刘盛等[7]在第四水厂南站（即第七水厂）开发电能管理系统，以对电能质量进行实时监控。

目前，自来水厂与污水处理厂缺乏高效用电管理系统来评估大型用电设备的用电效率和电能损耗状况，针对厂区及用电设备统筹实现云平台管理及安全闭环管理的研究成果也不够完善。现阶段，智能电表基本用于数据的采集与监测，而在通过监测高耗能设备的用电情况，计算设备更新寿命，来控制设备的使用时间方面应用较少。通过对国内外研究的调研和分析，本课题利用物联网、云计算、大数据收集与处理技术，从集团用电设备实际需求出发，针对大型用电设备数量多、部分设备老化，运行效率低，存在一定的安全用电隐患，且电能损耗严*等问题，设计并建立用电设备安全高效运行管理系统，利用智能电表监测，实现用电安全及生产运行精细化管理。

2.安科瑞Acrel-3000WEB电能管理解决方案

2.1概述

用户端消耗着整个电网80%的电能，用户端智能化用电管理对用户可靠、安全、节约用电有十分*要的意义。构建智能用电服务体系，推广用户端智能仪表、智能用电管理终端等设备用电管理解决方案，实现电网与用户的双向良性互动。用户端急需解决的研究内容主要包括：先进的表计，智能楼宇、智能电器、增值服务、客户用电管理系统、需求侧管理等课题。

安科瑞Acrel-3000WEB电能管理解决方案通过对用户端用电情况进行细分和统计，以直观的数据和图表向管理人员或决策层展示各分项用电的使用消耗情况，便于找出高耗能点或不合理的耗能习惯，有效节约电能，为用户进一步节能改造或设备升级提供准确的数据支撑。

2.2应用场所

（1）办公建筑（商务办公、大型公共建筑等）；

（2）商业建筑（商场、金融机构建筑等）；

（3）旅游建筑（宾馆饭店、娱乐场所等）；

（4）科教文卫建筑（文化、教育、科研、医疗卫生、体育建筑等）；

（5）通信建筑（邮电、通信、广播、电视、数据中心等）；

（6）交通运输建筑（机场、车站、码头建筑等）。

2.3系统结构

2.4系统功能

1）实时监测

系统人机界面友好，以配电一次图的形式直观显示配电线路的运行状态，实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数、电能等电参数信息，动态监视各配电回路断路器、隔离开关、地刀等合、分状态，以及有关故障、告警等信号。

2）电能统计报表

系统以丰富的报表支撑计量体系的完整性。系统具备定时抄表汇总统计功能，用户可以自由查询自系统正常运行以来任意时间段内各配电节点的用电情况，即该节点进线用电量与各分支回路消耗电量的统计分析报表。该功能使得用电可视透明，并在用电误差偏大时可分析追溯，维护计量体系的正确性。

3）详细电参量查询

在配电一次图中，当鼠标移动到每个回路附近时，鼠标指针变为手形，鼠标单击可查看该回路详细电参量，包括三相电流、三相电压、三相总有功功率、总无功功率、总功率因数、正向有功电能，并可以查看24小时相电流趋势曲线及24小时电压趋势曲线。

4）运行报表

系统具有实时电力参数和历史电力参数的存储和管理功能，所有实时采集的数据、顺序事件记录等均可保存到数据库，在查询界面中能够自定义需要查询的参数、选定时间或选择查询更新的记录数据等，并通过报表方式显示出来。用户可以根据需要定制运行日报、月报，支持导出Excel格式文件，还可以根据用户要求导出PDF格式文件。

5）变压器运行监视

系统对配电系统总进线、主变压器、*要负荷出线的运行状态进行在线实时监视，用曲线显示电流、变压器运行温度、有功需量、有功功率、视在功率、变压器负荷率等运行趋势，分析变压器负荷率及损耗，方便运行维护人员及时掌握运行水平和用电需求，确保供电安全可靠。

6）实时报警

系统具有实时报警功能，系统能够对配电回路断路器、隔离开关、接地刀分、合动作等遥信变位，保护动作、事故跳闸，以及电压、电流、功率、功率因数越限等事件进行实时监测，并根据事件等级发出告警。系统报警时自动弹出实时报警窗口，并发出声音或语音提醒。

7）历史事件查询

系统能够对遥信变位，保护动作、事故跳闸，以及电压、电流、功率、功率因数越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析。

8）电能质量监测

系统可以对整个配电系统范围内的电能质量进行持续性的监测，运行维护人员可以通过谐波分析棒图、报表掌握进线、变压器、*要回路的电压、电流谐波畸变率、谐波含量、电压不平衡度等，及时采取相应的措施，降低谐波损耗，减少因谐波造成的异常和事故(该功能需要选配带谐波监测功能的电力仪表，不需要可删除。

9）遥控操作

系统支持对断路器、隔离开关、接地刀等进行分、合遥控操作。系统具有严格的密码保护和操作权限管理功能，对于每次遥控操作，系统自动生成操作记录，记录内容包含操作人、操作时间、操作类型等。实现该功能需要断路器本身具有电操机构及保护保测控装置具备遥控功能等硬件设备的支持。

10）用户权限管理

系统为保障系统安全稳定运行，设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如配电回路名称修改等）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。

11）通讯状态图

系统支持实时监视接入系统的各设备的通讯状态，能够完整的显示整个系统网络结构；可在线诊断设备通讯状态，发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。从而方便运行维护人员实时掌握现场各设备的通讯状态，及时维护出现异常的设备，保证系统的稳定运行。

12）视频监控

视频监控展示了当前实时画面（视频直播），选中某一个变配电站，即可查看该变配电站内视频信息。

13）用户报告

用户报告页面主要用于对选定的变配电站自动汇总一个月的运行数据，对变压器负荷、配电回路用电量、功率因数、报警事件等进行统计分析。

14）APP支持

电力运维手机支持“监控系统”、“设备档案”、“待办事项”、“巡检记录”和“缺陷记录”五大模块，支持一次图、需量、用电量、视频、曲线、温湿度、同比、环比、电能质量、各种事件报警查询，设备档案查询、待办事件处理、巡检记录查询等。

2.5系统硬件配置清单

3.结论

本课题通过设计基于云平台的用电高效运行管理系统，实现对耗能设备的实时电能数据监测与分析。同时，管理系统按照GETSMT-107报警设计值，将异常数据与报警信息上传至用户，实现故障处理闭环，为实现安全用电实现技术保障。

管理系统由能源监测分析、报警管理、设备管理、运维管理和系统管理模块四个部分组成。系统对不同角色实现权限分配，并针对不同设备管理需求提供多种功能，实现设备统筹管理和运维巡检闭环管理。

系统运用于17台大型用电设备上，并完成了数据的采集汇总。通过计算同型号设备不

同使用年限后的单位能耗差值，估算年平均成本差值，对超出计划运转的寿命仍然正常运营

的设备给出更换建议。管理人员从系统运行安全、系统维修安全、服务运行安全和数据库安全多个角度出发，采取四项技术措施，来保障管理系统的安全运行。