上海交大研发城市供水监控系统 或破解用水难题

近日，上海交通大学电子信息与电气工程学院李少远教授带领其团队成员陈宇韬、陈彬彬以上海市南区供水管网为设计对象，研发出了“城市分布式供水管网监控系统”。该系统宛如安装在城市水网上的一双“智慧之眼”，实现了对供水管网的动态、实时管理，及时处理突发事故，降低管网运行能耗，或将有效破解市民用水难题。
实时监测每一滴水的“行踪”

据李少远介绍，以市南区华翔路泵站为例：若华翔路泵站管理区域发生红色报警，工作人员可以直接在监控系统图上点击进入华翔路泵站，与泵站相连的阀门、蓄水池、及现场仪表的运行状况就可以清晰展现出来。例如，2号进水管水压超过高危值时，2号进水管的当前水压数是多少、超过高危值多少等所有报警信息都能够在监控系统里得到实时反映。报警、标签、严重等级、整个管网的运行数据，可以以趋势图的形式直观反映出来，而且每日的管网运行数据，还可以记录在数据库中，以供监控中心分析优化。
“经过泵站的每一滴水都会被监控系统记录在案”李少远说，监控系统能够实现监测点与监测点、监测点与泵站、泵站与调度中心的同步联系，实时获取管网运行状态。泵站同时是一个操作管理系统，一旦发生“险情”，只要轻点鼠标，就能“指挥”阀门、蓄水池、抽水泵等现场进行及时“排险”。

据了解，大型城市供水管网，一端连接着水源，另一端则连接着千家万户。水网的设计、控制与优化调度问题，是供水行业亟待解决的问题，也是与百姓生活密切相关的问题。传统的供水管网的运行调度凭借简单的统计数据计算完成，甚至仅凭个人的经验决策。而分布式供水监控系统实现了对供水管网的科学管理，能及时处理突发事故，具有重要的经济与社会价值。

水网变“聪明” 节能又降耗

目前，让供水部门头疼的主要问题是供水能耗。供水部门都是能耗大户，其电力成本支出平均占自来水成本的30%~40%。也就是说，人们平时交的水费帐单，其中3-4成是为电费成本买单的。

 如果城市供水管网采用“分布式供水管网监控系统”，就能变得“聪明”起来。因为它不仅可以实现自动恒压供水，还能通过改变水泵机组的启停组合和变频转速控制，在不影响供水的前提下，显著减少泵站总功率，实现节能降耗。
“其实原理很简单，变频水泵比定速水泵节能”李少远介绍，由于供水压力指标通常无法变更，节能的一个主要手段就是利用水厂加压和泵站加压，减少供水管网中的水头损失。加压、减压需要通过水泵来操作。“传统的供水网是定速泵为主，无论水压高低，水泵工作的功率是不变的。当水泵出水量减少时，水泵工作扬程将增大，所以为了保证用户终端用水的压力，供水泵站在绝大部分时间都处于扬程过剩状态，这就造成了能量的浪费。而分布式供水管网监控系统则采用的是变频泵，实现水泵随用水量的变化自动调速，减少水泵扬程过剩的状态，降低输出功率，进而达到节能的目的。”