【摘要】為了減少污水處理設備產生的各種諧波，使用有源電力濾波器進行諧波處理，通過確定主要諧波源、檢測和計算諧波分量，大大降低了電力系統中三相電流的畸變率，提高了電能質量；諧波分量的抑制減少了諧波引起的電氣設備故障，保證了電力系統的正常運行。

1.引言

目前，我國水污染問題日益突出，嚴重阻礙了經濟社會的發展。污水處理廠作為污水處理的主要設施，在保護環境方面發揮著巨大的作用。污水處理系統范圍廣，容量大，設備多，直接影響人們的工作和生活。

根據國家標準，城市大中型污水處理廠的用電負荷等級通常考慮二級負荷，由兩條高壓線供電。為了保證供電的可靠性，廠內變電站通常設置兩個變壓器。

污水處理廠的主要電氣設備是風扇和水泵。特別是曝氣鼓風機、進水提升泵等設備，單機功率相對較大。此外，由于工藝需要，有許多設備由變頻器控制。例如，曝氣鼓風機通常由變頻器調速控制，以調節生化池中的曝氣量和供氣壓力，使生化處理達到良好的運行狀態。進水提升泵通常由變頻器調速，水泵的速度根據泵池的液位調節，從而實現恒液位控制。

污水處理廠自動控制水平相對較高，需要檢測流量、液位、壓力、水質分析等。在工藝處理過程中，采集主要工藝和電氣設備的運行狀態信號，設置自動控制和自動調節系統，以滿足工藝設備的運行要求。以上都需要大量的PLC控制器來實現。

變壓器、電機、變頻器、PLC控制器等。在污水處理廠的正常運行過程中會產生大量的諧波，這是污水處理廠的主要諧波源。這些諧波會對工廠的配電系統和各種電氣設備產生不同程度的影響和危害，從而帶來安全隱患。

2.AcrelEMS-SW智能水務能效管理平臺

2.1平臺概述

從終端感知、邊緣計算到能效管理平臺，安科瑞電氣擁有產品生態系統，AcrelEMS-SW智能水務能效管理平臺通過安裝保護、監控、分析和處理污水廠源、網絡、荷載、儲存和充電的關鍵節點，監測污水廠的總能耗和能耗強度，重點監測能源設備的能效，保護污水廠的安全可靠運行，提高污水廠的能效，為污水處理的能效管理提供科學精細的解決方案。

2.2平臺組成

AcrelEMS智能水務綜合能效管理系統由變電站綜合自動化系統、電力監控和能效管理系統組成，涵蓋水務中壓變配電系統、電氣安全、應急電源、能源管理、照明控制、設備運維等。，幫助運維管理人員通過一套平臺和一個APP實時了解水務配電系統的運行情況，并根據權限適用于水務后勤部門的管理需求。

2.3平臺拓撲圖

2.4平臺子系統

2.4.1變電站綜合自動化系統及電力監控

在35kV的水務配電系統中、繼電保護和弧光保護配置10kV電壓等級，實現遙測、遙信、遙控、遙控等功能，及時對異常情況進行預警。

監測電流、電壓、有功/無功功率、功率因數、負荷率、溫度、三相平衡、異常報警等數據。變壓器、泵和鼓風機。

2.4.2電能質量監測與治理

通過監測其配電系統的諧波畸變、電壓波動、閃變和容忍度指標，分析其電能質量，并配置相應的電能質量控制措施，通過監測其配電系統的諧波畸變、電壓波動、閃變和容忍度指標，提高供電電能質量。

2.4.3電動機管理

電機監控實現了電機在水中的保護、遠程測量、遠程信任和遠程控制功能。電機保護器可以保護、監控和報警過載、短路、缺相、漏電等異常情況。高效準確地反映故障狀態、故障時間、故障地點及相關信息，并對電機進行健康診斷和預防性維護。同時支持PLC、配合軟啟動、變頻器等，實現電機自動或遠程控制，對各工藝設備進行監控和控制，確保正常生產。

2.4.4能耗管理

為水務建立計量系統，展示水務的能源流向和能源損失，通過能源流向圖幫助水務分析能源消耗的去向，找出能源消耗的異常區域。

從多個維度對比分析所有相關能源參數，實現各工藝環節的能耗對比，幫助領導控制整個工廠的能耗、能耗、標準煤排放等情況。

能源消耗數據統計收集污水廠、自來水廠、水泵站等的用電、用水、燃氣、冷熱消耗。，同比對比分析，計算總能耗和能耗強度，計算標準煤和CO2排放統計趨勢。

能效分析按照三級計量結構分別進行能效分析，滿足能源管理體系的要求，可以分析各車間/職能部門的能效水平，如同比、環比、標gan等。通過污水處理產量和系統采集的能耗數據，在污水單耗中生成污水單耗趨勢圖，進行同比和環比分析，同時對標行業/國家/國際先jing指標中的污水單耗，使企業能夠根據產品單耗調整生產工藝，從而降低能耗。

2.4.5智能照明控制

該系統為污水處理廠、自來水處理廠、水泵站等提供照明控制管理方案，支持單一控制、區域控制、自動控制、感應控制、定時控制、場景控制、調光控制等多種控制方式。模塊可以根據經緯度自動識別日出日落時間，盡可能利用自然光，實現室內和工廠照明的智能控制，達到安全、節能、舒適、高效的目的。

2.4.6電氣安全

對配電系統電路的漏電電流和電纜溫度進行監測，實現對污水廠、自來水廠、泵站的電氣安全預警。

根據預設的應急預案，快速啟動疏散計劃，引導人員疏散。系統連接消防應急照明指示系統數據，通過平面圖顯示疏散指示燈的工作狀態和異常情況。

對消防設備的工作電源進行監測，確保消防設備在發生火災時能夠正常投入使用。

2.4.7防火門監控系統

防火門監控系統集中控制防火門監控模塊、電動閉門器、電磁釋放器等各種終端設備的工作狀態，實時監控疏散通道防火門的開啟、關閉和故障狀態，顯示終端設備的開啟、短路等故障信號。該系統采用消防二總線將具有通信功能的監控模塊相互連接。當終端設備出現短路、斷路等故障時，防火門監控器可以發出報警信號，可以指示報警部位，保存報警信息，保證電氣安全的可靠性。

2.4.8環境監測

溫度、濕度、煙霧、積水浸水、視頻、UPS電池之間可燃氣體濃度的展示和預警，以保證污水廠、自來水廠、泵站的安全運行。當可燃氣體或有害氣體濃度超標時，可以自動啟動排氣扇或新風系統，消除隱患，保持良好的水處理環境。

2.4.9分布式光伏監測

實時監控電流、電壓、功率等電氣參數，以及低壓并網柜每道路的斷路器開關狀態，監控逆變器的運行，監控輸入DC電壓、DC電流、DC功率、逆變器交流電壓、交流電流、頻率、功率因數、當前發電功率和累計發電量的逆變器DC側每個光伏組串，曲線繪制上述監測的每個參數的歷史數據。

結合工廠實際分布情況，平臺通過3D或2.5D平面圖顯示屋頂和車棚內分布的分布式光伏組件，顯示匯流箱和網點的位置，以及每個屋頂的安裝容量。

2.4.10過程仿真監控

平臺通過2D、3D方法實時監控粗格柵、污水提升、細格柵、曝氣沉砂、改良生化處理、二沉、氯接觸消毒、污泥濃縮壓濾、生物除臭等工藝設備的運行狀態。安裝電機保護安裝在低壓電機控制柜或低壓饋電柜中，如格柵清渣機、污水提升泵、回流泵、曝氣風機、加藥泵、濃縮壓濾機、吸沙泵、吸泥泵等。，用于短路、過流、過載、啟動超時、斷相、不平衡、低功率、接地/漏電、te保護、堵塞、逆序、溫度保護和外部故障連鎖停機。、配合軟啟動、變頻器等，實現電機自動或遠程控制，對各工藝設備進行監控和控制，確保正常生產。

3..有關平臺部署硬件選擇清單

4. 總結

在污水處理廠項目中,應根據實際諧波負載的類型、大小和分布情況,科學合理地選擇諧波補償方案。可采用單一補償方案,也可同時采用多種補償方案。當電網中需要同時進行諧波和無功補償時,也可采用混合動態消諧補償裝置。并根據諧波電流計算,選擇合適的有源電力濾波器型號,以達到對污水處理廠電網中諧波治理的目的,保證電源質量和電氣設備的安全運行。

參考文獻

[1]孫美君.工業與民用配電設計手冊[M北京:中國電力出版社2005.

[2]王兆安,楊君,劉進軍諧波抑制與無功功率補償M北京機械工業出版社,1998.

[3] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.05版

[4] 馬建彬，韓海寧，邱俊華，郝華.有源電力濾波器在污水處理廠中的應用