CN115936923A - 一种智能水务管理信息系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能水务管理信息系统，通过水管网管管理系统、可视化系统、用水在线监测系统、水平衡管理及预警分析系统,综合查询、统计、量测、等实现管网智慧运维。建立水平衡动态模型，开展全厂水平衡动态管理。收集全厂取水、用水及排水的水量及水质数据，开展系统自用水率、回收率、用水水耗等指标统计及分析，对各用水系统进行评价；分析用水情况，分析火电厂水量消耗、分配及排放之间的平衡关系，开展各水系统水量、水质的实时展示、动态分析、趋势预测。提出控制措施及目标，保证合理的单位发电取水量、耗水量。最终实现全厂的动态水平衡、各用水系统的动态水平衡，同时在此基础上，实现水务系统的在线优化指导和预警。

Description

一种智能水务管理信息系统

技术领域

本发明涉及火电厂水务管理技术领域，具体涉及一种智能水务管理信息系统。

背景技术

火力发电企业是工业用水大户，用水量和排水量十分巨大，而且电厂内用水系统类型多样，各系统的用水量以及对水质的要求不同，水务管理工作是直接影响企业生产经营和持续发展的重要因素。根据《火力发火电厂水务管理导则》DL/T1337-2014[7]要求：“火力发火电厂应建立全厂主要水系统的水量平衡、水质监测体系；在确保设备安全的前提下，提高企业的用水效率，降低全厂单位发电量和排放水量”。由此，处理好火电厂在法阵过程中，保证用水量及用水质量稳定的问题亟待解决，

专利号为“CN202010821955.9”的“一种智慧水务综合管理系统、方法、以及存储介质”，获取用户登录信息，基于用户登录信息确认用户身份；获取所确认用户对水务不同项目的关注情况，同时基于水务不同项目所存在问题的严重程度，对水务综合管理系统中不同水务项目所在位置作适应于用户需求的调整；展示调整后的水务管理系统。通过采用上述技术方案，能够及时确认用户身份，并基于用户身份情况获取用户对水务不同项目的关注情况以及目前水务项目存在问题的严重程度，合理对水务项目作出调整，从而更好的满足一定用户的需求。该系统无法获取水务系统中的水量和水质，其仅是对用户用水进行统计，无法对水质、水量进行分析，因此现有的水务管理系统还无法解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能水务管理信息系统，通过构建全厂输水管网的三维可视化平台并以管理分析、开放性关系型数据库为基础，融合现场通信技术、数据库技术、Web技术、HMI技术、B/S技术等，解决了掌握发电水耗与实时用水量，和水量的在线自动统计，及时发现问题，避免水资源浪费，大大降低水耗，保护环境。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种智能水务管理信息系统，包括以下内容：

水管网管管理系统，所述水管网管管理系统收集测量数据，并根据收集数据对用水管网进行编码，所述水管网管管理系统包括水系统管网信息数据库、管理台账和水系统三维管网系统；

可视化系统，所述可视化系统连接于水管网管管理系统，所述可视化系统包括三维建模系统；

用水在线监测系统，所述用水在线监测系统连接于水管网管管理系统，所述用水在线监测系统包括数据采集系统、数据存储系统和数据仿真系统；

水平衡管理及预警分析系统，所述水平衡管理及预警分析系统连接于用水在线监测系统、可视化系统和水管网管管理系统。

前述智能水务管理信息系统，所述水管网管管理系统的水系统管网信息数据库连接于数据采集系统，所述水系统管网信息数据库、管理台账和水系统三维管网系统相互连接，所述水系统三维管网系统连接于可视化系统。

前述智能水务管理信息系统，所述水系统管网信息数据库用于储存全网各个类型的模型数据、监测数据等，所述水系统管网信息数据库还连接于外部设备，所述管理台账用于对全网水系统进行统计管理、维护，所述水系统三维管网系统对全网水系统连接可视化系统对整理好的全网水系统数据进行三维建模。

前述智能水务管理信息系统，所述可视化系统的三维建模系统连接于用水在线监测系统中的数据采集系统，将数据采集系统实时采集的水量、水质等数据输入三维建模系统中，实时显示水量、水质变化。

前述智能水务管理信息系统，所述用水在线监测系统的数据采集系统、数据存储系统和数据仿真系统相互连接，所述数据采集系统可以将实时采集的数据回传至水管网管管理系统，所述数据仿真系统连接于三维建模系统动态仿真水量、水质动态，所述数据存储系统对系统中的数据进行储存，所述数据存储系统连接于外部设备，通过外部设备可以对仿真结果进行调整，及时收集仿真结果及实时采集的数据。

前述智能水务管理信息系统，所述水平衡管理及预警分析系统包括水平衡管理系统和预警分析系统，所述水平衡系统连接于数据仿真系统生成全网各个用水系统动态平衡图后，由所述数据仿真系统进行仿真分析。

前述智能水务管理信息系统，所述预警分析系统连接于数据仿真系统，当数据仿真系统的仿真结果出现错误时，所述预警分析系统进行报错，并对水管网管管理系统输送结果。

前述智能水务管理信息系统，所述水平衡管理及预警分析系统基于数据采集系统实时采集的数据，通过可视化系统实现多个类型的用水系统动态平衡图自动更新、动态展示，建立多个机理模型，并通过连接数据仿真系统实现应用分析。

前述智能水务管理信息系统，还包括水平衡动态管理系统，所述水平衡动态管理系统连接于水管网管管理系统，在水管网管管理系统接收到预警分析系统进行报错信息后，通过水平衡动态管理系统对全网的水系统进行平衡调整。

前述智能水务管理信息系统，所述水平衡动态管理系统动态测试全网水系统仿真及建模结果，对偏离预期的仿真及建模进行调整。

与现有技术相比，本发明的有益之处在于：通过综合查询、统计、量测、等实现管网智慧运维。建立水平衡动态模型，开展全厂水平衡动态管理。收集全厂取水、用水及排水的水量及水质数据，开展系统自用水率、回收率、用水水耗等指标统计及分析，对各用水系统进行评价；分析用水情况，分析火电厂水量消耗、分配及排放之间的平衡关系，开展各水系统水量、水质的实时展示、动态分析、趋势预测。提出控制措施及目标，保证合理的单位发电取水量、耗水量。

附图说明

图1是本发明的智能水务管理信息系统流程图；

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

本发明的实施例1：一种智能水务管理信息系统中，包括以下内容：

水管网管管理系统，所述水管网管管理系统收集测量数据，并根据收集数据对用水管网进行编码，所述水管网管管理系统包括水系统管网信息数据库、管理台账和水系统三维管网系统；

可视化系统，所述可视化系统连接于水管网管管理系统，所述可视化系统包括三维建模系统；

用水在线监测系统，所述用水在线监测系统连接于水管网管管理系统，所述用水在线监测系统包括数据采集系统、数据存储系统和数据仿真系统；

水平衡管理及预警分析系统，所述水平衡管理及预警分析系统连接于用水在线监测系统、可视化系统和水管网管管理系统。

在本实施例中，构建全厂输水管网的三维可视化平台并以管理分析、开放性关系型数据库为基础，并融合了现场通信技术、数据库技术、Web技术、HMI技术、B/S技术等的一体化的数据采集监视系统构建智慧水务管控系统。通过对大数据的深入挖掘分析，可以运用演化图表提供客观的管理依据，有目的性的为未来决策提供助力。具体地，水管网管管理系统对全用水管网进行编码，编码方式可以选用国标KKS编码原则。再收集用水在线监测系统传来的数据，以数据库以及外部网络的数据支持，可以使本系统中的可视化系统的建模更加符合实际情况，便于使用者直观操作，大大减少了使用者的工作量。且用水在线监测系统实时采集数据，以便于更新模型，使得模拟模型始终随实际情况变化，便于快速、精准的解决遇到的问题，还通过数据仿真系统提升本同实施过程中的稳定性，减少失误。水平衡管理及预警分析系统，根据实时数据等制作动态水平衡图，实现对水系统的动态监测。以此实现在构建的水务管控平台的基础上，加强用水科学管理，实现输水系统管网的实时、动态监控，最大限度地节约用水和合理用水。通过建立火电厂水系统数字地理空间信息台账，构建用水管网三维模型，实现用水管网的三维系统化管理，结合地理信息系统(GIS)技术、数据库技术和三维技术，直观显示地下水管的空间层次、位置，采用三维模拟技术，形象展现火电厂水系统管网的埋深、走向、介质和阀门井等相关系统，直观实现水系统管网的“集中管理、分部应用”。通过综合查询、统计、量测、等实现管网智慧运维。

水系统管网信息数据库用于储存全网各个类型的模型数据、监测数据等，水系统管网信息数据库还连接于外部设备，管理台账用于对全网水系统进行统计管理、维护，水系统三维管网系统对全网水系统连接可视化系统对整理好的全网水系统数据进行三维建模。在本实施例中，建立水平衡动态模型，开展全厂水平衡动态管理。收集全厂取水、用水及排水的水量及水质数据，开展系统自用水率、回收率、用水水耗等指标统计及分析，对各用水系统进行评价；分析用水情况，分析火电厂水量消耗、分配及排放之间的平衡关系，开展各水系统水量、水质的实时展示、动态分析、趋势预测。提出控制措施及目标，保证合理的单位发电取水量、耗水量。

可视化系统的三维建模系统连接于用水在线监测系统中的数据采集系统，将数据采集系统实时采集的水量、水质等数据输入三维建模系统中，实时显示水量、水质变化。及时把控水质，提升运行控制决策科学化，最终实现全厂环境效益和经济效益最大化。根据买方提供的测量数据，实现设备、管道、系统、布置、走向的三维建模和可视化展示。在本实施例中，根据买方提供的设计图纸和管网数据，利用三维模型技术建立一个与电厂信息数据一致的三维虚拟可视化水务系统，将水务系统数据和信息与三维虚拟电厂有机结合起来，实现电厂物理对象的数字化、数据的立体化和直观化。

本发明的实施例2：一种智能水务管理信息系统中，用水在线监测系统的数据采集系统、数据存储系统和数据仿真系统相互连接，数据采集系统可以将实时采集的数据回传至水管网管管理系统，数据仿真系统连接于三维建模系统动态仿真水量、水质动态，数据存储系统对系统中的数据进行储存，数据存储系统连接于外部设备，通过外部设备可以对仿真结果进行调整，及时收集仿真结果及实时采集的数据。在本实施例中，利用实时采集的数据进行三维建模，使得模型更贴近全厂的实际情况，又因为本系统还连接于数据库和外部数网络，使得生成的模型更加严谨，失误率低，大大提升了工作效率。实现将水系统管网数字化，厂区全范围大场景网格化监管与调控，随着技术的发展逐步建立智能水务系统运行小场景精细化决策与生产。

本发明的实施例3：一种智能水务管理信息系统中，水平衡管理及预警分析系统包括水平衡管理系统和预警分析系统，水平衡系统连接于数据仿真系统生成全网各个用水系统动态平衡图后，由数据仿真系统进行仿真分析。通常对水质的监测项目主要为TDS(总含盐量)、SS(悬浮物)。数值范围根据监测地点的水质不同分为：原水(地下水或地表水)来水水质TDS≤1000mg/L，SS≤20mg/L；化学水系统补充水水质TDS≤1000mg/L，SS≤10mg/L；工业废水处理系统出水水质TDS≤4000mg/L，SS≤10mg/L；生活污水处理系统出水水质TDS≤500mg/L，SS≤10mg/L；含煤废水处理系统出水水质SS≤10mg/L；锅炉排水水质TDS≤200mg/L；脱硫工艺水补充水水质TDS≤4000mg/L，SS≤10mg/L；生活用水补充水TDS≤1000mg/L，浊度≤3NTU；回用雨水监测TDS≤1000mg/L。为了实现本系统运行的拟真化在对水系统管网生成动态平衡图后，进行数据仿真分析。具体地，由于火电厂有多个系统，例如：地下水、地表水、生活用水、雨水、化学补充水等，需根据水质分别评价，评价方式主要为TDS和SS(或浊度)，根据TDS、SS的不同判断是否需要对系统进行补水，以及补水是否满足系统要求，以便于后续实现对系统的安全运行起提示作用。同时还以此来实现厂内水系统的分类、分质回用和梯级利用，节约资源，提高经济效益。

预警分析系统连接于数据仿真系统，当数据仿真系统的仿真结果出现错误时，预警分析系统进行报错，并对水管网管管理系统输送结果。实现管理智慧化利用实时数据与大数据结合再进行机理建模，建立智慧水质优化管理，智能分析各部分用水量、各部分水质情况、补水状况等，实现厂区用水、生产水循环的智能化分析，降低水耗、药耗、及时把控水质，提升运行控制决策科学化，最终实现全厂环境效益和经济效益最大化。

水平衡管理及预警分析系统基于数据采集系统实时采集的数据，通过可视化系统实现多个类型的用水系统动态平衡图自动更新、动态展示，建立多个机理模型，并通过连接数据仿真系统实现应用分析。通过现场仪表的数据采集回传，系统实时监测全厂水管路的水量、水质情况，采用大数据技术进行历史保存、查询、统计、自动监测，结合三维可视化系统，实现水量、水质的动态在线仿真展示。

本发明的实施例4：一种智能水务管理信息系统，还包括水平衡动态管理系统，水平衡动态管理系统连接于水管网管管理系统，在水管网管管理系统接收到预警分析系统进行报错后，通过水平衡动态管理系统对全网的水系统进行平衡调整。各个系统对全厂水系统进行实时采集数据、实时调整模型、实时调整仿真等，当各个系统中检测出错误时，水平衡动态管理系统根据分析出的结果、具体问题对全网水系统进行平衡调整。自动计算发电水耗，自动诊断水量使用状况，及时发现不合理的用水现象与管网漏水缺陷，完善节水设施，实现水资源的梯级利用。

水平衡动态管理系统动态测试全网水系统仿真及建模结果，对偏离预期的仿真及建模进行调整。结合三维用水管网系统，实现水平衡图的自动更新，水平衡动态测试及应用分析，实时指导用水调整，达到优化用水，降低发电水耗，提高用水效率和效益，减少废水排放。

本发明的一种实施例的工作原理：如图1所示，本发明的智能水务管理信息系统，通过水管网管管理系统对全厂水系统进行管理，对用水在线监测系统实时收集的数据、仿真和存储，再通过可视化系统进行三维建模，实现模型实时调整，模型和仿真结果更贴合实际，水平衡管理及预警分析系统再对上述仿真及模型进行确认，将问题发回至水管网管管理系统，水管网管管理系统通过其连接的水平衡动态管理系统对全网水系统进行平衡调整。通过综合查询、统计、量测、等实现管网智慧运维。建立水平衡动态模型，开展全厂水平衡动态管理。收集全厂取水、用水及排水的水量及水质数据，开展系统自用水率、回收率、用水水耗等指标统计及分析，对各用水系统进行评价；分析用水情况，分析火电厂水量消耗、分配及排放之间的平衡关系，开展各水系统水量、水质的实时展示、动态分析、趋势预测。提出控制措施及目标，保证合理的单位发电取水量、耗水量。掌握了全厂用水状况，并对用水现状进行合理化分析，将全厂水系统生成可视化三维模型，准确将水管网与数据对应，建立用水档案，实现对全网用水的精准把控，节约资源，提高经济效益。

Claims (10)

1.一种智能水务管理信息系统，其特征在于，包括以下内容：

水管网管管理系统，所述水管网管管理系统收集测量数据，并根据收集数据对用水管网进行编码，所述水管网管管理系统包括水系统管网信息数据库、管理台账和水系统三维管网系统；

可视化系统，所述可视化系统连接于水管网管管理系统，所述可视化系统包括三维建模系统；

用水在线监测系统，所述用水在线监测系统连接于水管网管管理系统，所述用水在线监测系统包括数据采集系统、数据存储系统和数据仿真系统；

水平衡管理及预警分析系统，所述水平衡管理及预警分析系统连接于用水在线监测系统、可视化系统和水管网管管理系统。

2.根据权利要求1所述的智能水务管理信息系统，其特征在于，所述水管网管管理系统的水系统管网信息数据库连接于数据采集系统，所述水系统管网信息数据库、管理台账和水系统三维管网系统相互连接，所述水系统三维管网系统连接于可视化系统。

3.根据权利要求2所述的智能水务管理信息系统，其特征在于，所述水系统管网信息数据库用于储存全网各个类型的模型数据、监测数据等，所述水系统管网信息数据库还连接于外部设备，所述管理台账用于对全网水系统进行统计管理、维护，所述水系统三维管网系统对全网水系统连接可视化系统对整理好的全网水系统数据进行三维建模。

4.根据权利要求3所述的智能水务管理信息系统，其特征在于，所述可视化系统的三维建模系统连接于用水在线监测系统中的数据采集系统，将数据采集系统实时采集的水量、水质等数据输入三维建模系统中，实时显示水量、水质变化。

5.根据权利要求1所述的智能水务管理信息系统，其特征在于，所述用水在线监测系统的数据采集系统、数据存储系统和数据仿真系统相互连接，所述数据采集系统可以将实时采集的数据回传至水管网管管理系统，所述数据仿真系统连接于三维建模系统动态仿真水量、水质动态，所述数据存储系统对系统中的数据进行储存，所述数据存储系统连接于外部设备，通过外部设备可以对仿真结果进行调整，及时收集仿真结果及实时采集的数据。

6.根据权利要求1所述的智能水务管理信息系统，其特征在于，所述水平衡管理及预警分析系统包括水平衡管理系统和预警分析系统，所述水平衡系统连接于数据仿真系统生成全网各个用水系统动态平衡图后，由所述数据仿真系统进行仿真分析。

7.根据权利要求6所述的智能水务管理信息系统，其特征在于，所述预警分析系统连接于数据仿真系统，当数据仿真系统的仿真结果出现错误时，所述预警分析系统进行报错，并对水管网管管理系统输送结果。

8.根据权利要求7所述的智能水务管理信息系统，其特征在于，所述水平衡管理及预警分析系统基于数据采集系统实时采集的数据，通过可视化系统实现多个类型的用水系统动态平衡图自动更新、动态展示，建立多个机理模型，并通过连接数据仿真系统实现应用分析。

9.根据权利要求1所述的智能水务管理信息系统，其特征在于，还包括水平衡动态管理系统，所述水平衡动态管理系统连接于水管网管管理系统，在水管网管管理系统接收到预警分析系统进行报错信息后，通过水平衡动态管理系统对全网的水系统进行平衡调整。

10.根据权利要求9所述的智能水务管理信息系统，其特征在于，所述水平衡动态管理系统动态测试全网水系统仿真及建模结果，对偏离预期的仿真及建模进行调整。

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