近日，上海交通大學電子信息與電氣工程學院李少遠教授帶領其團隊成員陳宇韜、陳彬彬以上海市南區供水管網為設計對象，研發出了“城市分布式供水管網監控系統”。該系統宛如安裝在城市水網上的一雙“智慧之眼”，實現了對供水管網的動態、實時管理，及時處理突發事故，降低管網運行能耗，或將有效破解市民用水難題。
實時監測每一滴水的“行蹤”

據李少遠介紹，以市南區華翔路泵站為例：若華翔路泵站管理區域發生紅色報警，工作人員可以直接在監控系統圖上點擊進入華翔路泵站，與泵站相連的閥門、蓄水池、及現場儀表的運行狀況就可以清晰展現出來。例如，2號進水管水壓超過高危值時，2號進水管的當前水壓數是多少、超過高危值多少等所有報警信息都能夠在監控系統里得到實時反映。報警、標簽、嚴重等級、整個管網的運行數據，可以以趨勢圖的形式直觀反映出來，而且每日的管網運行數據，還可以記錄在數據庫中，以供監控中心分析優化。
“經過泵站的每一滴水都會被監控系統記錄在案”李少遠說，監控系統能夠實現監測點與監測點、監測點與泵站、泵站與調度中心的同步聯系，實時獲取管網運行狀態。泵站同時是一個操作管理系統，一旦發生“險情”，只要輕點鼠標，就能“指揮”閥門、蓄水池、抽水泵等現場進行及時“排險”。

據了解，大型城市供水管網，一端連接著水源，另一端則連接著千家萬戶。水網的設計、控制與優化調度問題，是供水行業亟待解決的問題，也是與百姓生活密切相關的問題。傳統的供水管網的運行調度憑借簡單的統計數據計算完成，甚至僅憑個人的經驗決策。而分布式供水監控系統實現了對供水管網的科學管理，能及時處理突發事故，具有重要的經濟與社會價值。

水網變“聰明” 節能又降耗

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。

 如果城市供水管網采用“分布式供水管網監控系統”，就能變得“聰明”起來。因為它不僅可以實現自動恒壓供水，還能通過改變水泵機組的啟停組合和變頻轉速控制，在不影響供水的前提下，顯著減少泵站總功率，實現節能降耗。
“其實原理很簡單，變頻水泵比定速水泵節能”李少遠介紹，由于供水壓力指標通常無法變更，節能的一個主要手段就是利用水廠加壓和泵站加壓，減少供水管網中的水頭損失。加壓、減壓需要通過水泵來操作。“傳統的供水網是定速泵為主，無論水壓高低，水泵工作的功率是不變的。當水泵出水量減少時，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，這就造成了能量的浪費。而分布式供水管網監控系統則采用的是變頻泵，實現水泵隨用水量的變化自動調速，減少水泵揚程過剩的狀態，降低輸出功率，進而達到節能的目的。”