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摘 要：高校在经过几轮合并潮之后，无论是211高校还是非重点院校，大都变成了一个个包含多个校区或分院的高校“航空母舰”。各个学校基于保证供电供水安全考虑，都有需要将配电管理和供水管理改造成基于EPON光纤网络的信息化系统。在高校校园内充分利用高校校园EPON光纤网络建设高速、智能化、信息化、人性化的配电系统和供水系统，既可以实现水电管网异常快速反应与处理，又可以在占地面积广阔的校园内降低人工巡查的劳动强度，为高校降低办学成本，提升管理水平奠定基础。
关键词：EPON光纤网络 配电网 加压泵站 供水管网 信息化
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（c）-0006-02
1 高校配电系统供水系统面临的新形势
高校经过合并、扩招、设立新校区等几轮“膨胀”之后，配电网络范围、配电室数量、配电箱数量等都急剧变大，再加上不是统一规划和建设，各种年代的设备都有、技术参数和性能差异大，存在非常大的管理难度；其次校园面积也成倍增长，巡查难度加大；另外一些容易遭受水灾的城市，其区域内高校的配电运行安全更需要有新的技术手段来保障。高校供水，大多采用主备供水模式，即市政供水主供，学校内部设立蓄水池进行二次加压供水作为备供，针对高层建筑，都是在楼栋内设计变频加压泵，以解决高层建筑市政供水压力不足的问题，其他配电系统面临的问题在供水上问题更突出，一些建校年代久远的高校，连供水管网图都缺失，供水管网的走向、材质、口径等信息都不清楚，常常出现一处维修到处关阀就是达不到停水的目的。
水电作为学校正常教学生活的必需品，如何正常保障供给都不是一个可以轻视的问题。
2 高校配电系统信息化建设设计
高校在保障正常教学生活的过程中，都建设了成熟的基于EPON的光纤网络，这条学校范围内的通信“高速公路”延伸到了每栋建筑、每个房间，具有带宽高、数据吞吐量大、可配置的特点，在这条信息的“高速公路”上可以复合学校所有的管理业务，一种方式是多纤芯的光纤网络环境下，不同的业务采用不同的纤芯，实现物理上的相互隔离，保证各自系统的独立性，有利于各个系统运行安全可靠。另外一种是采用基于VPN虚拟隧道技术，不同的业务通过不同的“隧道”保证数据与业务的隔离。无论采用何种方式，对于我们需要建设的基于EPON光纤网络的配电自动化、信息化系统都是能够实现的。
配电系统信息化建设要能实现：电网各级设备运行工况诊断、电能质量异常报警、节约电能的使用（提高功率因素）、各开关各设备以及配电室或配电房环境监测，从而实现无人值守，有异常自动告警甚至自动处理的目的。
配电系统信息化建设主要设备包括：基于校园EPON光纤网的配电室ONU单元、交换机设备、数据采集网关，另外功能单元级设备包括：电操开关、多功能智能电表（功能包括：有无功电量、电流电压、谐波含量等）、烟感、红外感应、温度感应、摄像头等末端传感计量设备。
通过各个功能设备的运行，可以实现以下功能。
（1）各个配电回路的开关状态检测包含开关的开闭情况，在电路出现紧急情况或异常时，可以通过远程指令控制开关动作，保障供电安全。
（2）多功能智能電表可以计量每个回路的有无功电量、三相电流、三相电压、各类用电极值、事件上报、谐波电量等为下一步的管理和控制提供依据，在出现电能质量严重异常时，可以实时触发配电系统的相关管理功能，下发各项操作和指令，以保证电网安全。
（3）烟感和温感设备是在配电室运行出现异常时，通过采集网关设备向控制中心告警。
（4）攝像头在配电室配置和安装，可以实现远程视频监控，一旦有非法进入（包括人以及动物等）以及积水等，立即进行报警，并通过系统自动拨号警示管理人员。
（5）通过系统的监测联动运行，动态生成一次接线图（含各种瞬变监测量）、二次接线图，能明确直观地表述各个配电房线路的实际情况。在后台系统中提供接口接以收标准的XML格式文件传输的各级计量电量数据，提供线损计算数据。功率因素计算，并控制无功补偿的投切等。
（6）针对多回路供电或供电环网，可以有效进行配电网潮流分析，各级断路器进行供电路由重组，及时对故障点进行诊断并采取隔离措施，保证配电网络安全。
总之，在正常运行情况下，通过监视配网运行工况，优化配网运行方式；当配网发生故障或异常运行时，迅速查出故障区段及异常情况，快速隔离故障区段，及时恢复非故障区域用户的供电，缩短对用户的停电时间，减少停电面积；根据配网电压合理控制无功负荷和电压水平，改善供电质量，达到经济运行目的；合理控制用电负荷，从而提高设备利用率；提高自动化运行与管理水平，达到减员增效的目的。
3 高校供水系统信息化建设设计
在通信网络建设方面供水系统的信息化与配电系统信息化可以共用同一个通信通道，都优先采用基于校园EPON光纤网络的通道，其中接入的中间设备与配电系统也相同，某些设备还可以共用。一些大口径的水表和压力表大都安装在户外井底下，要考虑通信信号线的入户问题，只有在信号线就近进入楼栋，才可以充分发挥校园网络的作用。针对各个二次加压泵站的无人值守通信设计，基本设计上与配电室的信息化建设相同。
供水系统信息化建设要能实现：用水楼栋以及单位耗水量计量、供水质量考核（供水质量包括用户端压力监测、水质监测等）；供水管网关键节点用量、流速、压力、水质监测，必要是通过电控阀门可以停止供水；市政供水主管道或者二次加压泵出水用量、流速、压力、水质监测；针对加压泵站的无人值守设计，包含视频监控、烟光感探头、红外感应、环境温湿度监测、排涝电泵的监测等。
供水系统信息化建设主要设备包括：各种口径智能远传水表（具有计量、流速、水质监测功能）、智能远传压力表、电控阀门、摄像头、温感光感、红外探头、水位监测传感、智能电表（监测变频泵站及排涝泵的运行工况）、智能变频泵本身的数据监测、数据采集网关、交换机、光纤接入设备（ONU等）。 通过各个功能设备的运行，可以实现以下功能。
（1）市政供水或二次加压供水的出水压力检测，防止压力过高或过低；安装带有水质监测功能的智能水表，可以达到在计量用水量的同时监测供水水质的变化，紧急情况下，可以通过电控阀门快速停水。
（2）通过安装温度感应、湿度感应可以监测各类设备是否处在安全运行环境，红外感应在有人或动物非法进入时，触动各种自动报警系统，防止用水安全事故的发生。
（3）摄像头的安装可以监视非法侵入，防止诸如投毒等恶性事件的发生；也可以通过视频图像进一步关注各类设备的运行，达到远程值守的目的。
（4）加压泵站的排涝池沟的水位监测，在发生透水事故导致泵站内水位快速上涨时，通过水位控制浮球，触动排涝电泵的投入运行，防止由于内涝导致设备和其他财产损失。
（5）对加压泵供电回路进行监测，可以及时发现变频加压泵的异常运行，在出现电压、电流、相位异常时，采取立即切断电源措施，防止变频泵损坏或损毁扩大。
（6）在供水管网关键节点安装智能远传水表（含计量、水质监测功能）、压力表，可以实现供水管网运行状态的监测，通过管网的压力损失及水损分析，及时发现暗涌和渗漏的发生，防止水资源的流失，减少损失。
（7）供水末端的用水单位进行用水计量与考核，可以实现收费与节能指标管理，而压力检测可以发现供水末端是否存在压力不够，需要进行加压供水；水质检测可以考核供水质量，为用户提供合格的水源，防止饮用水安全事故的发生。而控制阀可以在紧急情况下实现远程快速断水，防止水资源浪费。
总之，在系统正常运行情况下，为供水提供足够的保障，防止供水事故的发生，快速诊断问题，快速处理，最大程度防止停水的发生。通过系统的建设，提高管理水平，提升智能化程度，减少人工值班强度，达到减员增效的目的。
4 高校配电系统供水系统信息化建设的延伸应用
配电系统和供水系统可以结合学校GIS地理信息系统建设，将所有配电线路和供水管网实时反馈到地理信息系统中，无论是故障报警还是诊断都可以直观反应，管网材质、粗细、埋深都可以提供给维修人员，有利于快速处理问题。另外在配电网运行管理中针对不同的开闭回路是否要增容，是否需要调整电能分配，都可以由配电信息化系统提供改造依据。供水管网的管理与调整依据都可以来至于供水信息化系统，达到合理分配能源、高效利用能源的目的。
在用水用電的实际收费结算管理中可以与学校门户系统、财务系统、网络支付系统等系统实现无缝对接，可以实现用能的“互联网+”管理，为学校的水电运行与管理提供科学化、智能化、信息化、人性化服务。
通过配电系统信息化和供水系统信息化的建设，依托于学校EPON光纤网，可以极大地提升学校针对用电用水的管理水平、保障学校水电的供應、防止各类灾害事故的发生，通过综合管理可以减少能源的损耗，降低人员开支，无论从经济效益和社会效益来看，都有建设的价值和意义。
参考文献
[1] 李进玉，陈沛，配电通信网EPON光缆监测系统研究[J].电力信息与通信技术，2016（2）：128-132.
[2] 刘晓忠.基于EPON技术的配电自动化通信系统设计与实现[D].华北电力大学，2014.
[3] 曲毅，魏震波.智能电网配电自动化技术的发展[J].南方电网技术，2013（5）：56-60.
[4] 张建国，王晓春.配电自动化技术的发展及系统构成[J].河北电力技术，1998（6）：27-30.
[5] 沈承，俞亭超，张士乔.基于系统分析理论给水管网水质模型的建立[J].给水排水，2011（7）：158-160.
[6] 林坤，张世伟，苗英俊，等.变频恒压供水系统理论分析及方案设计[J].舰船防滑，2010（6）：13-18.
[7] 胡智锋.智慧校园设计的理论与技术基础研究[J].信息技术与信息化，2014（5）：190-195.
关键词：EPON光纤网络 配电网 加压泵站 供水管网 信息化
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（c）-0006-02
1 高校配电系统供水系统面临的新形势
高校经过合并、扩招、设立新校区等几轮“膨胀”之后，配电网络范围、配电室数量、配电箱数量等都急剧变大，再加上不是统一规划和建设，各种年代的设备都有、技术参数和性能差异大，存在非常大的管理难度；其次校园面积也成倍增长，巡查难度加大；另外一些容易遭受水灾的城市，其区域内高校的配电运行安全更需要有新的技术手段来保障。高校供水，大多采用主备供水模式，即市政供水主供，学校内部设立蓄水池进行二次加压供水作为备供，针对高层建筑，都是在楼栋内设计变频加压泵，以解决高层建筑市政供水压力不足的问题，其他配电系统面临的问题在供水上问题更突出，一些建校年代久远的高校，连供水管网图都缺失，供水管网的走向、材质、口径等信息都不清楚，常常出现一处维修到处关阀就是达不到停水的目的。
水电作为学校正常教学生活的必需品，如何正常保障供给都不是一个可以轻视的问题。
2 高校配电系统信息化建设设计
高校在保障正常教学生活的过程中，都建设了成熟的基于EPON的光纤网络，这条学校范围内的通信“高速公路”延伸到了每栋建筑、每个房间，具有带宽高、数据吞吐量大、可配置的特点，在这条信息的“高速公路”上可以复合学校所有的管理业务，一种方式是多纤芯的光纤网络环境下，不同的业务采用不同的纤芯，实现物理上的相互隔离，保证各自系统的独立性，有利于各个系统运行安全可靠。另外一种是采用基于VPN虚拟隧道技术，不同的业务通过不同的“隧道”保证数据与业务的隔离。无论采用何种方式，对于我们需要建设的基于EPON光纤网络的配电自动化、信息化系统都是能够实现的。
配电系统信息化建设要能实现：电网各级设备运行工况诊断、电能质量异常报警、节约电能的使用（提高功率因素）、各开关各设备以及配电室或配电房环境监测，从而实现无人值守，有异常自动告警甚至自动处理的目的。
配电系统信息化建设主要设备包括：基于校园EPON光纤网的配电室ONU单元、交换机设备、数据采集网关，另外功能单元级设备包括：电操开关、多功能智能电表（功能包括：有无功电量、电流电压、谐波含量等）、烟感、红外感应、温度感应、摄像头等末端传感计量设备。
通过各个功能设备的运行，可以实现以下功能。
（1）各个配电回路的开关状态检测包含开关的开闭情况，在电路出现紧急情况或异常时，可以通过远程指令控制开关动作，保障供电安全。
（2）多功能智能電表可以计量每个回路的有无功电量、三相电流、三相电压、各类用电极值、事件上报、谐波电量等为下一步的管理和控制提供依据，在出现电能质量严重异常时，可以实时触发配电系统的相关管理功能，下发各项操作和指令，以保证电网安全。
（3）烟感和温感设备是在配电室运行出现异常时，通过采集网关设备向控制中心告警。
（4）攝像头在配电室配置和安装，可以实现远程视频监控，一旦有非法进入（包括人以及动物等）以及积水等，立即进行报警，并通过系统自动拨号警示管理人员。
（5）通过系统的监测联动运行，动态生成一次接线图（含各种瞬变监测量）、二次接线图，能明确直观地表述各个配电房线路的实际情况。在后台系统中提供接口接以收标准的XML格式文件传输的各级计量电量数据，提供线损计算数据。功率因素计算，并控制无功补偿的投切等。
（6）针对多回路供电或供电环网，可以有效进行配电网潮流分析，各级断路器进行供电路由重组，及时对故障点进行诊断并采取隔离措施，保证配电网络安全。
总之，在正常运行情况下，通过监视配网运行工况，优化配网运行方式；当配网发生故障或异常运行时，迅速查出故障区段及异常情况，快速隔离故障区段，及时恢复非故障区域用户的供电，缩短对用户的停电时间，减少停电面积；根据配网电压合理控制无功负荷和电压水平，改善供电质量，达到经济运行目的；合理控制用电负荷，从而提高设备利用率；提高自动化运行与管理水平，达到减员增效的目的。
3 高校供水系统信息化建设设计
在通信网络建设方面供水系统的信息化与配电系统信息化可以共用同一个通信通道，都优先采用基于校园EPON光纤网络的通道，其中接入的中间设备与配电系统也相同，某些设备还可以共用。一些大口径的水表和压力表大都安装在户外井底下，要考虑通信信号线的入户问题，只有在信号线就近进入楼栋，才可以充分发挥校园网络的作用。针对各个二次加压泵站的无人值守通信设计，基本设计上与配电室的信息化建设相同。
供水系统信息化建设要能实现：用水楼栋以及单位耗水量计量、供水质量考核（供水质量包括用户端压力监测、水质监测等）；供水管网关键节点用量、流速、压力、水质监测，必要是通过电控阀门可以停止供水；市政供水主管道或者二次加压泵出水用量、流速、压力、水质监测；针对加压泵站的无人值守设计，包含视频监控、烟光感探头、红外感应、环境温湿度监测、排涝电泵的监测等。
供水系统信息化建设主要设备包括：各种口径智能远传水表（具有计量、流速、水质监测功能）、智能远传压力表、电控阀门、摄像头、温感光感、红外探头、水位监测传感、智能电表（监测变频泵站及排涝泵的运行工况）、智能变频泵本身的数据监测、数据采集网关、交换机、光纤接入设备（ONU等）。 通过各个功能设备的运行，可以实现以下功能。
（1）市政供水或二次加压供水的出水压力检测，防止压力过高或过低；安装带有水质监测功能的智能水表，可以达到在计量用水量的同时监测供水水质的变化，紧急情况下，可以通过电控阀门快速停水。
（2）通过安装温度感应、湿度感应可以监测各类设备是否处在安全运行环境，红外感应在有人或动物非法进入时，触动各种自动报警系统，防止用水安全事故的发生。
（3）摄像头的安装可以监视非法侵入，防止诸如投毒等恶性事件的发生；也可以通过视频图像进一步关注各类设备的运行，达到远程值守的目的。
（4）加压泵站的排涝池沟的水位监测，在发生透水事故导致泵站内水位快速上涨时，通过水位控制浮球，触动排涝电泵的投入运行，防止由于内涝导致设备和其他财产损失。
（5）对加压泵供电回路进行监测，可以及时发现变频加压泵的异常运行，在出现电压、电流、相位异常时，采取立即切断电源措施，防止变频泵损坏或损毁扩大。
（6）在供水管网关键节点安装智能远传水表（含计量、水质监测功能）、压力表，可以实现供水管网运行状态的监测，通过管网的压力损失及水损分析，及时发现暗涌和渗漏的发生，防止水资源的流失，减少损失。
（7）供水末端的用水单位进行用水计量与考核，可以实现收费与节能指标管理，而压力检测可以发现供水末端是否存在压力不够，需要进行加压供水；水质检测可以考核供水质量，为用户提供合格的水源，防止饮用水安全事故的发生。而控制阀可以在紧急情况下实现远程快速断水，防止水资源浪费。
总之，在系统正常运行情况下，为供水提供足够的保障，防止供水事故的发生，快速诊断问题，快速处理，最大程度防止停水的发生。通过系统的建设，提高管理水平，提升智能化程度，减少人工值班强度，达到减员增效的目的。
4 高校配电系统供水系统信息化建设的延伸应用
配电系统和供水系统可以结合学校GIS地理信息系统建设，将所有配电线路和供水管网实时反馈到地理信息系统中，无论是故障报警还是诊断都可以直观反应，管网材质、粗细、埋深都可以提供给维修人员，有利于快速处理问题。另外在配电网运行管理中针对不同的开闭回路是否要增容，是否需要调整电能分配，都可以由配电信息化系统提供改造依据。供水管网的管理与调整依据都可以来至于供水信息化系统，达到合理分配能源、高效利用能源的目的。
在用水用電的实际收费结算管理中可以与学校门户系统、财务系统、网络支付系统等系统实现无缝对接，可以实现用能的“互联网+”管理，为学校的水电运行与管理提供科学化、智能化、信息化、人性化服务。
通过配电系统信息化和供水系统信息化的建设，依托于学校EPON光纤网，可以极大地提升学校针对用电用水的管理水平、保障学校水电的供應、防止各类灾害事故的发生，通过综合管理可以减少能源的损耗，降低人员开支，无论从经济效益和社会效益来看，都有建设的价值和意义。
参考文献
[1] 李进玉，陈沛，配电通信网EPON光缆监测系统研究[J].电力信息与通信技术，2016（2）：128-132.
[2] 刘晓忠.基于EPON技术的配电自动化通信系统设计与实现[D].华北电力大学，2014.
[3] 曲毅，魏震波.智能电网配电自动化技术的发展[J].南方电网技术，2013（5）：56-60.
[4] 张建国，王晓春.配电自动化技术的发展及系统构成[J].河北电力技术，1998（6）：27-30.
[5] 沈承，俞亭超，张士乔.基于系统分析理论给水管网水质模型的建立[J].给水排水，2011（7）：158-160.
[6] 林坤，张世伟，苗英俊，等.变频恒压供水系统理论分析及方案设计[J].舰船防滑，2010（6）：13-18.
[7] 胡智锋.智慧校园设计的理论与技术基础研究[J].信息技术与信息化，2014（5）：190-195.