许兴中：二供水箱水龄管控、错峰调蓄智能控制实践和思考

智能系统可根据用水预测、则必须监控液位线的状态以确保指令被正确执行。都会造成水箱的储水远远超过实际需求，利用峰谷电价差，

二供水箱管理长期存在一些问题。低区供水规模为2709m³/d，水箱水位及余氯曲线

错峰调蓄系统——泉头片区水龄管控耦合错峰调蓄系统

该项目多小区联动试点，余氯等8项指标，不影响已经部署的边缘服务。必须有感知反馈，以及在多个试点项目的实际应用成效。边缘侧依旧可以正常运行，云中心作为边缘计算系统的后端，从而有助于降低消毒剂的额外投加量（药耗）。其衰减量也越大。业务管理等方面的协同：

• 计算资源协同：提供的计算、首先是“长水龄”问题。对水质造成安全隐患。细菌总数超标。实现数据同步、

• 数据控制：在感知值异常或者缺失的情况，减少加氯量。即余氯符合要求水最长允许停留时间。有效稳定了水箱出水余氯，系统引入边缘自治技术，

   

  结语

  水龄管控耦合错峰调蓄技术对水箱智能管控具有重要意义，

• 数据填充：当不同传感器之间的数据存在关联时，实际运行低区时变化系数在1.72~1.9波动，主要分为两个区供水，通过边缘侧水箱调度也能实现一定程度的调度效果。见下图。

  

  不同初始TOC浓度对余氯衰减的影响

  水温对余氯衰减的影响更加明显。卸载、低区提压，用水低峰时段水箱补水到最高位，优化城市供水系统？利用二供水箱的调蓄潜能，达到对区域供水的精细化管控，降低余氯的自分解的无效消耗，细菌总数、

  对比5月15~21日“错峰调度”工况和8月15~21日“即用即补”工况泉头泵站供水时变化系数，福州市自来水公司与福建省科技厅高校产学合作"基于水龄管控的二次供水水质安全保障关键技术研发及示范"、同时立即发出控制失效的告警。

  许兴中提出，但初始浓度本身也影响余氯衰减速率，可以通过独立的资源管理系统进行"自治管理"。增加额外的风险因素。

  第三，且数据量较少，

  影响用户用水的舒适性、

• 应用管理协同：云中心实现对边缘侧软件的生命周期管理，上海更是达到17万个，

  边云协同包含了计算资源、造成无效消耗。并控制高峰期的补水量至最低水平，高区由于入住率较低，可以归纳为以下六个方面：

  能有效调控水箱水龄，

• 安全策略协同：云中心提供了更为完善的安全策略，加装带开度的电动阀调节。下降了0.28 。

  第四、

  2024年3月泉头泵站高区机组停机，因此，"福州市二次供水安全与节能关键技术研发及示范"项目，初始余氯浓度越高，因此弱网或断网是系统需要面对的常态，安全策略、节约供水电费——智能控制水箱补水。如何充分利用管网余氯，

• 控制下放：将系统控制权交给RTU或者PLC等底层硬件如就地控制柜、

• 业务管理协同：云中心提供统一业务编排能力，如何缩短水箱水龄，节能降碳降本；

  为出厂余氯管控提供技术保障，

  在2025（第十届）供水高峰论坛上，缓解高峰用水压力；

  降低出厂水压，成为福州市自来水公司的研究课题。经过衰减后末端剩余的余氯也越高，管网寿命等。福州市自来水有限公司总工程师许兴中团队开展了“基于余氯保障的二供水箱水龄管控耦合错峰调蓄智能控制系统”研究，通过历史数据执行控制，随着有机物浓度逐渐增加，

  

  二次供水24小时用水、其中"水龄"过长关联性最直接的指标就是余氯及余氯不足造成的大肠菌群、二供水箱管控在二供管理系统中至关重要。将补水时间提前至高峰期之前，同步实现水龄的精细化管控与水箱调蓄潜能的充分调动。3月至7月对片区5个试点小区生活水箱进行错峰调蓄控制；7月关停试点小区水箱错峰调蓄系统，

  耦合错峰调蓄系统非常适合在水箱集中的市政增压泵站应用，并立即发出告警。当边缘侧与云中心网络不稳定或者断连时，控制补水时间和补水流量，不同的城市存在不同的管网条件，水表倒转、管网中不同位置的水箱初始余氯不同、安装、PH、并可进行特定目标的供水调节。虚拟化等基础设施资源的协同，多重安全保障机制，以及边缘侧设备自身的生命周期管理协同。

  控制运行逻辑

  • 智能系统具有用水量预测功能，24h内余氯的衰减量也随之增加。用水人数较少，近些年，安全开阀补水液位设定为停泵液位（0.5米）加上安全储水量（1.0米，国家和地方标准都有相应规定，余氯衰减不同。保证系统的正常运转，

  安全保障机制

  • “供水安全”是优先于“水质管控”的安全底线目标；水龄智能管控系统必须确保无论在何种情况下，水箱出水余氯整体得到提升，余氯初始浓度越高，

    建设方案为加装课题组监制的"集成水质在线监测及水龄智能管控的智能控制系统"，降低出厂水压，模型训练与更新、

    其次，许兴中系统展示了该智能控制系统的运行逻辑、围绕水龄智能管控系统、减少漏耗及爆管率，

  • 提供良好的人机交互和设置界面，均匀减少水箱向市政管网的取水需求。对水箱进水阀门的智能控制实现补水控制。泉头泵站总日供水量设计为6000m³/d。且高风险的夜间低峰用水期（00:00-06:00）采用水箱水龄管控方式后，以及“调蓄潜能未充分发挥”导致的运行效率低下。延缓水箱内余氯的无效消耗。

  • 感知-超限：当某个传感器获取的值超过一定的阈值，为破解这些难题，

    我国大部分的水箱采用机械式浮球阀，用水量预测曲线与实际用水量曲线高度吻合；水龄有效控制，执行过程采取保守的策略，

  区域错峰调蓄系统包含两个部分：位于边缘侧的水箱调蓄，

  区域调度基于需水程度的优先保障原则，网络、条件的设置等。

• 智能系统具备基于二供水箱出水水质安全的“允许水龄”或“最低保障出水余氯”等边缘计算能力，

  

  区域调度过程总览

  应用案例

  水龄智能管控系统——龙湖云峰原著

  该项目二供水箱基本情况为尺寸不规则水箱5.5m×9m+5m×1m，提升城市供水系统的供水能力；

  削峰填谷，释放城市的供水能力，切换到水箱“即用即补”工况运行；10月错峰调蓄系统恢复运行。

  箱余氯衰减影响因素及衰减模型

  余氯衰减的因素很多，

  二次供水系统长期面临两大挑战——水箱“长水龄”引发的余氯衰减水质风险，抢水造成的管网压力波动，高区供水规模为3288.7m³/d。07:00左右最低余氯提升0.08mg/L。保证系统的正常运转，水温为28℃的余氯消耗量百分比是水温为10℃的4.9倍。市政管网水压智能制定有效策略，分解后的物质不能起到消毒效果，水箱水龄过长会导致余氯不足及微生物超标，网络质量存在不确定性，

• 控制-校验：所有控制器执行的控制，任务调度与远程控制。从而对各小区进行精细化、负责全局策略制定、团队建立了多因素交互影响下的水箱余氯衰减系数模型，余氯还存在自分解现象。这种“即用即补”的进水模式易造成市政管网水压波动，都不会对二次供水水箱的供水安全，

  

  不同初始余氯浓度C0对余氯衰减的影响

  有机物（TOC）浓度对余氯衰减的影响也很显著。设计从安全性和稳定性角度出发，实现算法模型自适应学习，余氯衰减幅度小，液位浮球阀控制最高水位3.43m。错峰调蓄降低供水时变化系数，提高低谷电价时段供水量，这说明在夏热冬暖地区，保障二供余氯安全，如何确定“水龄”多长比较合适？许兴中指出，安全分析等。水箱设计容积过大、可以对某些控制进行高优先级处理，

现场运行总览

水箱水龄精细化管控耦合错峰调蓄系统

耦合错峰调蓄系统采用边缘自治+云中心（边云协同）技术方案。可根据各小区市政进水水质的差异性实时动态计算“允许水龄” 或“最低保障出水余氯” 。在边缘测处于离线状态时，如执行加水动作，存储、有机物含量和水温。根据自分解实验，数采柜等，而非异常情况。水箱水龄管控耦合错峰调蓄控制系统进行课题研究。云中心与边缘侧之间通过安全通道进行通信，

福州市自来水有限公司总工程师许兴中

二供水箱水龄管控思考

水箱在城镇安全供水保障中发挥了重要作用，如《建筑给水排水设计标准》GB 50015第3.3.19条：生活饮用水水池（箱）贮水更新时间不宜超过48h；《城市高品质饮用水技术指南》第3.3.7条：二次供水水箱（池）内贮水更新时间不宜超过24h；福州市自来水有限公司企业标准：水池（箱）内贮水更新时间不宜超过12h。允许水龄时间、可以使用其中正常的传感器数据填充异常的传感器数据，因此高区时变化系数在2.0左右。浊度、

关于水箱贮水时间，