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增氧机是水产养殖生产中用于改善水体氧环境的重要机电设备,广泛应用于鱼类养殖池塘、虾蟹养殖池、工厂化养殖设施及其他需要人工增氧的水域。增氧设备通过机械搅水、表面曝气、空气输送、气液接触或其他适用方式,促进水体与氧气之间的交换,并可能同时影响水体流动和混合状态。
在传统养殖管理模式中,增氧机通常采用现场手动开关、定时启停或简单远程控制。上述方法能够满足基本运行需要,但在多池塘、多设备及无人值守条件下,容易出现设备运行状态不明、故障发现滞后、耗电数据不完整和启停管理缺乏依据等问题。
增氧机具有典型的电动机负载特征。不同类型增氧设备的电机功率、启动方式、运行电流、功率因数和负载变化规律存在差异。设备运行过程中,供电电压、三相电流、电机负载及机械传动状态可能随现场条件发生变化。
例如,叶轮式增氧机在水中运行时,叶轮浸没深度、传动阻力、漂浮物缠绕和机械磨损可能改变电机负载,进而影响电流和输入功率。
水车式增氧机的负载还可能受到叶片浸没深度、水体流速、传动机构和漂浮物影响。鼓风式增氧设备则可能受到管路压力、曝气装置阻力、过滤装置状态及风机运行工况影响。

因此,增氧机是否正常运行,不能仅依据控制器已经发出启动命令来判断。控制命令、电气接通状态、电机真实运行状态和实际增氧效果属于不同层级的信息,需要分别监测和验证。
功率是描述设备单位时间能量转换速率的电气指标,通常以W或kW表示。对于交流电机,输入有功功率不仅与电压、电流有关,还与功率因数及实际波形有关。
电量是对一定时间内实际有功电能的累计,常采用kWh作为单位。电量监测可以用于增氧设备日耗电、月耗电、分池塘耗电及长期运行成本统计。
如果系统仅监测瞬时功率,而没有有效的累计电能数据,就难以准确评价设备在不同时间段的实际用电量。
电流是反映电机电气负载的重要监测指标。电机发生机械卡滞、运行异常、负载增加或部分电气故障时,电流可能出现异常变化。
但不同故障不一定产生相同的电流特征。例如,某些机械传动失效可能使电流下降,某些堵塞或负载增加可能使电流上升。因此,不能通过单一电流阈值准确判断所有机械故障。
电压反映电机供电状态。电压异常可能影响电机启动能力、运行电流、温升和保护装置动作。在三相电机中,还应关注各相电压、缺相和不平衡运行风险。
对于采用变频器控制的增氧设备,应进一步区分电网输入侧电压、电流及功率与变频器输出侧电气参数。变频器输出含有脉宽调制波形,普通工频仪表不一定适用于直接测量其输出。
在增氧机启停管理方面,系统不仅需要记录启动和停止命令,还需要记录实际接触器反馈、设备运行确认、启动失败、停止失败、故障跳闸及人工操作等状态。
例如,控制系统已向接触器发送合闸命令,但由于电源缺相、保护装置跳闸或接触器故障,电机可能未能启动。如果平台只显示“已启动”,就可能造成实际风险被掩盖。
又如,设备已经断开启动命令,但接触器发生触点粘连或者其他控制故障,电机仍可能继续通电。此时需要独立电气测量和状态反馈识别异常。
对于面积较大的养殖场,常常需要管理多台增氧机,并根据池塘位置、养殖负荷、设备类型和运行时间进行分组。
如果缺少单台设备电能计量,难以区分不同池塘或不同设备的耗电情况,也不利于发现长期能耗异常。
随着太阳能供电技术在养殖场辅助设施中的应用,部分增氧系统采用光伏发电、电网互补、储能供电或其他混合供电方式。
对于此类系统,增氧机的运行受到供电能力、电池剩余电量、逆变设备状态和光伏实时发电能力等因素影响。
光伏组件接收太阳辐射并将部分太阳能转换为电能。光伏电站的发电表现与太阳辐照度、组件温度、遮挡、积灰、组件状态和电力电子设备运行条件有关。
参比辐照度通常用于描述与光伏组件安装面对应的太阳辐射功率密度,单位为W/m²。对固定倾角组件,宜根据监测目标采用组件平面辐照度,而不将水平面辐照度直接等同于组件平面辐照度。
光伏积灰会降低部分到达光伏电池表面的有效辐射,造成发电能力下降。为评价这种影响,可以采用清洁参比器件与自然积灰参比器件进行对照,计算经过必要校正的积灰比。
需要特别区分“积灰比”和“积灰损失率”。积灰比通常表示污损条件下的相对输出能力,接近1通常表示污损影响较小;积灰损失率则表示相对于清洁状态的输出损失比例。
在仅具有单个太阳辐照度传感器和光伏逆变器功率数据时,不能直接把发电量下降全部归因于积灰,因为遮挡、温度、设备故障、储能限充、逆变器限功率及电网运行条件也可能造成发电量变化。
因此,参比辐照度和积灰比应归入太阳能供电增氧系统的供能监测模块,不应作为常规增氧电机本体的固有监测参数。
对于纯电网供电增氧机,只需要根据实际需求配置电气测量和启停控制;参比辐照度及积灰比可以不配置。
在光伏供电系统中,还需进一步区分光伏发电量、储能充放电电量、电网购电量和增氧机实际消耗电量,避免发生重复统计。
电气运行监测的最终目标,是提高增氧机运行状态的可观测性、控制操作的可追溯性和电气故障的识别能力。
需要指出,增氧机输入有功功率与实际向水体转移的氧气质量并不是相同指标。实际供氧效果还受到增氧设备结构、水体条件和运行工况影响。
如果项目需要评价单位耗电对应的增氧效果,应在电气监测基础上增加DO、水温及必要的现场供氧性能测试。仅有功率、电流和电压,不能直接计算实际增氧量。
本方案提出以启停控制、实际运行反馈、有功功率监测、累计电量计量、电流电压监测、电机故障保护、分组运行管理和光伏供能状态评价为主体的增氧机控制监测技术体系。
通过记录控制命令、接触器反馈及电气运行数据,准确区分指令状态与设备实际状态。
监测电压、电流、功率及相关故障信息,辅助识别过载、缺相和其他异常运行条件。
通过累计电量计量,形成单台设备、单个池塘和整个养殖场的能耗统计。
在满足现场安全要求的条件下,实现授权远程启停、定时运行及自动控制。
统一管理不同池塘、不同类型和不同功率等级的增氧设备。
在光伏增氧系统中监测辐照条件、积灰影响和供电状态,为供能可靠性分析提供依据。
通过选配水质DO监测设备,为基于实际氧环境的增氧控制提供数据基础。
第一,远程控制命令无法直接证明增氧机已经真实启动。
第二,设备断电、接触器故障及保护跳闸可能无法及时发现。
第三,缺少单台增氧机的电流和电压长期监测。
第四,仅通过电流估计功率,容易忽略功率因数及实际供电形式。
第五,缺少独立电能计量,无法准确核算单台设备耗电量。
第六,电机机械卡滞、传动失效和正常负载变化难以区分。
第七,三相电机缺相及电压不平衡可能影响电机安全。
第八,频繁启停可能增加电机和接触器的机械、电气负担。
第九,控制系统失联后可能出现设备真实运行状态不明。
第十,远程启停存在现场人员检修时误启动的风险。
第十一,多设备集中运行时可能出现不必要的同时启动和供电冲击。
第十二,光伏供电不足与增氧机设备故障容易混淆。
第十三,光伏积灰比容易与积灰损失率混用。
第十四,缺少可靠参比测量时,容易将发电降低全部认定为组件积灰。
第十五,设备运行电量与实际增氧效果之间缺少独立评价。
第十六,缺少完整启停、故障、能耗及人工操作审计记录。
通过建立增氧机智能控制与运行监测系统,可以将传统单一启停管理扩展至设备运行状态、电气参数、能耗、异常保护及太阳能供电性能的综合在线管理。
系统建设应以设备安全、运行可靠、数据准确和控制可追溯为基础,并根据实际养殖管理要求提供DO联动和光伏供能扩展功能。
建设集增氧机启停控制、实际运行状态确认、功率监测、电量统计、电流电压监测、设备故障报警、远程管理、能耗分析及可选光伏辐照和积灰监测于一体的智能控制系统。
实现增氧机在授权条件下的启动、停止、定时控制及自动运行管理。
实时采集接触器辅助触点、变频器运行反馈或其他有效设备状态,确认启停动作是否成功。
测量单台增氧机的实际输入有功功率,分析运行负荷变化。
通过有效电能计量记录设备累计耗电量,生成日、月和年度能耗统计。
获取设备运行电流,对三相系统分别监测各相电流并分析异常。
获取设备实际供电电压,识别欠压、过压、缺相和必要的不平衡情况。
统计实际运行时长、单次运行持续时间和累计运行时间。
统计有效启动次数、停止次数和异常启动事件。
对过载、缺相、短路、漏电、异常运行及其他实际风险建立相应保护和报警机制。
在具有明确权限和现场安全许可时,实现远程启停及状态回传。
保留现场可用的人工控制、急停及检修隔离能力。
按经批准的运行计划执行定时启动和停止,并记录实际执行结果。
在接入有效DO监测并完成安全验证时,支持基于DO的增氧联动控制。
在太阳能供电场景中,监测与光伏组件布设条件相匹配的参比辐照度。
通过适用的清洁与污损参比测量方法,评估光伏组件积灰引起的相对输出损失。
结合光伏发电、储能状态和电网供电信息,研究增氧设备可用供能条件。
统一管理多个鱼塘及多个增氧机的启停、能耗和设备故障信息。
建立运行小时数、故障次数、维修记录及计量校验管理体系。
保存实际启停时间、控制人员、控制模式、功率、电量、电流、电压及故障事件等信息。
系统适用于符合相应电气控制条件的叶轮式、水车式、喷射式、鼓风式及其他电动增氧设备。
不同类型设备应根据电机、传动机构和控制方式分别制定技术要求。
| 监测项目 | 主要输出 | 配置要求 | 用途 |
|---|---|---|---|
| 启停命令 | 启动、停止 | 核心必选 | 控制操作 |
| 真实运行状态 | 运行、停止、故障 | 核心必选 | 执行验证 |
| 有功功率 | W、kW | 核心必选 | 运行负荷分析 |
| 累计电量 | kWh | 核心必选 | 能耗统计 |
| 运行电流 | A | 核心必选 | 电气状态监测 |
| 工作电压 | V | 核心必选 | 供电状态监测 |
| 功率因数 | 无量纲 | 建议监测 | 交流用电分析 |
| 运行频率 | Hz | 变频型选配 | 变频调速监测 |
| 运行时长 | h | 核心计算 | 运维管理 |
| 启停次数 | 次 | 核心统计 | 启停管理 |
| 参比辐照度 | W/m² | 光伏型选配 | 太阳能资源监测 |
| 光伏积灰比 | %或无量纲 | 光伏型选配 | 组件积灰影响 |
| 光伏积灰损失率 | % | 光伏型计算 | 发电损失辅助分析 |
| 光伏发电量 | kWh | 光伏型建议配置 | 供电来源统计 |
| 储能荷电状态 | % | 储能型建议配置 | 可用电量管理 |
| DO | mg/L | 联动项目选配 | 水体氧环境控制 |
单相电机与三相电机的电压、电流及功率测量接线方式不同,应根据实际供电形式选择监测仪表。
对于接触器直接启停的电机,应监测接触器状态和电机电气参数。
对于变频设备,应监测变频器运行状态、故障、频率及适用输入侧电气数据。
控制系统应将启动命令、实际电气运行及机械运行状态分开管理。
每台需要独立统计耗电量的增氧机,应配置具有明确计量边界的电能表或适用电能测量模块。
应根据实际电机类型和额定参数配置过载、短路、缺相及必要的其他保护。
现场操作人员应具有明确的控制和检修隔离手段。
远程控制不得覆盖危险状态下的检修隔离或急停。
所有远程启停操作应具有用户身份、操作时间和执行结果记录。
自动启动前应确认设备未处于检修锁定、故障闭锁或其他禁止启动状态。
当多台电机共用供电线路时,应根据电气容量和启动冲击设置适当的分批启动策略。
太阳能供电项目需要明确光伏阵列、逆变设备、储能装置、电网及增氧负载之间的实际连接关系。
优先监测与光伏组件同一倾角、方位的组件平面辐照度,减少几何布设差异。
应采用经过验证的积灰测量方法,区分积灰导致的相对损失与遮挡、温度、逆变器限制及其他原因造成的输出下降。
采用储能供电时,应根据电池管理系统和实际供电能力评价可用能源状态。
增氧设备自动启停若以水质为依据,应使用经过质量控制的DO实测值及经批准的控制逻辑。
应保存电能计量、状态反馈、控制指令和光伏测量设备的校验及质量状态。
系统采用“设备接入—启停指令管理—电气参数实时采集—运行状态确认—功率及电量统计—故障识别—安全联锁—远程报警—光伏供电性能分析—设备运维管理”的总体技术路线。
通过交流电力监测仪表或适用电能计量装置,实时获取电压、电流、有功功率、功率因数及累计电量。
监测系统应依据现场电机接线方式选择单相或三相测量设备。
由本地控制器通过适用控制回路向接触器、软启动器或变频器发出启动与停止命令。
控制器同时采集真实运行反馈,并对启动失败和停止失败生成报警。
通过现场控制开关或操作面板执行人工启停,并保留独立检修隔离和必要急停能力。
平台在获得操作授权且现场允许远程控制时下发命令。
现场控制器确认执行条件,并反馈真实执行结果。
根据养殖管理计划设置运行时间表,由本地控制器或经过验证的控制系统执行。
在配置有效DO传感器的条件下,可根据预先批准的阈值、迟滞和设备保护要求实施增氧联动。
DO监测和增氧联动属于可选扩展,不得在未配置DO传感器时声称已实现基于实际水质的智能增氧。
按设备独立计量有功功率和累计电能,形成运行时段及日、月、年度能耗报表。
对过载、欠压、缺相、短路、漏电、接触器故障和其他适用异常设置保护及报警。
保护装置应在本地实现必要动作,不依赖远程网络连接。
在太阳能供电项目中,增加参比辐照度测量、清洁与污损对比测量、光伏发电监测及必要储能监测。
通过统一平台对多个鱼塘的增氧设备进行独立编号和分组管理。
保存全部启停命令、实际反馈、电气数据、报警和人员操作记录。
系统由增氧设备层、电气测量层、启停执行层、安全保护层、本地控制层、光伏监测层、通信层、数据分析层和业务应用层组成。
包括叶轮式、水车式、喷射式、鼓风式等电动增氧设备。
通过适用的电压、电流及电能测量设备获取实际运行电气参数。
由接触器、软启动器、变频器或其他适用控制装置实现设备启停。
采集接触器辅助触点、电机保护器、变频器状态及其他运行反馈。
提供过载、短路、缺相、漏电和必要的电气安全保护。
执行启停逻辑、模式切换、定时运行、联锁和异常停机。
在配置光伏供电时,测量参比辐照度、积灰比及必要的组件温度。
获取光伏输出功率、发电量、逆变设备状态及必要的储能数据。
通过适用通信方式连接现场设备与监测平台,并支持数据缓存和断线重传。
存储电气测量数据、启停事件、报警事件、光伏参数及运维记录。
提供能耗统计、异常分析、运行小时数、启停次数及光伏积灰影响分析。
对设备启停、控制模式、运行计划和参数修改进行分角色管理。
建议按“紧急停止及检修隔离—设备硬件保护—本地安全联锁—现场授权操作—远程自动任务”的原则设计控制权限。
现场手动操作不应无条件绕过电气故障保护。
记录平台或现场控制器发出的启动命令、时间、来源和执行人员。
记录停止命令、执行原因及实际停止结果。
通过运行反馈和有效电气参数验证设备是否实际启动。
通过运行反馈和必要的电气状态确认设备停止。
获取单台增氧设备实际输入有功功率,单位为W或kW。
通过有效电能表记录累计电量,单位为kWh。
对单相电机测量有效值电流。
分别获取三相电流,并记录各相差异。
获取单相电源有效值电压。
按仪表配置获取相电压或线电压,并注明测量口径。
监测交流侧功率因数,为用电负荷分析提供辅助信息。
根据真实运行状态计算设备运行时间。
统计有效启动和停止事件,避免将重复控制命令误计为多次启动。
采集接触器实际吸合、释放及必要的故障状态。
采集电机保护装置的正常、报警或跳闸状态。
对变频型设备获取实际运行频率、故障代码和适用负载信息。
对欠压、过压、缺相及必要的不平衡状态进行监测。
对过流、负载异常、三相电流不平衡及运行电流明显偏离背景的情况进行监测。
分析运行功率是否偏离相同设备工况下的有效历史背景。
当设备未收到正常停机任务却出现停止或跳闸时,生成异常事件。
当启动命令发出后在允许确认时间内未获得有效运行反馈时,生成故障报警。
当停止命令执行后仍持续存在运行反馈时,提示停机异常,并启动相应安全处置。
统计每台设备指定自然日内的有效耗电量。
统计设备月度累计耗电量。
按池塘编号汇总关联增氧设备的实际耗电量。
在光伏供电场景中,采用适用辐照度传感器测量组件平面参比辐照度。
通过适用的清洁与污损参比器件对比,得到经必要条件修正的积灰比。
根据有效积灰比计算相对损失比例,并注明计算方法。
在需要时监测组件温度,辅助分析发电性能变化。
通过适用电能计量装置获取光伏发电量。
采集逆变设备运行、停止、故障及必要的功率限制信息。
在采用储能时,监测电池电压、电流、温度、荷电状态和相关保护状态。
对具有多种电源的系统,记录实际供电来源及切换事件。
在配置DO设备时,记录实际DO浓度和增氧控制关联事件。
| 监测类别 | 核心输出 | 技术用途 |
|---|---|---|
| 启停控制 | 启动、停止命令 | 远程及本地控制 |
| 运行反馈 | 运行、停止、故障 | 验证执行状态 |
| 功率 | 有功功率kW | 负荷监测 |
| 电量 | 累计电能kWh | 耗电统计 |
| 电流 | 各相电流A | 电气运行分析 |
| 电压 | 相电压或线电压V | 供电状态分析 |
| 运行统计 | 运行时长及启停次数 | 运维管理 |
| 光伏辐照 | 参比辐照度W/m² | 供能条件监测 |
| 光伏积灰 | 积灰比及积灰损失率 | 光伏污损分析 |
| 光伏供能 | 发电功率、电量及储能状态 | 能源可靠性分析 |
| 水质扩展 | DO浓度 | 增氧联动依据 |
电动增氧设备通过电动机驱动叶轮、叶片、风机或其他机构运行,将电能转换为机械能,并通过适用的水气交换过程实现增氧。
输入电能、机械输出和氧气转移之间存在损耗及工况影响,不能直接视为相同物理量。
有功功率用于描述交流设备实际消耗的电功率,单位为W或kW。
对于交流负载,功率不仅受到有效值电压和电流影响,还与电压电流波形及相位关系有关。
对于近似正弦稳态的单相交流负载:
P=U×I×cos(phi)。
其中P为有功功率,U为有效值电压,I为有效值电流,cos(phi)为对应位移功率因数。
对于平衡、近似正弦的三相负载:
P=sqrt(3)×ULL×IL×cos(phi)。
其中ULL为线电压有效值,IL为线电流有效值。
当三相不平衡或波形明显畸变时,应采用适用的真实有功功率测量方法,而不是简单套用该近似式。
在适用测量方式下,三相系统总有功功率可由各相实际有功功率求和。
Ptotal=P1+P2+P3。
在一般交流系统中,真实功率因数可表示为有效有功功率与视在功率之比。
对于含有明显谐波的系统,功率因数不应简单等同于基波电压电流相位角的余弦值。
电量表示一定时间内的累计有功电能。
当有功功率以kW表示、时间以h表示时:
E=Integral[P(t)dt]。
所得电量单位为kWh。
假设某台设备在测试期间的实际输入有功功率保持1.5kW,连续运行4h。
则该期间电能消耗为:
E=1.5×4=6kWh。
该示例仅用于说明电量计算,不代表具体增氧机额定参数。
对于正式耗电核算,宜以适用且经过有效校准的电能表累计示值为依据。
平台通过低频率采集的瞬时功率进行数值积分时,可能无法完整反映短时负载变化,应说明估算精度。
对于连续有效电能表读数:
DeltaE=Eend-Estart。
其中Eend为统计期结束时累计电能,Estart为统计期开始时累计电能。
应处理计量表更换、计数溢出和缺测情况。
交流电流监测应明确有效值测量方式。
对于变频和其他非正弦工况,应确认仪表能够适用实际波形。
电压监测应根据实际电气系统区分相电压和线电压,不得在平台上混用。
可采用各相电流与平均电流之间的最大偏差描述电流不平衡程度。
例如:
Iavg=(IA+IB+IC)/3。
UnbalanceI=max(|IA-Iavg|,|IB-Iavg|,|IC-Iavg|)/Iavg×100%。
该式为项目自定义统计指标,实际设备保护应依据适用的电动机保护方法和制造技术资料确定。
可按照适用电气标准或电力质量监测方法计算电压不平衡。
正式保护设置应采用相应设备技术要求,不应仅依据简单算术偏差指标。
部分电机在直接启动时可能出现高于额定运行电流的短时启动电流。
启动保护应考虑实际启动方式和启动时间,避免正常启动冲击引发误动作,也不能因此取消必要过流保护。
额定电流应依据实际电机铭牌、工作制和相关技术资料确定。
不应仅根据电机功率采用统一经验公式直接设置保护值。
当运行电流、热状态或适用保护信号满足过载条件时,保护装置应执行对应动作。
在具有稳定历史负荷特征的情况下,明显欠载可能提示叶轮脱离、传动异常、风机运行条件变化或其他故障。
应结合实际设备结构进行验证。
电流变化和功率变化可用于辅助判断设备负载状态。
不能仅凭某一组电流与功率数据就准确确定机械故障类型。
应明确区分启动命令、接触器动作反馈、有效负载电流和设备机械运行确认。
当控制命令与实际状态不一致时,应生成异常事件。
启动成功可结合控制回路反馈、设备状态及适用电流或功率条件确认。
具体判据应在设备安装和调试时验证。
停止成功应根据控制回路、设备反馈和实际电气状态判断。
对于存在机械惯性或变频减速过程的设备,应区分已停止供电与机械转动完全停止。
当启动命令发出后,在允许时间内未获得有效运行反馈时,应记录启动失败。
当停止命令执行后仍存在不符合要求的运行反馈时,应识别停止失败,并按安全设计实施相应隔离。
在有效运行反馈基础上:
Trun=ΣDeltaTrun。
其中DeltaTrun为设备被确认处于运行状态的有效时间间隔。
在统计时间窗内:
RunRate=Trun/Twindow×100%。
其中Twindow为统计时间窗总长度。
仅在设备从有效停止状态转换至真实运行状态时计入一次有效启动。
重复发送启动命令不应重复累计启动次数。
根据实际电机和接触器允许工作条件设置最短启动间隔、必要的最短运行时间及启停频次限制。
设备可设置为停止、启动中、运行、停止中、故障闭锁、检修锁定及通信异常等状态。
每次状态转换均应具有明确的触发条件和设备反馈依据。
现场急停、设备硬件保护及检修隔离应具有高于普通远程启停指令的安全优先级。
自动控制不能取消电动机保护装置的必要功能。
根据经授权的时间计划发送启停命令,并由本地控制器执行必要条件检查。
计划时刻与实际执行时刻应分别记录。
通信中断时,设备应按经验证的本地安全策略运行。
对于高缺氧风险鱼塘,是否维持既有运行状态或执行预置增氧任务,应结合DO数据可靠性及设备安全确定。
恢复供电后,不应无条件恢复所有设备的自动启动。
应检查检修状态、设备故障、供电容量和既有控制授权。
当多个增氧机共用电源时,可按设备容量和运行优先级分批启动,以减少同时启动造成的电气冲击。
变频设备通过调整电机驱动输出频率及相关控制参数改变转速。
实际调速范围应符合电机和增氧机械设备的允许工况。
普通交流电能表宜布设于适用的电网输入侧进行实际耗电计量。
变频器输出侧参数应采用适用于脉宽调制波形的专业测量设备或有效内部数据,不得直接套用普通工频测量方法。
在相同设备、相近控制模式和可比运行条件下,将实际功率与历史基线比较。
当功率持续偏离正常范围时,生成设备负载变化关注信息。
对于多个池塘,按照设备与池塘绑定关系汇总各台设备电量。
当一台设备服务多个池塘时,应明确分摊或独立计量规则。
需要明确电量表安装在增氧电机输入端、控制柜输入端还是整个供电系统入口。
不同边界可能包括不同的辅助用电和电力转换损耗,不应直接比较。
可计算:
EperHour=DeltaE/Trun。
当DeltaE单位为kWh,Trun单位为h时,结果相当于统计期间的平均有功功率,单位为kW。
如果需要评价单位耗电对应的实际氧气转移质量,应通过适用试验或独立氧传递测量获得相关数据。
不能仅根据电机额定功率计算实际供氧量。
辐照度表示单位面积接收的辐射功率,单位为W/m²。
光伏监测中应区分水平面总辐照度与光伏组件平面辐照度。
组件平面辐照度通常采用与组件安装倾角和方位匹配的测量布设。
对于跟踪式系统,应根据跟踪状态和实际组件平面确定测量方向。
在有效辐照度数据条件下:
H=Integral[G(t)dt]。
其中G为辐照度,H为一定时间内的累计辐照量。
当G采用kW/m²、时间采用h时,H单位为kWh/m²。
积灰是指颗粒物沉积于光伏组件表面,可能造成进入电池片的有效光减少及输出功率下降。
实际影响受到灰尘性质、组件倾角、天气和表面清洁情况影响。
在相同环境条件和经过必要校正的前提下:
SR=Psoiled/Pclean_expected。
其中SR为积灰比,Psoiled为受污损条件下的有效输出,Pclean_expected为同等条件下清洁状态的预期输出。
对于实际工程,可采用符合适用监测方法的清洁与污损参比器件获取该指标。
假设两个匹配且经过验证的参比装置在同等测试条件下,污损装置经过必要校正后的有效输出为95个相对单位,清洁参比装置为100个相对单位。
则:
SR=95/100=0.95,即95%。
该示例只说明积灰比计算方式,不代表现场组件的实际发电损失一定为5%。
定义:
SL=(1-SR)×100%。
当SR以无量纲小数表示时,SL为积灰损失率百分比。
例如SR=0.95时,SL=5%。
积灰比越接近100%,通常表示相对于清洁状态的输出保持程度越高。
积灰损失率则反映相对输出损失。
平台必须分别显示两个指标的名称,避免将95%的积灰比错误解释为95%的积灰损失。
可采用具有适用光电响应特征的参比组件或参比电池对,通过定期清洁其中一套、另一套允许自然积灰的方式评估积灰影响。
两个参比装置应尽量具有相同安装方向、相近温度和可比的光学、电学特性。
在夜间、低辐照、明显阴影、结露、积雪、参比装置失配或测量故障条件下,应根据有效性规则暂停积灰比计算。
不能将无效比值直接作为清洁控制依据。
光伏输出受到组件温度影响,积灰分析应根据实际监测方法考虑温度差异及相关修正。
光伏发电功率应在明确的直流或交流计量边界获取,并分别记录。
通过适用发电计量装置获取指定时间内的光伏发电量。
光伏发电量不一定全部用于增氧机,也可能用于储能、其他负载或向电网输出。
增氧机耗电量应在明确的增氧设备用电边界独立计量。
储能系统的荷电状态SOC通常用于反映电池剩余可用电荷相对于设定容量的状态。
实际可用电能还受到电池温度、健康状态、放电倍率和管理系统限制影响。
当光伏实时供电不足时,应结合储能、电网和负载需求判断系统是否具备继续供电能力。
不能仅通过参比辐照度较低就直接停止具有缺氧应急需求的增氧机。
可以结合长期有效积灰比、积灰损失率、清洗成本和其他运行因素,制定组件清洁维护计划。
该分析不应覆盖增氧机的水质安全及电气保护逻辑。
对于光伏、电网及储能混合供电系统,应根据实际电气拓扑、设备能力和安全需求确定供电切换与负载管理。
应区分有效测量、待核查、故障和缺测数据。
电气测量值、控制命令和光伏性能指标都应保留质量状态与测量来源。
展示每台增氧机的设备名称、池塘编号、当前运行状态、功率、电流、电压和累计电量。
在人员授权和现场条件允许时,向目标设备发送启动命令。
在符合设备安全管理要求时发送停止命令,并核验实际执行结果。
分别展示控制命令、实际运行反馈和故障状态。
支持现场手动、远程授权、定时及经验证的自动控制模式。
管理运行时间表、计划版本及任务执行记录。
在选配有效DO传感器时,按照已批准的阈值和安全规则执行增氧控制。
显示当前有功功率及历史变化。
显示累计电能及各统计周期耗电量。
显示单相设备实际运行电流。
分别显示A、B、C相电流及异常状态。
显示实际供电电压及异常事件。
展示有效功率因数及历史趋势。
统计单次、日、月及累计运行时长。
统计真实启动、停止及异常启动事件。
展示过载、缺相、保护跳闸、变频器故障及其他适用异常。
记录设备启动、停止、故障、人工接管和恢复事件。
生成每台设备的日耗电量。
生成设备月耗电量和月运行时间。
形成长期能耗数据库。
按池塘汇总关联设备的实际电能消耗。
支持不同设备分组管理,并分别执行安全联锁。
在实际供电容量允许的条件下,对多台设备进行分时启动。
根据功率、电流和历史基线识别运行负载变化。
在光伏型项目中显示参比辐照度和累计辐照量。
展示有效积灰比及其历史变化。
展示积灰造成的估计相对输出损失,并标注有效性状态。
根据有效积灰监测结果和项目维护策略提醒检查或清洁。
展示光伏发电功率、累计电量和逆变设备状态。
在储能型系统中展示电池SOC、充放电功率和相关故障。
显示电网、光伏及储能等实际供电来源。
对电流、电压、设备启动和保护动作异常进行报警。
记录控制人员、时间、设备、命令及执行反馈。
保存电能计量、传感器校准及设备维修记录。
生成启停、运行时长、电气状态、耗电量、故障及可选光伏供电分析报告。
系统主要由电气参数监测仪表、电能计量设备、接触器或适用驱动装置、电机保护装置、本地控制器、现场控制开关、运行反馈、电气控制柜、通信设备及监测平台组成。
对于光伏增氧系统,另配置参比辐照度传感器、积灰监测装置、光伏发电监测、必要的储能监测和供电切换设备。
用于单相增氧电机的电压、电流、功率和电量监测。
用于三相设备的各相电压、电流、有功功率和电能计量。
根据实际额定电流和仪表输入要求选用适用互感器。
安装及维护必须遵循相应电气安全要求,避免互感器二次侧危险运行状态。
根据实际供电等级和计量装置要求设计安全接入和保护。
用于累计有功电量及必要的分设备能耗统计。
负责适用电机控制回路的启停执行,并配置必要辅助反馈。
根据电机类型和实际保护要求配置过载、缺相及其他保护功能。
按实际供电系统及电气设计要求配置短路、隔离和其他保护措施。
对于支持变频运行的增氧设备,配置与电机和机械负载匹配的变频器。
完成启停控制、设备反馈采集、运行模式切换和故障联锁。
包括必要的本地控制开关、运行模式选择和状态指示。
根据设备风险设置可用的紧急停止和检修隔离措施。
用于集中布设计量仪表、控制器、接触器和保护装置,防护等级应满足现场潮湿、腐蚀及户外环境。
适用于光伏型增氧系统,建议根据监测等级选择适用的辐照度测量设备,并与组件布设方向匹配。
采用适用的清洁和污损参比器件及必要的数据处理单元,测量光伏积灰影响。
用于提供光伏性能分析的温度辅助数据。
获取实际发电功率、电量和故障状态。
用于获取电池管理系统的SOC、温度、电压、电流和保护状态。
负责现场计量和设备状态数据传输。
| 序号 | 设备名称 | 主要作用 | 配置方式 |
|---|---|---|---|
| 1 | 交流电力监测仪表 | 电压、电流、功率监测 | 核心必选 |
| 2 | 有功电能计量装置 | 累计电量 | 核心必选 |
| 3 | 电流互感器 | 电流测量 | 按计量接线配置 |
| 4 | 接触器或驱动装置 | 启停执行 | 核心必选 |
| 5 | 接触器辅助反馈 | 实际执行状态 | 核心必选 |
| 6 | 电机保护器 | 电机故障保护 | 按设备配置 |
| 7 | 断路器等保护装置 | 电气安全保护 | 核心必选 |
| 8 | 变频器 | 变频调速 | 变频型选配 |
| 9 | 本地智能控制器 | 控制及联锁 | 核心必选 |
| 10 | 手动控制组件 | 现场操作 | 核心必选 |
| 11 | 急停及检修隔离组件 | 人员及设备安全 | 按风险配置 |
| 12 | 防护型控制柜 | 集中安装 | 核心必选 |
| 13 | 参比辐照度传感器 | 太阳辐照监测 | 光伏型选配 |
| 14 | 积灰监测装置 | 光伏积灰比测量 | 光伏型选配 |
| 15 | 组件温度传感器 | 光伏温度修正 | 光伏型建议 |
| 16 | 光伏发电计量接口 | 发电功率及电量 | 光伏型配置 |
| 17 | 储能监测接口 | 电池运行状态 | 储能型配置 |
| 18 | 供电切换与保护装置 | 多能源供电管理 | 按实际电气拓扑 |
| 19 | 通信设备 | 数据上传 | 核心必选 |
| 20 | DO传感器 | 水质联动 | 按需求选配 |
| 21 | 综合在线管理平台 | 控制、报警和分析 | 集中部署 |
| 参数项目 | 工程选型参考 | 说明 |
|---|---|---|
| 测量对象 | 单相或三相交流电路 | 按现场确定 |
| 电压范围 | 与实际供电电压匹配 | 不得直接套用统一量程 |
| 电流范围 | 与电机额定及启动工况匹配 | 可采用互感器 |
| 有功功率 | W、kW | 实际计量 |
| 累计电量 | kWh | 实际计量 |
| 功率因数 | 建议支持 | 交流测量 |
| 电量计量等级 | 按管理及验收要求选择 | 不预设全部场景通用等级 |
| 数据通信 | 适用数字接口 | 按现场配置 |
| 校准 | 应满足适用计量要求 | 保存校准记录 |
| 参数项目 | 工程选型参考 |
|---|---|
| 测量类型 | 交流电流有效值 |
| 单相测量 | 一相有效电流 |
| 三相测量 | IA、IB、IC |
| 候选互感器变比 | 根据实际电机电流确定 |
| 准确度目标 | 根据监测和保护用途分别确定 |
| 采集周期 | 按运行监测和故障要求配置 |
| 过流报警 | 根据电机额定及保护条件设置 |
| 缺相识别 | 三相设备按要求配置 |
| 参数项目 | 工程选型参考 |
|---|---|
| 测量对象 | 实际交流供电电压 |
| 单相电压 | 按设备额定电压选型 |
| 三相电压 | 相电压或线电压 |
| 准确度目标 | 依据监测用途确定 |
| 欠压报警 | 按设备允许工况确定 |
| 过压报警 | 按设备允许工况确定 |
| 缺相监测 | 三相设备建议支持 |
| 电压不平衡监测 | 三相设备建议支持 |
| 参数项目 | 工程要求 |
|---|---|
| 启动控制 | 应支持 |
| 停止控制 | 应支持 |
| 运行反馈 | 应支持 |
| 启动失败识别 | 应支持 |
| 停止失败识别 | 应支持 |
| 本地手动控制 | 应保留 |
| 远程控制 | 按授权配置 |
| 定时控制 | 建议支持 |
| 故障闭锁 | 应支持 |
| 检修隔离 | 应独立保证 |
| 控制审计 | 应支持 |
| 参数项目 | 工程选型参考 |
|---|---|
| 测量对象 | 光伏组件平面参比辐照度 |
| 输出单位 | W/m² |
| 候选量程 | 0~1500W/m²或覆盖实际极值 |
| 准确度目标 | 按光伏监测等级及仪器类别确定 |
| 安装倾角 | 与实际组件布设匹配 |
| 安装方位 | 与实际组件布设匹配 |
| 温度修正 | 按设备原理确定 |
| 污染与结露维护 | 应考虑 |
| 夜间数据状态 | 应明确 |
| 参数项目 | 工程选型参考 |
|---|---|
| 监测指标 | 积灰比SR |
| 输出单位 | 无量纲或% |
| 积灰损失率 | (1-SR)×100% |
| 测量方法 | 适用的清洁与污损参比对比方法 |
| 匹配要求 | 相同或可比光学及电气特性 |
| 温度影响处理 | 按方法配置 |
| 低辐照数据剔除 | 应支持 |
| 遮挡及结露识别 | 建议支持 |
| 参考清洁状态 | 需定期确认 |
| 维护记录 | 应保存 |
| 参数项目 | 工程选型参考 |
|---|---|
| 储能电压 | V |
| 储能电流 | A |
| 荷电状态SOC | % |
| 电池温度 | ℃ |
| 充放电功率 | W、kW |
| 累计充放电电量 | kWh |
| 保护状态 | 过充、过放、过温等适用故障 |
| 数据来源 | 实际储能管理系统 |
| 监测内容 | 参考采集周期 | 说明 |
|---|---|---|
| 启停状态 | 事件触发并辅以周期确认 | 优先记录真实状态转换 |
| 功率 | 1~10秒 | 按设备及数据量确定 |
| 电流 | 1~10秒 | 保护动作由本地设备承担 |
| 电压 | 1~10秒 | 不替代快速保护 |
| 累计电量 | 10~60秒 | 以计量表实际示值为准 |
| 参比辐照度 | 按适用光伏监测等级 | 应进行必要有效性处理 |
| 积灰比 | 按有效辐照条件计算 | 禁止低辐照无效计算 |
| 储能SOC | 按储能管理系统配置 | 安全保护由本地系统承担 |
本章参数为工程选型和系统设计参考,不代表某种具体产品已实现相应测量或控制性能。
正式项目应结合电机铭牌、供电系统、保护装置、测量仪表及光伏设备的实际技术资料确定最终量程、准确度和验收指标。
建设增氧机控制与运行监测平台,实现设备状态、远程启停、电气参数、能耗统计、光伏供电及报警管理的统一展示。
按池塘、设备类型和运行状态展示全部增氧机。
提供具有权限控制的启动和停止操作,并显示实际执行反馈。
展示现场手动、远程、定时及自动控制等模式。
区分运行、停止、启动中、停止中、故障及检修锁定。
展示实时有功功率及历史变化。
展示累计电能及日、月、年耗电量。
展示单相或三相实际电流。
展示单相或三相实际电压。
展示交流侧实际功率因数。
展示单次及累计运行时长。
展示真实启停次数和异常启动事件。
显示过载、缺相、启动失败、停止失败及其他故障。
以时间顺序显示启动、停止、故障及恢复事件。
管理运行计划及审批记录。
支持在符合安全策略的条件下进行设备分组操作。
显示各鱼塘关联增氧设备的实际耗电量。
在光伏型项目中显示辐照度及累计辐照量。
展示有效积灰比及其变化趋势。
展示积灰损失率、数据有效性和清洁维护记录。
显示发电功率、发电量和逆变设备状态。
显示电池SOC、充放电及故障状态。
记录电网、光伏和储能等供电来源的变化。
在选配DO监测的条件下显示水质、控制阈值和联动记录。
保存设备维修、校准、保养和故障处理记录。
记录全部远程和本地重要控制操作。
生成设备运行、功率、电量、异常报警和光伏性能分析报告。
统计设备运行时间与统计时间窗之间的关系。
识别频繁启停或异常重复启动情况。
研究设备运行功率随时间和工况变化的特征。
统计电机电流上升、下降和三相不平衡事件。
研究欠压、过压和供电波动情况。
比较电流和功率变化,辅助判断设备负载异常。
统计启动命令、真实运行确认及启动失败事件。
统计停止命令、实际断电或停转反馈及停止失败事件。
计算各运行周期内的实际电能消耗。
分析单台设备每天的耗电量。
研究不同月份的增氧设备用电变化。
形成长期运行与能耗统计。
在设备类型、额定容量和运行工况可比的条件下进行能耗比较。
统计各养殖池塘关联增氧设备的实际用电量。
建立同一电机在可比工况下的电流和功率参考范围。
识别持续偏离正常负载背景的设备。
结合运行时长、故障频率和负载变化识别维护需求。
根据供电容量和生产计划研究设备分批启动方式。
比较计划运行时间与实际运行时间。
统计有效控制命令及真实执行成功情况。
统计设备故障类型、次数、持续时间和处理结果。
研究太阳能资源的日变化和季节变化。
统计有效积灰比及长期变化。
分析经过验证的积灰影响与组件清洁维护需求。
在可比辐照和温度条件下,研究清洁前后的参比装置输出变化。
研究实际发电功率与辐照条件之间的关系,并考虑温度和限制发电因素。
比较光伏发电量和增氧设备电量,但应明确储能、电网和其他负载的贡献。
研究储能系统在增氧设备运行过程中的供电表现。
统计供电中断、切换失败及增氧负载失电事件。
在配置DO监测时,研究增氧设备启停与水体DO变化之间的关系。
不能仅凭电机耗电量计算氧气转移效率。
统计设备参数有效率、缺测比例、计量漂移和异常记录完整性。
建立以实际电气测量和运行反馈为依据、以本地硬件保护为核心、以远程通知及运维分析为辅助的安全管理机制。
当发出启动命令后未在允许时间内确认运行时,触发报警。
当停止命令发出后仍存在不符合要求的运行状态时,触发报警和相应安全处置。
当保护装置检测到符合过载条件的异常时,执行相应保护。
当实际电流超过允许运行条件时,按适用保护策略处理。
当电流或功率持续低于经过验证的负载背景时,提示检查机械机构。
当供电电压低于设备允许条件时,提示或执行保护。
当电压超过允许条件时,执行相应保护。
当三相设备出现缺相条件时,执行相应保护。
当电压或电流不平衡达到设备允许边界时,触发保护或检查。
短路保护应由适用电气保护设备承担,不能依赖云平台软件检测后再断电。
根据现场电气系统和水边作业条件设置相应保护,并执行适用安全标准。
对接触器动作失败、反馈异常和疑似触点粘连情况进行提醒。
采集变频器过流、过温、过压或其他实际故障状态。
对超过允许启停频次的设备生成维护关注。
当设备实际运行时长与计划明显不一致时,生成提示。
当功率持续高于可比工况下的有效背景时,提示检查机械负载。
当功率异常降低时,提示检查传动、叶轮、风机或其他机械运行条件。
当电能表累计值出现异常跳变、回退或长期无更新时,提示计量异常。
在光伏系统中,对辐照度传感器失效、长期异常恒值和污染风险进行提示。
当有效积灰比明显降低时,提示检查积灰和参比装置状态。
根据经过验证的积灰损失率和实际清洁维护策略生成维护建议。
在有效辐照条件下,光伏实际输出明显低于可比背景时,提示检查温度、遮挡、积灰、逆变器及其他因素。
当实际储能SOC或有效供电条件达到相应风险状态时,提示检查能源保障。
在多源供电系统中,对切换失败、供电中断和负载失电进行报警。
在配置有效DO监测时,根据经批准的DO风险规则执行增氧联动。
当存在低氧风险而增氧设备故障时,应优先通知现场人员,并根据实际备用设备和供电能力执行应急预案。
当光伏发电不足时,应依据储能、电网和实际应急供电能力采取措施。
不得仅因积灰比低或辐照度下降就自动关闭具有必要增氧任务的设备。
当远程通信失败时,应保留相应本地保护和状态记录。
设备进入检修状态后,远程自动启动应被禁止。
软件锁定不能替代现场符合安全要求的电源隔离、锁定和验电等必要措施。
| 报警类别 | 判断依据 | 建议响应 |
|---|---|---|
| 启动失败 | 命令与运行反馈不一致 | 停止重复启动并检查 |
| 停止失败 | 停止后仍异常通电或运行 | 执行安全隔离及检修 |
| 过载 | 实际电机保护信号 | 保护动作并通知 |
| 过流 | 电流达到保护条件 | 本地保护 |
| 欠压 | 电压低于允许值 | 保护及供电检查 |
| 过压 | 电压超过允许值 | 保护及供电检查 |
| 缺相 | 三相供电异常 | 本地保护 |
| 功率异常 | 偏离有效负载基线 | 检查机械和电气状态 |
| 计量异常 | 电量数据失效 | 检查电表及通信 |
| 积灰异常 | 有效积灰比下降 | 检查光伏组件及参比装置 |
| 光伏供电不足 | 可用供电不足 | 检查储能及备用电源 |
| 检修锁定 | 设备处于检修隔离状态 | 禁止远程启动 |
| 通信中断 | 平台失去通信 | 执行本地安全策略 |
| 低DO风险 | 有效DO达到项目风险条件 | 按批准方案实施增氧 |
关键电气故障应按照实际保护装置和检修程序复位。
不得为了远程恢复控制而自动绕过必要的硬件保护。
明确养殖池数量、增氧机类型、额定功率、供电形式及是否配置光伏系统。
调查电机铭牌、配电结构、电缆、接触器、保护装置及实际负载。
对每台增氧机建立唯一编号,并与养殖池及供电回路绑定。
确定电能表安装位置及包含的实际用电设备。
根据电机实际运行电流和计量要求确定互感器规格。
根据单相、三相及变频条件选用适用仪表。
根据电机工作制和实际启动方式选择适用接触器及控制回路。
配置与实际电机和配电条件匹配的保护装置。
接入启停命令、运行反馈及故障信号。
明确本地操作、远程操作和自动运行之间的权限关系。
根据实际设备的人员和机械风险配置必要措施。
分别测试启动命令、实际运行反馈、停止命令和停止反馈。
在安全测试条件下模拟无法启动,验证报警和重启限制。
验证停止反馈异常及安全隔离逻辑。
对电气仪表和电能计量进行适用校验。
使用有效参考测量装置进行比对。
测试多设备启动对供电系统的影响,并优化控制计划。
验证变频器运行、故障和调速数据与实际设备状态的一致性。
在光伏型项目中,调查组件安装倾角、方位、遮挡、逆变器和储能设备。
按照实际光伏组件平面条件安装测量设备。
采用适用的清洁及污损参比对照布设方式,并建立清洁维护制度。
检查参比装置匹配性、温度差异、安装一致性和低辐照数据处理。
明确光伏发电和增氧机用电的计量边界。
根据实际电气拓扑获取储能和供电状态。
在选配DO系统时,验证有效DO判断、控制联锁和人工接管。
验证通信中断后设备按本地安全策略运行,恢复通信后状态同步正确。
验证恢复供电后不会未经条件检查而错误启动设备。
验证无权限用户、检修锁定和急停情况下远程控制是否被正确阻止。
检查电气计量、启停反馈、故障报警、光伏测量及数据传输稳定性。
分别验收电气测量、真实启停反馈、保护联锁、能耗统计、光伏监测和权限管理。
不得只以软件能够发送启停命令作为设备控制系统符合安全要求的证明。
检查设备运行状态、功率、电流、电压及报警。
按计量要求检查仪表示值、通信和校准状态。
检查互感器、接线和测量准确性。
检查测量回路及适用电气保护。
检查接触器触点、动作及辅助反馈。
检查保护整定值、故障记录和动作能力。
检查电机、叶轮、风机、轴承和传动装置的实际运行状态。
检查变频器运行、故障、散热和实际控制参数。
检查潮湿、腐蚀、接线、散热和防护状态。
定期验证远程操作授权和真实状态反馈。
按照安全管理制度验证必要保护功能。
清洁感光表面,检查安装方向和校准状态。
检查清洁参比装置与污损参比装置的安装和运行状态。
根据有效积灰信息和现场条件制定合理清洁计划。
检查逆变器功率、发电量和故障状态。
根据电池管理系统要求检查SOC、温度和保护状态。
定期验证实际供电切换功能及安全联锁。
及时更新现场操作及远程控制人员权限。
保存故障原因、检修时间、处理人员及复位结果。
保存电气原始数据、控制指令、运行反馈及光伏监测记录。
能够区分系统控制命令与设备实际执行结果。
连续获取功率、电流、电压等运行数据。
支持单台增氧机和分池塘耗电量统计。
对过载、缺相及其他适用异常进行保护和报警。
关键控制和保护不完全依赖远程通信。
适用于具有多池塘、多类型增氧设备的养殖场。
通过运行时间、功率和电量为用电管理提供数据。
可根据实际项目增加辐照和积灰监测。
利用经过验证的积灰信息辅助组件维护。
支持研究不同供电来源和增氧负载之间的关系。
可与实际DO监测结合形成水质驱动的增氧控制体系。
保存启停、故障、能耗和人员操作历史。
用于叶轮式、水车式等增氧机启停及电气运行监测。
集中管理多台增氧设备的运行状态和能耗。
监测水车式和其他增氧设备的实际运行情况。
根据实际增氧设备配置电气监测和远程控制。
监测鼓风机、曝气设备及相关供氧驱动设备的电气运行。
统一管理不同池塘的增氧机启停与耗电量。
配置本地安全控制和远程设备状态监测。
监测光伏辐照、发电功率和增氧设备负载。
结合储能SOC及负载需求开展供电状态管理。
监测供电切换及不同来源电量。
采用清洁与污损参比装置研究组件积灰影响。
监测变频器频率、故障及输入侧电气参数。
在保证养殖氧环境需求的基础上研究设备运行计划与能耗。
通过电气监测和运行反馈提高异常发现能力。
将增氧机监测与DO、水温及其他养殖生产信息结合。
建立设备运行、能耗、维护和故障长期数据档案。
通过受控启停和真实运行反馈,提高设备管理可观测性。
及时识别电机或控制设备故障,提高现场响应能力。
通过单台电能计量掌握实际用电情况。
利用电流、功率、运行时长和故障信息辅助维护计划。
减少部分现场重复检查和人工抄录工作。
通过必要保护和故障联锁降低电机异常运行风险。
提供太阳能资源、发电和储能运行相关数据。
通过经过验证的积灰监测结果为清洁维护提供数据。
在增加DO监测的条件下,为增氧设备控制提供实际氧环境依据。
通过保存启停、电能、故障和人员操作记录提高管理透明度。
为研究不同增氧设备的电气负载、运行能耗及供能方式提供基础数据。
系统可能通过提高设备管理效率、减少部分故障停机时间和改善用电统计形成经济价值。
实际节电效果应以相同养殖条件和有效电能计量数据进行验证。
没有经过对照验证时,不应承诺固定节电比例、增氧量提升比例或投资回收周期。
该标准现行有效,于2024年10月1日起实施。
规定了水产养殖环境监控系统的组成和相关技术要求,可作为适用养殖监控系统设计和建设的依据。
该标准现行有效,于2026年2月1日起实施,替代GB/T 755—2019。
可作为适用电动机定额、工作制和性能要求的相关依据。
该标准现行有效,于2021年4月1日起实施。
可为适用接触器、电动机起动器和保护设备选型提供依据。
该标准现行有效,于2021年4月1日起实施。
可作为适用低压断路器相关性能与安全要求的依据。
该标准现行有效,于2021年11月1日起实施。
可为适用交流有功电能计量设备的选型提供依据。
该标准规定了光伏系统性能监测的术语、设备与方法,包括辐照度测量及积灰监测。
可为光伏供电增氧系统的参比辐照度和积灰比监测设计提供技术依据。
应依据实际电机额定条件、控制设备和保护要求设计启停与运行监测系统。
应明确电能表的计量范围、安装位置和校准状态,区分设备负载电量与光伏发电量。
过载、短路和其他重要电气保护应由适用的本地硬件及保护装置实现。
远程控制不得替代现场必要的检修隔离、急停和安全作业程序。
应按照实际光伏组件安装方向和适用监测方法布设辐照度传感器。
应采用具有有效参比条件和必要修正的测量方法区分积灰影响与其他发电损失。
储能系统应依据实际电池类型、额定参数和适用安全技术要求设计和维护。
采用DO自动控制时,应以有效溶解氧测量结果和经过批准的管理要求为依据。
应保存电气计量、状态反馈、光伏传感器校准及运行异常记录。
正式工程应采用实施时现行有效且适用的国家、行业及国际技术标准。
设备电气安全、启停可靠性、功率电量计量和光伏积灰测量应分别验证。
本章提供增氧机控制与运行监测系统的典型应用设计示例,用于说明不同设备和供电条件下的监测需求、硬件配置及预期用途。
以下全部为假设性工程设计示例,不代表已经实施的成功案例或实际项目业绩。
某淡水养殖池塘需要对一台叶轮式增氧机进行远程控制及用电统计。
获取启停、功率、电量、电流和电压。
采用适用电力监测装置、接触器、实际运行反馈及本地控制器。
提高设备运行状态和耗电情况的可观测性。
某养殖池塘配置多台水车式增氧机,需要统一启停和故障管理。
监测各台设备的运行反馈及实际电气参数。
采用多回路电能监测与独立电机控制回路。
为多设备运行管理和分组启停提供基础。
某设施化养殖系统采用鼓风机进行空气输送。
获取电流、电压、有功功率、累计电量和故障反馈。
配置电气监测、驱动运行反馈及必要的管路状态监测。
为鼓风设备运行和故障管理提供数据。
某养殖场需要分别统计不同池塘的增氧耗电量。
监测单台增氧机电量及实际运行时间。
为各设备配置独立计量,并按池塘编号进行能耗汇总。
为池塘用电管理和设备运行比较提供基础资料。
某养殖设施使用具有变频驱动能力的增氧机。
获取变频器运行频率、状态、故障及实际输入电量。
通过变频器通信接口与输入侧电能计量进行联合监测。
为变频运行和电能消耗研究提供数据。
某养殖池塘采用太阳能辅助供电增氧系统。
获取增氧机启停、电气参数、参比辐照度和光伏发电状态。
在电气监测基础上增加组件平面辐照度和光伏逆变器数据采集。
为太阳能资源与增氧负载之间的关系研究提供数据。
某光伏增氧系统需要研究组件表面污损对发电输出的影响。
获取有效积灰比、积灰损失率及必要辐照数据。
采用经过验证的清洁与污损参比器件对照监测。
为光伏组件清洁和维护计划提供基础信息。
某养殖设施采用光伏和储能为部分增氧设备供电。
获取光伏发电量、储能SOC、负载功率和增氧机状态。
采用多计量边界的电气监测及储能管理系统数据接入。
为实际能源使用和供电可靠性分析提供数据。
某养殖场具备光伏、电网两种供电来源。
记录供电来源、发电量、购电量和增氧机实际耗电量。
建立独立计量与供电切换状态监测机制。
为多源供电管理及运行安全提供数据支持。
某养殖场需要实现增氧机远程控制,同时防止检修期间误启动。
核验控制模式、检修锁定、运行反馈和故障状态。
采用本地安全联锁、远程授权、检修隔离和操作审计机制。
降低远程控制造成的非预期启动风险。
某鱼塘需要依据实际DO监测结果管理增氧设备。
获取有效DO、电气参数、启停状态和运行反馈。
采用DO监测、本地控制器及经过验证的启停与故障保护规则。
为缺氧风险监测和增氧设备运行管理提供技术支持。
某养殖企业需要建立增氧设备长期运行数据库。
获取运行时长、启停次数、电气参数、耗电量及故障记录。
采用分布式电力监测终端和集中数据分析平台。
为设备维护、能耗核算和长期运行分析提供依据。
本章全部案例均为假设性工程设计示例,不代表已经实施的成功项目或实际工程业绩。
实际启停可靠性、测量准确度、光伏积灰测量效果及经济收益,需要通过真实工程验证。
[1] GB/T 43744—2024《水产养殖环境监控系统通用技术要求》。
[2] GB/T 755—2025《旋转电机 定额与性能》。
[3] GB/T 14048.4—2020《低压开关设备和控制设备 第4-1部分:接触器和电动机起动器 机电式接触器和电动机起动器(含电动机保护器)》。
[4] GB/T 14048.2—2020《低压开关设备和控制设备 第2部分:断路器》。
[5] GB/T 17215.321—2021《电测量设备(交流) 特殊要求 第21部分:静止式有功电能表(A级、B级、C级、D级和E级)》。
[6] IEC 61724-1:2021. Photovoltaic system performance — Part 1: Monitoring.
[7] IEC 60034-1:2022. Rotating electrical machines — Part 1: Rating and performance.
[8] IEC 60947-4-1相关现行版本。低压开关设备和控制设备中接触器与电动机起动器相关要求。
[9] 电动增氧设备工作原理、运行条件及电气性能相关技术资料。
[10] 单相、三相交流电压、电流、有功功率及电能计量技术资料。
[11] 电动机接触器、起动器、保护装置和运行反馈技术资料。
[12] 增氧机电机过载、缺相、欠压及故障保护技术资料。
[13] 变频器运行监测、输入侧电能计量及输出侧波形测量技术资料。
[14] 多设备分组启停、现场手动控制和检修安全技术资料。
[15] 设备累计运行时长、启停次数、故障分析与维护管理技术资料。
[16] 光伏组件平面辐照度、累计辐照量和参比传感器测量技术资料。
[17] 光伏积灰比、积灰损失率及清洁与污损参比对照测量技术资料。
[18] 光伏组件温度影响、遮挡和发电性能分析技术资料。
[19] 光伏发电量、储能充放电及增氧设备负载电量计量技术资料。
[20] 多源供电系统切换、储能管理及供电安全技术资料。
[21] 国家标准信息公共服务平台:GB/T 43744—2024。https://openstd.samr.gov.cn/bzgk/std/newGbInfo?hcno=5FAB073DBA8ED50C5C70AD0BD3349E95
[22] 国家标准信息公共服务平台:GB/T 755—2025。https://openstd.samr.gov.cn/bzgk/std/newGbInfo?hcno=1F2ED3D9FB8DA52B3A5B2E5D5A0C1076
[23] 国家标准信息公共服务平台:GB/T 14048.4—2020。https://openstd.samr.gov.cn/bzgk/std/newGbInfo?hcno=8C67BD5ED89F8D456571065672F81C56
[24] 国家标准信息公共服务平台:GB/T 14048.2—2020。https://openstd.samr.gov.cn/bzgk/std/newGbInfo?hcno=D67B4CA5133B65581E9463144A5725CE
[25] 国家标准信息公共服务平台:GB/T 17215.321—2021。https://openstd.samr.gov.cn/bzgk/std/newGbInfo?hcno=50CCA4CF44CCBBB8C1609ECAB4D90AAB
[26] 国际电工委员会:IEC 61724-1:2021。https://webstore.iec.ch/en/publication/65561
本方案以增氧设备启停控制、电动机电气监测、有功电能计量、故障保护、太阳能供电性能监测及运行数据管理为技术基础。
增氧机启停命令是控制系统发出的操作指令,实际运行状态应依据现场电气和设备反馈确认。
远程启动命令发送成功不等于电机已经启动;远程停止命令发送成功也不等于设备已经完成安全停机。
有功功率反映设备实际电功率,累计电量反映一定时间内消耗的有功电能,两者不能混用。
交流电机有功功率与电压、电流、功率因数及波形有关,不能简单将电压与电流相乘后直接认定为真实有功功率。
三相电机应根据实际接线方式和测量仪表获取各相参数,并考虑三相不平衡及缺相风险。
对于变频电机,应区分变频器输入侧和输出侧的电气参数,采用适用设备进行测量。
输入有功功率不等于电机机械轴功率,更不等于实际水体氧气转移功率或氧气转移质量。
如果需要评价实际增氧效率,应增加适用DO监测和相应氧传递性能测试。
设备保护应采用符合实际电气风险的本地保护装置,不能仅依赖平台远程下发停止命令。
现场急停、检修隔离及必要硬件保护应具有高于普通远程启停和定时任务的安全优先级。
断网、停电恢复和控制器重启后,应按照经过验证的安全状态机处理,避免非预期自动启动。
参比辐照度用于描述光伏组件对应平面上的太阳辐射功率密度,不能直接表示光伏发电功率或增氧机电功率。
光伏积灰比表示污损条件下的相对输出保持程度;积灰损失率通常为1减去积灰比。
积灰监测应使用适用的清洁和污损参比测量方法,并处理低辐照、温度、遮挡、结露和参比装置失配等因素。
不能仅根据光伏逆变器输出下降或发电量低于历史平均值,就确定组件积灰损失率。
光伏发电量、储能充放电电量、电网购电量和增氧机实际耗电量应具有清楚的计量边界,避免重复统计。
对于光伏发电不足的情况,应结合电网、储能和实际养殖缺氧风险制定供电保障策略,不能仅根据辐照度或积灰比自动关闭具有应急需求的增氧机。
纯电网供电增氧机可以不配置参比辐照度与积灰监测模块。
长期运维应重点管理计量仪表校准、电气保护、接触器状态、电机运行、电气线路、光伏传感器及供电设备。
系统应保存设备编号、池塘编号、运行模式、启停命令、真实反馈、功率、电量、电流、电压、故障及人员操作记录。
通过建设电气参数监测、真实启停反馈、本地安全控制、远程授权管理、能耗统计、光伏参比辐照和积灰监测模块,可形成适用于水产养殖增氧设备及太阳能供电增氧系统的综合在线控制与运行监测技术体系。