浅谈智慧供热技术在大型供热管网中的应用

浅谈智慧供热技术在大型供热管网中的应用

崔德山

通辽热电有限责任公司 内蒙古 通辽 028000

摘要：随着城市集中供热面积及供热规模逐渐扩大,系统形式也越来越复杂,对供热公司的运行管理水平提出了更高要求。而智慧供热技术的发展为助力实现城市大型热网的“均衡输送、按需供热”提供了有力支持。通过建立热网运行调节的实时运行参数传输平台、智能分析平台、远程监控平台,配套增加现场调控设备,实现基于自动控制、自动节能运行的智慧供热技术方案,为城市大型热网技术升级、节能运行和提高效益指示了方向。

关键词：智慧供热技术；大型供热管网；应用

引言

“互联网+”智慧能源是一种互联网与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的能源产业发展新形态，具有设备智能、多能协同、信息对称、供需分散、系统扁平、交易开放等特征，通过推进信息系统与物理系统在量测、计算、控制等多功能环节上的高效集成，实现能源互联网的实时感知和信息反馈，建设信息系统与物理系统相融合的智能化调控体系。

1智慧供热的基本定义

目前对智慧供热系统处在研究初期，没有一个全面系统的定义。随着现代科技的进步，云计算、大数据技术的发展，物联网技术的应用，信息网络开始构成，信息与物联的交互，形成了由物联网和信息网组成的新型网络平台。进一步增强物联网和信息网对全要素信息的采集水平，对海量的大数据进行分析处理，运用智能运行控制系统为生产运行人员提供技术支撑。在保证用户室内温度达标的条件下，尽可能降低供热能耗水平。这给热源—换热站—用户三级联调联动创造了条件，从初始人为调节供热曲线逐步向智慧供热系统根据室温自主调节运行工况，管理人员只负责监控和保障工作。当前大多数热力单位利用信息化控制技术建立起了供热管理信息化系统、地理信息系统、数据监控系统等生产管理系统，缺少直接与运行生产设备相关联。系统间仍然较为独立，数据资源无法实现共享，限制了平台的拓展能力。

2智慧供热技术在大型供热管网中的应用

智慧热网必需的组成部分是二次网及末端用户的精细调控］，为了实现这一目标，需要以现有热网数据采集与监控系统（SCADA）、分散控制系统（DCS）以及计量系统等为基础，以物联感知技术为支撑，对热网关键位置的热工水力参数测量进行完善，形成供热系统感知测量手段，以实现按需精准供热调控。

2.1基于大数据的分析与诊断

智能热网系统基于供热系统海量历史数据，依据热用户自身用汽性质分析负荷影响因素，结合季节、节假日、日夜峰谷、天气等因素，采用与数据匹配度高的回归分析法、神经网络法或模糊预测法等大数据分析法建立热用户的负荷预测模型，对未来的负荷发展趋势进行预测，进而获取未来一段时期内各热用户及整个供热系统的负荷发展趋势，为供热系统的预测性调节控制提供基础数据，实现系统的供需动态平衡匹配。此外，基于运行数据的分析处理，还可建立热网蒸汽品质及管网设备诊断模型，以支持供热系统的故障诊断及状态维修。

2.2实现生产数据的集成与共享

感知层是智慧供热技术应用的基础条件,需要感知传输的数据包括热源出口数据、换热站运行数据、热计量数据和热用户室内温度等数据。与多数供热企业类似,公司在发展过程中已经具备了部分数据采集、自控功能,但是各种技术往往由不同厂家提供,而各厂家的平台及开发技术不尽相同。因此,在智慧供热建设过程中,首先要解决的是“信息孤岛”问题,即实现数据的互通互联,实现生产调度数据共享。平台实现了从用户→热力站→管站→热源的数据采集,对热、电、水等类型数据实现全面监控。

2.3实现基于大数据的智能调控与考核

基于大数据的智能调控是智慧供热的核心与关键技术。平台根据热力供热范围内热力站、供热机组的建筑特性、室外气象参数等确定科学合理的供热指标,精准下发供热参数、优化调控策略,实现精准供热、按需供热。此外,平台以热力站为单位,对耗热量、耗水量、耗电量进行量化考核,根据建筑特性等确定科学合理的量化考核指标。智能调控能够明确责任、督促提高供热大队、热力站各级管理人员的节能调控积极性,实现最大主动节能运行。

2.4实现基于GIS的设备管理与运维

平台基于GIS建立了管线、管网设备的电子档案,可以对各设备的基本信息、维修记录进行管理;利用巡检功能建立设备的维护档案,保证管线的安全运行,并实现对人员的远程管理与调度;依靠大数据和专家算法,对换热站各运行设备、热计量设备的采集数据进行分析,及时发现这些设备的故障信息,提示管理人员进行维护维修,并可生产派单,维修工人使用手机APP接单对设备进行维修;对运行设备的主动巡检、智能巡检,大大降低了人工成本,降低了生产运行风险。此外,利用室温数据和小区电子围栏实现了各供热区域室温热点图的展示,方便及时掌握各区域的供热质量。

3智慧供热系统未来规划

热力智慧供热监管平台在应用中已经取得了明显的节能效果。但是,面向未来的发展,需要在以下几个方面进行加强。

3.1生产-收费-客服系统的深度融合

热力智慧供热监控平台未来应充分利用三大系统的业务特点和数据信息,建立三大系统的数据共享和知识共享,提高各部门的业务交互效率,建立热力公司各部门生产、经营、维修、客服的OA办公平台。建立扁平化数据信息系统和扁平化运行管理模式,为热力公司的决策提供及时的数据分析支撑和科学依据,对提高管理水平,具有重要意义。

3.2加强二网平衡管控建设

目前,与一次网的管控水平相比,二次网存在关键节点数据缺失的问题,成为制约精准供热的瓶颈。为了避免二网流量不均、用户冷热不匀等无法定量把握的问题,可根据实际情况从以下两个方面进行改进:(1)楼栋热力入口信息化改造。在二次网各个楼栋热力入口的供回水管道上安装无线温度压力传感器,用以实时采集供回水管道的温度和压力,以实现异常数据分析、故障快速诊断、派单维修以及能耗、水力平衡状况、保温性能等分析的功能,最终实现二次网水力、热力平衡。(2)热用户入口信息化改造。针对二次网中所有热用户,实现热用户供暖数据远程采集、与换热站自控系统数据联动、各热用户独立调控、总体统筹智能调控的功能。

3.3基于室温的供热调节

精准供热的目标是保障用户的室温、实现按需供热。气候补偿曲线、人工经验这些粗犷式管理难以实现这些要求。因此,需要基于热用户室内温度反馈的换热站运行调节方式,建立以用户供热需求为目标的调控策略。综合考虑建筑热惰性及管网滞后时间,是实现供热精细化管理的关键技术。调控方式应以室温为目标,保证不欠供、不超供,真正实现按需供热。在考虑整网调控安全的基础上,逐步实现一个支线、一个子公司、全网投入的自动室温调节。

结束语

通过智慧供热技术，改善电力系统调峰性能，提高供热管网运行效率。伴随新一代信息技术的飞速发展，互联网、大数据和云计算等技术与各行业加速融合，“互联网+”智慧能源这一理念正呈现从第三产业向第二产业渗透、融合的趋势。

参考文献

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