智慧供热在运行中的应用与发展

智慧供热在运行中的应用与发展

前言：智慧热网是采用“互联网+传统供热”技术，把供热模式向高效率、高质量、精细化、低成本、人性化发展；是从传统供热系统满足用户的整体需求，向注重不同用户群体需求转变，更加关注供热服务，将服务延伸至供热建设的各个环节及全寿命周期，用最低的成本，最高的效率，最大程度满足热用户需求。

随着全国节能减排、雾霾治理工作日益严峻，热力企业粗放式的管理越来越难以适应发展的需要；煤改气、煤改电造成的能源成本急剧升高，而且脱硫除尘、排放指标的定量考核也造成运行成本的升高，只有靠现代化的科学管理技术、自控设备的有效运行，才能解决设备精准调控和人才不足的问题，才能应对热力企业成本的急速增加。

目前我国供热系统的实际水平是信息化不完善，少部分系统实现了自动化，一些标称实现智慧供热的系统，距智慧供热应完成的任务和目标相差甚远；距智慧供热系统应具备的自感知、自分析、自诊断、自决策、自学习的能力相差甚远，供热系统所达到的智力离初级的智能要求相差很大。

智慧供热系统包括：供热运行生产管理系统、客户服务与评价系统、收费管理与电子支付系统。本文着重讲述供热运行生产管理系统。

一、智慧供热数据库

供热区域海量数据形成的历史数据库代表了供热区域建筑热特性、管网输配特性、热源特性等与室外气候特征之间的关系，通过大数据挖掘回归分析，可以得出管网的最优控制策略，指导供热节能和安全运行。热网范围内的各小区建筑结构、室内采暖方式（地

暖、散热器）决定的滞后特性及室温变化规律不同，换热站的调节控制和优化规律不同。通过历史数据分析，系统给出合理的控制策略。 在节能调控的情况下，保证全网优化控制策略的安全、热网参数波动控制。

就一个热源覆盖多个换热站来看，每个换热站的调控，相互影响，进而影响热源。内置专家系统根据热网特性和控制参数变动，基于热网运行参数历史数据库的大数据进行收敛性分析，给出全热源范围内的优化控制策略。所有的底层数据通过网络传输至监控中心智慧热网监控平台，形成历史数据库，根据建筑类型的实际耗热量形成供热专家系统。

智慧热网监控平台为供热运行管理提供全局化视图与智能化工具，并搭建信息沟通的桥梁，有效地提升供热系统优化运行和保障能力，推进热网运行安全和能源的合理应用，实现节能降耗的目标。 二、热网监控系统 1、热源控制。

无论是单热源局部区域供热，还是多热源的联网供热，都需要将热源的生产情况传输到智慧热网调度平台，应包括热源点实时的供回水温度、压力、流量、热量、补水流量等重要数据；同时还应具有热负荷预测功能，可以根据未来几天的天气预报信息，制定系统运行智能决策方案。辅助于实时天气情况的修正，提前协调安排热源生产的规模和参数，保证供热管网运行稳定，根据需要调度热源生产。

2. 换热站控制。

包含二次供水温度、流量调节、补水控制等基本功能，同时还要有相关的压力、温度、电流等报警、保护功能，保证换热站安全稳定运行。通过调控一次水的电动调节阀或分布式变频泵来控制二次供水温度，同时具备气候补偿功能，能够根据温控曲线或时间段自动调节二次供水温度，温控曲线和时间段可以根据换热站和小区不同情况设定，达到节

能运行的目的。

换热站的流量调节可以分为定流量调节和变流量调节。二级管网侧供回水温差过小，各热力站几乎均采用大流量、小温差运行。热力公司可以通过热用户热计量系统建设，实现各小区、楼栋、热用户的水力工况和热力工况实时调控及管理，实现覆盖供热系统（热源、一级管网、热力站、二级管网、楼栋、热用户）的数据信息调控管理系统。

3、热网安全保护。

热源的调整一般比较缓慢，为了保障热源的安全，热网监控系统必须有热网保护功能。在换热站根据室外温度自动调整时，不可避免的会出现管网截流，正常情况下不会影响系统的正常运行，但在极端条件下，可能会出现一次网流量过低或供水压力过高而影响一次网和热源生产安全的问题，这时需要在一次网末端合适的位置设置旁通阀，在需要的时候自动或远程打开，确保管网的最低流量或最高压力不超限，延长热源调整时间。制定系统安全决策方案。辨识出运行系统的实际特性参数，分析系统的动态特性，评估供热系统的可靠性，快速诊断并准确预测事故原因，制定出更加合理的事故处理方案和维护管理方法，减少事故发生的次数和事故处理时间及影响范围，提高系统的安全性 4、换热站的视频监控。

换热站实现无人值守需要运行人员随时掌握站内情况，对一些特殊情况需要视频监控来监视，例如站内地面是否有积水；是否有蒸汽、烟雾；是否有无关人员进入站内等情况，同时在非运行期还可以进行安全保卫监控。整个供热系统的管网和运行设备需要定期巡检，同时巡检人员还可以将设备运行的声音、温度、跑冒滴漏等现象，用图片或文字进行上传存档，方便调度及管理人员掌握设备和管网状况，及时调整安排生产，也为运行期结束后的检修技改提供依据。

供热的最终目标是使各用户家里的温度都达到标准，过高过低都需要调整，由于房屋位置朝向、楼层高低、建筑供热率等因素的制约，很难彻底解决热平衡的问题，根据供热区域的不同情况，设置单元流量调节阀或楼栋流量调节阀，可以将各单元楼栋的回水温度调节到一致，再结合个别用户的单独调节，基本能够达到要求。 基本热平衡调节好后，就可以根据用户室内温度的变化，调整换热站供水温度曲线和流量，避免冷热不均和过热现象，达到合理的节能降耗效果。

3. 智慧分析系统

智慧热网调度平台还应该具备运行数据统计和能耗分析功能，一是对各区域供热参数进行对比分析，查找各供热系统存在的问题，二是对各站点能耗数据按要求分时间阶段进行对比分析，通过智慧热网上位机软件平台统计耗水量、耗电量，并分析耗水、耗电的异常，实现各项指标精细化管理。在保障用户供暖质量的情况下，达到最佳的节能效果。通过智能热网管控平台，调度管理人员可以直观的根据热网情况调节热源生产，通过用户家测温情况实现对热网的按需调节，通过用户或楼栋单元的流量平衡调节，可以将热平衡调节到最佳状态，节能的同时降低用户投诉率。

为了充分反映供热效果，在多个小区内选择典型位置的热用户，安装室内温度远程监测装置，了解热用户的实际室内温度。典型热用户选择在小区内距离热力站的近端、中端、末端热用户，在其房间内安装室内温度采集装置，将监测的室内温度数据传输至热力公司调度中心，供调度人员掌握小区实际室内温度情况，进行供热效果的分析，及时判断调整热力站控制策略，做到按需供热。 结论及建议 智慧热网供热以机器智慧替代人工经验模式为目标，为供热企业提供了基于大数据挖掘和大数据分析的专家系统。实现了对供热运行状况智能诊断，实现了整网各热力站的精准化调控，各项报警功能完善，节省了大量人力、物力，是“互联网+传统供热”的发展方向。 我们要紧紧抓住智慧供热带

来的历史性机遇，充分利用物联网、大数据、人工智能等先进技术，瞄准智慧供热目标，推进产学研用协同创新，实现供热技术、设备的创新突破。供热企业应加强顶层设计，认清其所处的位置和拥有的实力，充分考虑技术先进性和技术经济性的平衡，理清现有条件下可能实现的目标，实事求是地根据供热企业的具体情况，制定出合理的智慧供热建设方案，分阶段、分层级往前推进。