一、項目背景

       隨著第四次工業革命的發展，以云計算、大數據、物聯網、移動互聯網為代表的新一代信息技術正在加速向工業領域滲透融合，工業云、工業互聯網、智能設備逐步成為工業發展新基礎。同時隨著人民生活水平的不斷提高，人們對熱的需求更加多樣化，這就要求我們不斷提高供熱系統對動態熱負荷需求的靈活相應能力，實現“按需舒適供熱”，想要實現這一點就需要我們不斷提升設備的自動化水平，同時借助“互聯網＋”技術改造供熱產業，推動移動互聯網、大數據、云計算、物聯網等技術與供熱行業進行全方位、全系統的深度融合，充分發揮大數據、云平臺在供熱資源配置中的優化和集成作用，推動科技進步、效率提升和組織變革，最終滿足了提升供熱產業創新力和生產力的需要。

二、智慧供熱管控系統

（一）智慧化供熱管控系統平臺架構方案

（1）控制層

控制層包括在每個熱源、熱網、換熱站、熱用戶等現場安裝的各種自控硬件設備（例如PLC控制設備、計量設備、溫控設備、系統參數檢測設備等），這些設備可以采集現場數據，為智慧供熱的大數據分析提供數據來源及控制依據。智慧控制層與上層數據通信方式采用多種通信方式。

（2）應用層

應用層主要功能是將底層數據進行采集和儲存，主要設備包括核心交換機和云服務器。核心交換機是通信網絡的主干，流量通常非常龐大。因此在每個交換機上設置多個千兆以太網接口，保證通信網絡性能。虛擬化云平臺基于超融合架構，構架于云服務器之上。它是以虛擬化技術為核心，將計算、儲存、網絡等虛擬資源整合到一臺標準服務器中，形成基準架構單元。

（3）信息化中心層

信息化中心層主要功能是通過現代化的大數據算法、人工智能技術，將龐大的實時數據、歷史數據進行計算分析，對供熱運行進行實時監控，分析指導供熱系統的指揮調度。供熱指揮調度信息可展示在不同的設備終端。其中，平臺客戶端設置在供熱調度中心，主要是供熱運維管理人員根據各自的崗位職責對現場供熱指令進行實時管理。在基于手機的終端平臺，領導層和決策層均可以經過授權后，通過手機APP進行供熱數據瀏覽、歷史數據調取等，及時處理相關業務。另外，供熱數據也可上傳至外鏈平臺等第三方監控平臺，方便進行統一指揮調度。

（二）智慧化供熱管控系統功能模塊

       隨著公司供暖規模的擴大和熱用戶對供熱服務需求的日益增多，以實現供熱管網平衡、節能降耗為目的，在大數據、云計算的基礎上建立供熱負荷預測模型，搭建智慧化供熱管控系統。智慧供熱管控系統是以管網運行數據為核心，實現用熱單位及居民室內溫度、管網壓力、流量、溫度等參數數據匯聚管理，做出可視化的處理結果輔助決策建議，以更加精細和動態的方式管理供熱系統的整個生產、管理和服務流程，最終達到安全供熱、平衡供熱、節能降耗、降低漏損的供熱目標，提高供熱企業的供熱服務水平和業務管理水平。系統具備管網地理信息、負荷預測、全網平衡、能耗管理、智慧評價、多平臺融合等多項功能模塊。

（三）智慧化供熱管控系統的控制方案

熱力站自控系統的功能

1.控制方式

換熱站采用具有氣候補償功能的PLC控制系統。系統可根據上位機下發指令和室外溫度反饋，控制電動調節閥改變一次管網側介質流量，自動調節二次管網側的供水溫度，滿足用戶的供熱要求。

熱力調度中心的各項指令及設定值可通過通訊模塊傳輸至換熱站。系統結合AR巡檢系統，達到自動運行無人值守的要求。

2.數據采集

實現對系統點表的采集和顯示，包括主要運行參數：一次網供回水溫度、壓力；一次網供回水瞬時、累積流量和供水熱量；一次網電動溫度調節閥開度；二次網供回水溫度、壓力；除污器前、后壓力；二次網供水瞬時、累積流量；二次網補水累積流量，瞬時流量；水箱液位；水泵運行狀態（運行停止、頻率、電流等）、故障報警等數據，并具備上述參數歷史數據記錄功能。

3.一鍵啟停

熱力調度中心可遠程通過一鍵啟動/停止實現整個換熱站設備自動順序啟動及停機。

三、智慧化供熱管控系統的效果與意義

1.減少熱能浪費，提高供熱系統能效

我們搭建的基于大數據云平臺的智慧供熱管控系統能夠基于實時數據的持續學習、持續優化，并改進推理算法，而不是固定不變的理論公式，避免了人為經驗的不準確，可以持續的、最大程度的利用好供熱的數據，通過負荷預測、供需預測、多目標優化模型，可以保證供熱系統的精準調控，從而能夠提高供熱生產運行調控決策的科學性和及時性,減少熱能浪費提升系統綜合能效，保障供熱系統運行狀態的高效性。

2.提升供熱生產的安全性和可靠性

城鎮供熱事關城鎮居民的人身及財產安全,實現供熱系統的安全穩定運行是智慧供熱的重要價值體現。本套調控系統通過AR現實增強技術能實時監控換熱站、設備間的運行情況，極大減少了巡檢維護人員的工作量；借助管網地理信息模塊，當發生管網異常時，可快速在管網地理信息中定位并發出提醒，并能夠自動判斷事件等級，快速調取相關的應急預案，能夠顯著提升應急事件及運行故障的處置能力，借助物聯感知系統全面及時地掌握供熱運行中存在的危險因素,閉環跟蹤監督安全相關工作的執行情況。同時系統具有在線和連續的綜合評估和分析能力，能對供熱生產的節能、安全、高效、舒適運行提供定性和定量分析，能夠預測可能發生的運行風險，并提出風險解決方案，避免大規模事件發生，從而極大提升供熱生產的安全性和可靠性。

3.優化供熱企業和政府管理水平

本系統能夠運用信息通信技術感測、分析、整合供熱企業運行中各核心系統的關鍵信息,從而對各種需求做出智能響應,實現全面感知、智慧融合,大幅提升供熱企業管理水平;能夠使政府主管部門實現基于大數據的供熱行業優化治理。同時該系統能夠優化熱能源結構，提高了能源保障水平，起到了維護社會穩定、促進社會經濟發展的作用。能源結構調整完成后，供熱用煤量、污染物排放大幅度減少，同時減輕了城市交通、運輸的壓力，降低噪聲污染，為居民營造和諧、文明、優美的生活環境創造了良好的條件。