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一、項目背景
隨著第四次工業(yè)革命的發(fā)展，以云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網、移動互聯(lián)網為代表的新一代信息技術正在加速向工業(yè)領域滲透融合，工業(yè)云、工業(yè)互聯(lián)網、智能設備逐步成為工業(yè)發(fā)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(tǒng)對動態(tài)熱負荷需求的靈活相應能力，實現(xiàn)“按需舒適供熱”，想要實現(xiàn)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(lián)網＋”技術改造供熱產業(yè)，推動移動互聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網等技術與供熱行業(yè)進行全方位、全系統(tǒng)的深度融合，充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)、云平臺在供熱資源配置中的優(yōu)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(yè)創(chuàng)新力和生產力的需要。
二、智慧供熱管控系統(tǒng)
（一）智慧化供熱管控系統(tǒng)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(xiàn)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(tǒng)參數(shù)檢測設備等），這些設備可以采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，為智慧供熱的大數(shù)據(jù)分析提供數(shù)據(jù)來源及控制依據(jù)。智慧控制層與上層數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(xiàn)代化的大數(shù)據(jù)算法、人工智能技術，將龐大的實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)進行計算分析，對供熱運行進行實時監(jiān)控，分析指導供熱系統(tǒng)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(jù)各自的崗位職責對現(xiàn)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(shù)據(jù)瀏覽、歷史數(shù)據(jù)調取等，及時處理相關業(yè)務。另外，供熱數(shù)據(jù)也可上傳至外鏈平臺等第三方監(jiān)控平臺，方便進行統(tǒng)一指揮調度。
（二）智慧化供熱管控系統(tǒng)功能模塊
隨著公司供暖規(guī)模的擴大和熱用戶對供熱服務需求的日益增多，以實現(xiàn)供熱管網平衡、節(jié)能降耗為目的，在大數(shù)據(jù)、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(tǒng)。智慧供熱管控系統(tǒng)是以管網運行數(shù)據(jù)為核心，實現(xiàn)用熱單位及居民室內溫度、管網壓力、流量、溫度等參數(shù)數(shù)據(jù)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(tài)的方式管理供熱系統(tǒng)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(jié)能降耗、降低漏損的供熱目標，提高供熱企業(yè)的供熱服務水平和業(yè)務管理水平。系統(tǒng)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(tǒng)的控制方案
熱力站自控系統(tǒng)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(tǒng)。系統(tǒng)可根據(jù)上位機下發(fā)指令和室外溫度反饋，控制電動調節(jié)閥改變一次管網側介質流量，自動調節(jié)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(tǒng)結合AR巡檢系統(tǒng)，達到自動運行無人值守的要求。
2.數(shù)據(jù)采集
實現(xiàn)對系統(tǒng)點表的采集和顯示，包括主要運行參數(shù)：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(jié)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(tài)（運行停止、頻率、電流等）、故障報警等數(shù)據(jù)，并具備上述參數(shù)歷史數(shù)據(jù)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(xiàn)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(tǒng)的效果與意義
1.減少熱能浪費，提高供熱系統(tǒng)能效
我們搭建的基于大數(shù)據(jù)云平臺的智慧供熱管控系統(tǒng)能夠基于實時數(shù)據(jù)的持續(xù)學習、持續(xù)優(yōu)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(xù)的、最大程度的利用好供熱的數(shù)據(jù)，通過負荷預測、供需預測、多目標優(yōu)化模型，可以保證供熱系統(tǒng)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(tǒng)綜合能效，保障供熱系統(tǒng)運行狀態(tài)的高效性。
2.提升供熱生產的安全性和可靠性
城鎮(zhèn)供熱事關城鎮(zhèn)居民的人身及財產安全,實現(xiàn)供熱系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行是智慧供熱的重要價值體現(xiàn)。本套調控系統(tǒng)通過AR現(xiàn)實增強技術能實時監(jiān)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(fā)生管網異常時，可快速在管網地理信息中定位并發(fā)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(lián)感知系統(tǒng)全面及時地掌握供熱運行中存在的危險因素,閉環(huán)跟蹤監(jiān)督安全相關工作的執(zhí)行情況。同時系統(tǒng)具有在線和連續(xù)的綜合評估和分析能力，能對供熱生產的節(jié)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(fā)生的運行風險，并提出風險解決方案，避免大規(guī)模事件發(fā)生，從而極大提升供熱生產的安全性和可靠性。
3.優(yōu)化供熱企業(yè)和政府管理水平
本系統(tǒng)能夠運用信息通信技術感測、分析、整合供熱企業(yè)運行中各核心系統(tǒng)的關鍵信息,從而對各種需求做出智能響應,實現(xiàn)全面感知、智慧融合,大幅提升供熱企業(yè)管理水平;能夠使政府主管部門實現(xiàn)基于大數(shù)據(jù)的供熱行業(yè)優(yōu)化治理。同時該系統(tǒng)能夠優(yōu)化熱能源結構，提高了能源保障水平，起到了維護社會穩(wěn)定、促進社會經濟發(fā)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?shù)膲毫?，降低噪聲污染，為居民營造和諧、文明、優(yōu)美的生活環(huán)境創(chuàng)造了良好的條件。
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