智慧供热对供热企业及相关企业的要求

发表时间:2019/5/7   来源:《建筑学研究前沿》2019年1期   作者:姚晴
[导读] 近几年,随着智慧城市的建设、现代通信技术和控制技术的进步、物联网技术的应用,国内兴起了智慧供热的热潮。

黑龙江省林业设计研究院  黑龙江哈尔滨  150001
        摘要:近几年,随着智慧城市的建设、现代通信技术和控制技术的进步、物联网技术的应用,国内兴起了智慧供热的热潮。智慧供热是智慧城市概念中不可或缺的一部分,供热企业通过应用智慧供热系统,可以改变以往粗放型的管理方式提高工作的管理水平,实现对节能减排的精细化管理转变。本文就智慧供热对供热企业及相关企业的要求展开探讨。
        关键词:集中供热;智能供热;智慧供热;供热系统;运行调节
       
       
引言
        智慧供热技术以云计算、互联网等技术手段为基础,结合虚拟技术、大数据、集成法等方法工具,能够具备有高级综合分析判断能力,实现对供热系统的信息化管理。
        1与供热相关的企业
        供热的发展与供热设备制造企业和系统集成企业的进步有关。(1)设备制造企业。供热需要的设备数量大,种类多。目前为供热服务的设备制造企业较多,生产的产品性能能够满足现在的供热系统需求,但是多数设备的性能单一,技术指标落后,设备制造企业所提供的设备的技术信息不能满足供热系统运行的新要求。目前常规设备制造企业生产能力已经过剩,市场竞争激烈。虽然不断有新产品出现,但是设备制造企业创新能力不足,目标模糊,正在寻求新的技术进步,进一步提升设备功能。(2)系统集成企业。系统集成企业由小到大,经过近30a的发展进步,已经成为供热行业一个重要组成部分。如今,采集设备性能稳定,供热数据采集系统技术成熟度高,普及面较广;通信技术发展迅速,不断为数据传输提供新的手段;热网监控规模不断扩大,无人值守热力站发展迅速。各系统集成企业提供的数据平台虽然很多,但是真正高水平的平台较少。系统集成企业竞争激烈,利润较低,急需寻找拓展服务空间和技术提升的渠道。
        2智慧供热的定义
        综合国内外学者的观点,我们认为:智慧供热是在中国推进能源生产与消费革命,构建清洁低碳、安全高效能源体系的新时代背景下,以供热信息化和自动化为基础,以信息系统与物理系统深度融合为技术路径,运用物联网、空间定位、云计算、信息安全等“互联网+”技术感知连接供热系统“源—网—荷—储”全过程中的各种要素,运用大数据、人工智能、建模仿真等技术统筹分析优化系统中的各种资源,运用模型预测等先进控制技术按需精准调控系统中各层级、各环节对象,从而构建具有自感知、自分析、自诊断、自优化、自调节、自适应特征,能够支撑供热的政府监管、规划设计、生产运营、需求响应过程中人的思考决策的新一代智慧型供热系统。


智慧供热旨在解决清洁热源接入及按需用热带来系统动态性增加,城镇集中供热系统联网规模扩大,环保排放约束日益严格,供热品质要求不断提高,按需精准供热及大规模个性化服务需求等带来的挑战,全面提升供热的安全性、可靠性、灵活性、舒适性,降低供热能耗,减少污染物与碳排放,从而使供热系统成为承载人民美好生活的智慧城市能源系统的重要组成部分。
        3智慧供热系统功能
        为解决大区域供热调整的难度问题,很多供热公司已经建设了很多无人职守换热站。通过室外温度预计二次网所需热量,并调节一次网流量。随着信息化的爆炸式发展,智慧供热将这个理念延伸,建立了自己的功能平台。智慧热网的建设可以对二次网所消耗热量的参数数据进行全面采集,并且实现对网损的分析,对供热企业进行年度计划的规划提供依据,从而进一步实现供热企业的资源配置优化,对热网输送的能力起到进一步提高作用。智慧供热系统建设平台目前已经可以包括:热网监控系统、指挥调度系统、全网平衡系统、能耗管理系统、地理信息系统、设备管理系统、智能办公系统、智能巡检系统、热网运行报表系统、供热运行分析系统、手机APP系统等。智慧供热可对热源的各项运行参数进行采集上传、危险报警,并对热网、补水系统等进行远程监测、控制、报警和保护,对换热站的运行数据进行监控等。从而实现安全、经济的自动化生产与管理。
        4智慧供热技术策略
        智慧供热技术以云计算、互联网等技术手段为基础,结合虚拟技术、大数据、集成法等方法工具,能够具备有高级综合分析判断能力,实现对供热系统的信息化管理。根据用户热负荷供需状况,针对热源生产能力、管网输配能力等在线分析模拟,按照评估结果实现统一调节,能够满足按需供热需要,进一步实现节能减排目标。智慧供热调度运行平台主要组成系统包含有三部分,第一部分为软件系统,软件系统在实际应用中主要负责气象管理、热网监测、热量远程抄表、生产管控等功能,各类信息数据能够相互调取利用,提高供热管理系统完善性;第二部分为硬件系统,硬件系统包含有各类温度、压力等传感器以及相关的智能控制设备;第三部分为通信系统,该系统主要是利用无线网络和有线网络使整个系统中信号传递稳定性、可靠性得到保证。
        5智慧供热对设备制造企业的要求
        供热物理网中,涉及到的供热设备数量众多。目前的设备大多数是按照人工运行时代的要求设计制造的,设备能够提供给供热物理网的设计人员、运行人员以及系统集成人员的信息量太少,大多数设备没有设备的运行特性曲线,管道、设备及配件缺少疲劳性能曲线等。设备没有通信功能,运行人员无法实时了解设备的工作状态。只有设备走向智能化,具有完善的智能调节功能、自诊断功能,才能够构建合理、健康、完全智能化的供热系统,全面实现智慧供热。
        6人工智能对智慧供热的推动作用
        人工智能发展引领智慧城市发展。人工智能技术是当今技术领域的一个重大发展方向。无人驾驶技术、机器人技术的应用都得到了跨时代的发展。国内外越来越多的科技公司开始将人工智能搭载在智慧城市、智慧能源的平台上。人工智能技术是将智慧城市系统中各个数据采集点采集上来的海量数据进行建模,建立具有自我学习能力的数据模型。该模型通过下发指令调整智慧城市中各类能源供应,并能够很快的实现自我更新换代。(2)人工智能调整供热方式。目前国外搭载人工智能的智慧供热系统已经有了几年的发展。国内该区域正在起步阶段,很多供热公司与科技公司联合科研,建立了整体或局部的人工智能模型。这些模型需要几个采暖季的时间积累原始数据,自我更新并得到验证。目前得到普遍认可的人工智能应用方式为人工智能定期向智慧供热平台的使用者提供运行调整建议,并由人工最终完成操作的审核以及指令的下达。同时数据模型会记录下操作指令下达的时间,指令得到的反馈,并再次审核自身程序,达到有效的自我学习完善。我们相信不久的将来,人工智能除了可以进行二次网用户段的流量精准调整,更能够提前预知预判调整热源侧及一次网侧的锅炉及水泵运行。
(1)        结语
        我国的集中供热已经由第一代供热逐步向第四代供热进步,城镇智慧供热已经起航。为了使我国智慧供热事业健康发展,需要做好下述工作。(1)抓住智慧供热发展的机遇,实现供热企业、系统集成企业和设备制造企业的深度融合和智能化提升。(2)构建技术先进、调节性能好、安全性高的供热物理网和供热物联网,实现运行科学、管理规范、决策过程智能。(3)建设智慧供热专家队伍,研究智慧供热模型和数据评估方法,解决智慧供热、云服务的关键问题,促进不同技术的智能融合。(4)推进供热设备智能化,开发出具有完善的智能调节功能和自诊断功能的供热设备。
        参考文献
        [1]邱海平.智慧热网推动供热企业实现节能减排[J].节能与环保,2017,(10):64-66.
        [2]姜倩.智能供热框架设计及供热负荷预报应用研究(硕士学位论文)[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2015.

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