基于信息化的智慧熱網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用分析

郭秀峰

（高平市常春熱力有限公司）

1 引言

近年來，隨著國家的快速發(fā)展，我國信息化建設(shè)、自動(dòng)化建設(shè)以及先進(jìn)智能技術(shù)不斷完善。為符合社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)，我國由傳統(tǒng)供熱系統(tǒng)逐漸發(fā)展為信息化智慧熱網(wǎng)供熱系統(tǒng)，該方式不僅可以更好地管理供熱系統(tǒng)工作，還能達(dá)到節(jié)能減排效果，對(duì)人們的生產(chǎn)生活以及國家發(fā)展具有重要意義。

2 智慧熱網(wǎng)的建設(shè)原則

1）先進(jìn)性

智慧熱網(wǎng)系統(tǒng)符合社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)，采用先進(jìn)技術(shù)，應(yīng)用成熟且被公眾認(rèn)可的優(yōu)質(zhì)開發(fā)軟件，構(gòu)建智慧熱網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)架，使該系統(tǒng)具備較強(qiáng)的生命活力，促使其可持續(xù)發(fā)展。

2）安全性

智慧熱網(wǎng)系統(tǒng)在相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與發(fā)布時(shí)，利用安全性能較高的設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)訪問限制，智慧熱網(wǎng)系統(tǒng)本身管理和分級(jí)授權(quán)等安全保密體系也較為完善。除此之外，采用先進(jìn)技術(shù)可以保證運(yùn)行設(shè)備在發(fā)生問題時(shí)，在最短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行修復(fù)，從而使智慧熱網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行得到有效保障。

3 智慧熱網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)

智慧熱網(wǎng)系統(tǒng)以儲(chǔ)能設(shè)備、換熱站和熱媒等作為基礎(chǔ)部分，同時(shí)將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及大數(shù)據(jù)技術(shù)等與熱網(wǎng)、熱源相結(jié)合，從而形成新型熱網(wǎng)系統(tǒng)，使智慧熱網(wǎng)系統(tǒng)具備控制、監(jiān)控、計(jì)量以及自動(dòng)化綜合調(diào)節(jié)控制等功能，保證智慧熱網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。智慧熱網(wǎng)系統(tǒng)在應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)+傳統(tǒng)供熱技術(shù)后，供熱管控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)診斷以及數(shù)據(jù)分析等工作，通過信息傳感層、數(shù)據(jù)傳輸層以及人工智能數(shù)據(jù)挖掘?qū)訉?duì)智慧熱網(wǎng)系統(tǒng)的嵌入式信息化進(jìn)行調(diào)整與升級(jí)，使供熱產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化以及信息化。

4 智慧熱網(wǎng)信息傳感層和數(shù)據(jù)傳輸層

智慧熱網(wǎng)系統(tǒng)中的信息傳感層設(shè)計(jì)包括熱源、熱用戶計(jì)量系統(tǒng)控制、無線室溫采集以及換熱站運(yùn)行參數(shù)等內(nèi)容。智慧熱網(wǎng)系統(tǒng)信息傳感層可以有效實(shí)現(xiàn)以下幾點(diǎn)內(nèi)容：

①硬件需要采用模塊化設(shè)計(jì)模式，結(jié)合實(shí)際情況對(duì)通信接口模塊進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，從而有效實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)的傳輸；

②智慧熱網(wǎng)系統(tǒng)在全網(wǎng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)信息采集時(shí)，需要使用統(tǒng)一的ID標(biāo)志，實(shí)現(xiàn)各網(wǎng)域之間的相互流通[1]；

③智慧熱網(wǎng)系統(tǒng)可以使用網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步技術(shù)，從而使與時(shí)間相關(guān)的物理量時(shí)序精確度得到有效保障；

④智慧熱網(wǎng)系統(tǒng)可以對(duì)熱用戶水力工況和熱力工況等進(jìn)行監(jiān)控與管理，從而為決策者進(jìn)行科學(xué)決策提供依據(jù)。

5 智慧熱網(wǎng)應(yīng)用層

5.1 輔助決策分析

智慧熱網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用層功能主要有以下幾點(diǎn)：①遠(yuǎn)程控制熱源供水溫度參數(shù)和流量參數(shù)；②遠(yuǎn)程啟?？刂蒲h(huán)泵和補(bǔ)水泵等各個(gè)熱源設(shè)備；③利用大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)熱源運(yùn)行參數(shù)的回歸擬合，從而滿足一天中不同時(shí)間段內(nèi)的熱量需求以及流量需求；④利用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析智慧熱網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)備等的數(shù)據(jù)參數(shù)，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在的問題；⑤有效實(shí)現(xiàn)熱源與熱網(wǎng)的調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)連鎖保護(hù)。

5.2 節(jié)能分析專家系統(tǒng)

智慧熱網(wǎng)系統(tǒng)在對(duì)全網(wǎng)進(jìn)行調(diào)控時(shí)，各換熱站之間的調(diào)控可以相互影響，從而對(duì)熱源產(chǎn)生作用。不同形式的熱源將會(huì)對(duì)換熱站調(diào)控產(chǎn)生不同的影響，因此，為有效保障全網(wǎng)在調(diào)控時(shí)的安全和節(jié)能運(yùn)行，需要及時(shí)了解并研究管網(wǎng)運(yùn)行以及熱源形式等內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)換熱站系統(tǒng)與熱源的聯(lián)動(dòng)調(diào)控。智慧熱網(wǎng)系統(tǒng)可以根據(jù)熱網(wǎng)參數(shù)變動(dòng)和熱網(wǎng)特點(diǎn)，利用大數(shù)據(jù)對(duì)熱網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，進(jìn)而得出控制全熱源的有效策略。在歷史運(yùn)行的數(shù)據(jù)信息基礎(chǔ)上，采用智慧熱網(wǎng)回歸計(jì)算法可以構(gòu)建出室內(nèi)溫度變化模型、室外溫度變化模型、二者間相互關(guān)系模型以及熱源耗熱量模型。利用未來七天中室外溫度變化，預(yù)測(cè)出未來七天中熱源能耗的數(shù)值。采用此種方式，還能構(gòu)建出熱源供水溫度模型，從而為相關(guān)工作人員的生產(chǎn)調(diào)度計(jì)劃提供科學(xué)依據(jù)。

6 智慧熱網(wǎng)改造工程案例

6.1 工程概況

前幾年的供暖季節(jié)，高平智慧熱網(wǎng)系統(tǒng)供熱節(jié)能技術(shù)開始實(shí)行。在監(jiān)控中心構(gòu)建智慧熱網(wǎng)節(jié)能方案實(shí)施監(jiān)控平臺(tái)，可以有效實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制以及遠(yuǎn)程監(jiān)控等大數(shù)據(jù)專家系統(tǒng)。高平市常春熱力有限公司設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)電調(diào)閥系統(tǒng)展開，在各換熱站中，即便在無人值守的情況下，各設(shè)備也能正常運(yùn)作，同時(shí)可以利用優(yōu)化控制形式，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。常春熱力有限公司逐漸對(duì)不同建筑采取熱計(jì)量系統(tǒng)，換熱站在進(jìn)行全面升級(jí)改造后，從熱用戶數(shù)據(jù)收集整理到熱網(wǎng)監(jiān)控，利用溫室反饋，最終實(shí)現(xiàn)按照用戶需求提供熱能。

6.2 智慧熱網(wǎng)改造效果

智慧熱網(wǎng)改造包括GIS地理信息系統(tǒng)、全網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)及熱力站節(jié)能控制系統(tǒng)。其中，GIS地理信息系統(tǒng)可以有效實(shí)現(xiàn)以下幾點(diǎn)內(nèi)容：①不僅可以更加直觀地向人們展示換熱站以及熱源在地圖中的位置，還可以在地圖中繪出管網(wǎng)走向、管網(wǎng)中設(shè)備安裝以及設(shè)備參數(shù)等信息，并建立設(shè)備臺(tái)帳；②可以及時(shí)展現(xiàn)各換熱站的溫度情況和供熱情況，從而為相關(guān)工作人員調(diào)節(jié)換熱站供熱提供科學(xué)依據(jù)；③可以及時(shí)定位檢查人員的實(shí)際工作位置，從而對(duì)相關(guān)工作人員的工作進(jìn)行監(jiān)督管理。全網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)及熱力站節(jié)能控制系統(tǒng)可以有效實(shí)現(xiàn)以下幾點(diǎn)內(nèi)容：①可以及時(shí)查看換熱站內(nèi)設(shè)備運(yùn)行的數(shù)據(jù)信息；②擁有三種控制模式，可以結(jié)合換熱站實(shí)際情況選取最合理的模式，實(shí)現(xiàn)其節(jié)能控制作用；③全方位考慮建筑熱惰性以及用戶的用熱時(shí)間，從而進(jìn)行偏移設(shè)置；④換熱站可以在無人看守的情況下，進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行啟停參數(shù)設(shè)置工作。

6.3 運(yùn)行效益分析

通過對(duì)智慧熱網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)整，相關(guān)工作人員可以通過監(jiān)控中心對(duì)各換熱站工作進(jìn)行管理與監(jiān)控。除此之外，上位機(jī)系統(tǒng)可以對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行分析，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，進(jìn)而給出有效的解決措施，實(shí)現(xiàn)按需供熱。智慧熱網(wǎng)系統(tǒng)可以有效實(shí)現(xiàn)水、熱力之間的平衡，使智慧熱網(wǎng)系統(tǒng)的安全性、供熱性以及穩(wěn)定性得到有效保障。

7 結(jié)語

綜上所述，智慧熱網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)與設(shè)施，為供熱企業(yè)提供大數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)與大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)供熱運(yùn)行情況的分析與診斷，為相關(guān)工作人員的決策提供科學(xué)依據(jù)。智慧熱網(wǎng)系統(tǒng)在經(jīng)過升級(jí)改造后，可以為水力和熱力工況的穩(wěn)定運(yùn)行提供有效保障。