信息化技術(shù)在供熱調(diào)度中的應(yīng)用

田瑞杰 賈雨

【摘要】為順應(yīng)信息化發(fā)展潮流，推動自動化發(fā)展進程，提高運行效率，我公司某供熱服務(wù)中心根據(jù)以往運行經(jīng)驗，針對原有系統(tǒng)薄弱點進行了較大規(guī)模的調(diào)度系統(tǒng)信息化改造。此次改造用新型信息化設(shè)備替換使用年限較長或無法滿足運行需求的原有設(shè)備，用新型工業(yè)監(jiān)視控制系統(tǒng)替換老舊監(jiān)控系統(tǒng)，大幅提高系統(tǒng)通信速度及穩(wěn)定性。此外調(diào)度系統(tǒng)內(nèi)還增加了多項實用功能，以輔助運行人員進行溯源分析等工作，提升運行管理水平，提高故障響應(yīng)速度，達到利用信息化技術(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)高效穩(wěn)定運行的目的。

【關(guān)鍵詞】信息化技術(shù)；供熱調(diào)度；應(yīng)用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021. 11.094

1、項目背景

某供熱服務(wù)中心轄區(qū)內(nèi)共100余個換熱站，300余個供熱機組，原系統(tǒng)由于軟件使用版本較老只能部署在XP系統(tǒng)，組態(tài)廠家也已不再進行版本維護，同時硬件設(shè)備較為老舊，難以滿足日益增長的運算量，造成使用中頻繁出現(xiàn)停機現(xiàn)象，且無法對歷史數(shù)據(jù)進行有效壓縮存儲。

針對此情況，公司決定對調(diào)度中心的控制系統(tǒng)進行升級改造，軟件方面將原有的組態(tài)王系統(tǒng)升級為SCADA系統(tǒng)，硬件方面將原有負責(zé)采集數(shù)據(jù)的三臺計算機升級為三臺服務(wù)器（一臺負責(zé)采集數(shù)據(jù)、一臺作為冗余，一臺專用于數(shù)據(jù)庫），將信號不佳的換熱站內(nèi)DTU更新為4G全網(wǎng)通DTU。此外，考慮到信息安全情況，特新增防火墻，以消除可能影響供熱的其他外界因素。

改造后，系統(tǒng)拓撲框架由“PLC-DTU-客戶端”變?yōu)椤癙LC-DTU-防火墻-服務(wù)器（主服務(wù)器/冗余服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫）-客戶端（主客戶端/備用客戶端）”，安全性及穩(wěn)定性大幅提升，數(shù)據(jù)存儲處理能力大大加強，為將來大數(shù)據(jù)分析及人工智能控制打下堅實基礎(chǔ)。圖1為調(diào)度系統(tǒng)拓撲框架。

2、信息化技術(shù)在供熱調(diào)度中的應(yīng)用

2.1供熱實時數(shù)據(jù)監(jiān)控及能耗分析系統(tǒng)

供熱實時數(shù)據(jù)監(jiān)測與能耗分析系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊和能耗分析模塊。數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊是生產(chǎn)經(jīng)營人員的“眼睛”，實現(xiàn)了對不同供熱企業(yè)熱源、供熱管網(wǎng)、供熱用戶數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控與共享。在組別數(shù)據(jù)庫中，所有數(shù)據(jù)都實時存儲，將不同時段的數(shù)據(jù)繪制成曲線。在調(diào)度人員面前直觀、高效地顯示參數(shù)變化趨勢，大大提高了調(diào)度效率。該系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)分析和異常數(shù)據(jù)自動報警功能，對報警信息進行分析，并將分析結(jié)果推送到相關(guān)系統(tǒng)。在關(guān)鍵區(qū)域設(shè)置視頻監(jiān)控，以便于追蹤歷史事件。通過實時在線能耗和成本分析，能耗分析模塊可實現(xiàn)對不同工況下各級熱耗、耗水量、用電數(shù)據(jù)的在線分析，為供熱管網(wǎng)精細調(diào)控提供依據(jù)，提高集團能源管理水平。

2.2供熱調(diào)度指揮系統(tǒng)

調(diào)度指揮系統(tǒng)是供熱管網(wǎng)運行調(diào)度指揮系統(tǒng)，通過封閉過程管理，完成熱源、供熱企業(yè)調(diào)度訂單和應(yīng)用訂單的循環(huán)和各級值班日志管理。為了保證調(diào)度命令的準確性，調(diào)度人員調(diào)用地理信息系統(tǒng)（GIS）系統(tǒng)的設(shè)備數(shù)據(jù)，對設(shè)備進行準確定位。完成調(diào)度令后，現(xiàn)場操作人員使用手持便攜式終端，現(xiàn)場上傳設(shè)備運行信息。系統(tǒng)集成實時在線氣象信息、三天天氣預(yù)報、七天天氣預(yù)報、十天天氣預(yù)報等功能，滿足各級調(diào)度人員的需求，實現(xiàn)按需供熱。在故障情況下，調(diào)度員根據(jù)故障報警啟動應(yīng)急預(yù)案，通過系統(tǒng)實現(xiàn)實時在線應(yīng)急指揮，記錄實施過程，系統(tǒng)自動與客服系統(tǒng)連接，實現(xiàn)信息共享，實現(xiàn)了生產(chǎn)與服務(wù)的同步。

2.3供熱地理信息系統(tǒng)

供熱地理信息系統(tǒng)集成了各公司現(xiàn)有供熱管網(wǎng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，輸入不同類型供熱系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用GIS技術(shù)實現(xiàn)供熱管網(wǎng)和換熱站的高精度定位。通過與其他相關(guān)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)了供熱參數(shù)、調(diào)度訂單執(zhí)行、故障管段信息的集成顯示和統(tǒng)一管理，方便員工了解不同情況下的各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并通過實時更新功能保證數(shù)據(jù)的實時更新狀態(tài)。為方便調(diào)度人員的使用，系統(tǒng)集成了三維模型顯示和管爆分析功能，可配合管網(wǎng)故障處理，實現(xiàn)故障點快速斷開和應(yīng)急修復(fù)方案的制定，為設(shè)計提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，管網(wǎng)的調(diào)節(jié)和快速處理。

2.4安全管理

2.4.1報警管理

報警窗口。報警設(shè)有優(yōu)先級管理，多條報警信息會根據(jù)優(yōu)先級順序彈出，高優(yōu)先級別報警信息還會增加相應(yīng)的報警方式。當最高優(yōu)先級別報警產(chǎn)生時報警窗口立即自動彈出至醒目位置，報警信息變色顯示，報警燈閃爍，報警聲音響起，實現(xiàn)聲、光報警，提示值班人員進入發(fā)生報警的畫面，防止值班人員忽略。值班人員接到報警信息后可以根據(jù)情況選擇重置或確認以取消報警框。

報警傳送。報警根據(jù)優(yōu)先級采用不同的方式直接傳送到外圍設(shè)備，如手機短信、郵件等。這一功能可以使管理人員直接得到通知，以便更快做出決策，減少停機時間，提高運行可靠性。

報警列表。報警列表中顯示當前系統(tǒng)中存在的所有報警內(nèi)容，所有報警信息（報警、報警恢復(fù)、報警確認等類型）都可查詢并連續(xù)更新。歷史報警信息可按照報警時間、報警類型、記錄類型等方式自定義查詢，同時各列表支持打印歷史數(shù)據(jù)，方便調(diào)度人員分析管理。

2.4.2用戶權(quán)限管理

根據(jù)不同的職工身份對應(yīng)不同的用戶權(quán)限，如操作員、調(diào)度員、管理員等，每個用戶只可以對應(yīng)一個身份賬號，用戶身份的變化直接影響到其在系統(tǒng)里的操作權(quán)限。系統(tǒng)為每個角色定義可訪問及操作的內(nèi)容范圍，保證系統(tǒng)信息及操作指令的安全，防止因誤操作而造成的生產(chǎn)運行事故。

用戶可以通過自己身份密碼登錄系統(tǒng)訪問其對應(yīng)權(quán)限內(nèi)的數(shù)據(jù)信息并獲取控制權(quán)限。每次成功登錄后會顯示此賬號上次登錄的時間等信息，處于登錄狀態(tài)后禁止異地登錄操作，以提升系統(tǒng)安全性。

2.5地理信息系統(tǒng)

GIS地圖顯示當前所有換熱站的地理位置及管線敷設(shè)路徑，可動態(tài)顯示選中換熱站的重要參數(shù)，可以使調(diào)度人員更加直觀了解管網(wǎng)情況，提高工作效率。具體功能包括：1）地圖上的熱水管網(wǎng)可由有權(quán)限的管理員實時繪制更新。2）點擊站點可打開對應(yīng)的工藝流程圖，方便管網(wǎng)搶修時的分析控制工作。3）地圖可實現(xiàn)自由縮放，方便查找目標。

結(jié)論：

通過信息化改造后一個采暖季的運行，調(diào)度平臺展現(xiàn)出了良好的改造效果，有效解決了系統(tǒng)停機、數(shù)據(jù)上傳滯后等情況，運行數(shù)據(jù)的傳輸穩(wěn)定性得到大幅提升，調(diào)度人員對各換熱站的控制更加方便快捷，各項功能在方便調(diào)度人員統(tǒng)計、分析、溯源的同時還提高了運行安全性與數(shù)據(jù)安全性。為未來實現(xiàn)熱源、換熱站、用戶聯(lián)調(diào)聯(lián)動，與能耗系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)、收費系統(tǒng)等多系統(tǒng)平臺整合發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)，向信息化智能化供熱調(diào)度系統(tǒng)的發(fā)展方向又邁近了一步。

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