一、项目背景

       随着第四次工业革命的发展，以云计算、大数据、物联网、移动互联网为代表的新一代信息技术正在加速向工业领域渗透融合，工业云、工业互联网、智能设备逐步成为工业发展新基础。同时随着人民生活水平的不断提高，人们对热的需求更加多样化，这就要求我们不断提高供热系统对动态热负荷需求的灵活相应能力，实现“按需舒适供热”，想要实现这一点就需要我们不断提升设备的自动化水平，同时借助“互联网＋”技术改造供热产业，推动移动互联网、大数据、云计算、物联网等技术与供热行业进行全方位、全系统的深度融合，充分发挥大数据、云平台在供热资源配置中的优化和集成作用，推动科技进步、效率提升和组织变革，最终满足了提升供热产业创新力和生产力的需要。

二、智慧供热管控系统

（一）智慧化供热管控系统平台架构方案

（1）控制层

控制层包括在每个热源、热网、换热站、热用户等现场安装的各种自控硬件设备（例如PLC控制设备、计量设备、温控设备、系统参数检测设备等），这些设备可以采集现场数据，为智慧供热的大数据分析提供数据来源及控制依据。智慧控制层与上层数据通信方式采用多种通信方式。

（2）应用层

应用层主要功能是将底层数据进行采集和储存，主要设备包括核心交换机和云服务器。核心交换机是通信网络的主干，流量通常非常庞大。因此在每个交换机上设置多个千兆以太网接口，保证通信网络性能。虚拟化云平台基于超融合架构，构架于云服务器之上。它是以虚拟化技术为核心，将计算、储存、网络等虚拟资源整合到一台标准服务器中，形成基准架构单元。

（3）信息化中心层

信息化中心层主要功能是通过现代化的大数据算法、人工智能技术，将庞大的实时数据、历史数据进行计算分析，对供热运行进行实时监控，分析指导供热系统的指挥调度。供热指挥调度信息可展示在不同的设备终端。其中，平台客户端设置在供热调度中心，主要是供热运维管理人员根据各自的岗位职责对现场供热指令进行实时管理。在基于手机的终端平台，领导层和决策层均可以经过授权后，通过手机APP进行供热数据浏览、历史数据调取等，及时处理相关业务。另外，供热数据也可上传至外链平台等第三方监控平台，方便进行统一指挥调度。

（二）智慧化供热管控系统功能模块

       随着公司供暖规模的扩大和热用户对供热服务需求的日益增多，以实现供热管网平衡、节能降耗为目的，在大数据、云计算的基础上建立供热负荷预测模型，搭建智慧化供热管控系统。智慧供热管控系统是以管网运行数据为核心，实现用热单位及居民室内温度、管网压力、流量、温度等参数数据汇聚管理，做出可视化的处理结果辅助决策建议，以更加精细和动态的方式管理供热系统的整个生产、管理和服务流程，最终达到安全供热、平衡供热、节能降耗、降低漏损的供热目标，提高供热企业的供热服务水平和业务管理水平。系统具备管网地理信息、负荷预测、全网平衡、能耗管理、智慧评价、多平台融合等多项功能模块。

（三）智慧化供热管控系统的控制方案

热力站自控系统的功能

1.控制方式

换热站采用具有气候补偿功能的PLC控制系统。系统可根据上位机下发指令和室外温度反馈，控制电动调节阀改变一次管网侧介质流量，自动调节二次管网侧的供水温度，满足用户的供热要求。

热力调度中心的各项指令及设定值可通过通讯模块传输至换热站。系统结合AR巡检系统，达到自动运行无人值守的要求。

2.数据采集

实现对系统点表的采集和显示，包括主要运行参数：一次网供回水温度、压力；一次网供回水瞬时、累积流量和供水热量；一次网电动温度调节阀开度；二次网供回水温度、压力；除污器前、后压力；二次网供水瞬时、累积流量；二次网补水累积流量，瞬时流量；水箱液位；水泵运行状态（运行停止、频率、电流等）、故障报警等数据，并具备上述参数历史数据记录功能。

3.一键启停

热力调度中心可远程通过一键启动/停止实现整个换热站设备自动顺序启动及停机。

三、智慧化供热管控系统的效果与意义

1.减少热能浪费，提高供热系统能效

我们搭建的基于大数据云平台的智慧供热管控系统能够基于实时数据的持续学习、持续优化，并改进推理算法，而不是固定不变的理论公式，避免了人为经验的不准确，可以持续的、最大程度的利用好供热的数据，通过负荷预测、供需预测、多目标优化模型，可以保证供热系统的精准调控，从而能够提高供热生产运行调控决策的科学性和及时性,减少热能浪费提升系统综合能效，保障供热系统运行状态的高效性。

2.提升供热生产的安全性和可靠性

城镇供热事关城镇居民的人身及财产安全,实现供热系统的安全稳定运行是智慧供热的重要价值体现。本套调控系统通过AR现实增强技术能实时监控换热站、设备间的运行情况，极大减少了巡检维护人员的工作量；借助管网地理信息模块，当发生管网异常时，可快速在管网地理信息中定位并发出提醒，并能够自动判断事件等级，快速调取相关的应急预案，能够显著提升应急事件及运行故障的处置能力，借助物联感知系统全面及时地掌握供热运行中存在的危险因素,闭环跟踪监督安全相关工作的执行情况。同时系统具有在线和连续的综合评估和分析能力，能对供热生产的节能、安全、高效、舒适运行提供定性和定量分析，能够预测可能发生的运行风险，并提出风险解决方案，避免大规模事件发生，从而极大提升供热生产的安全性和可靠性。

3.优化供热企业和政府管理水平

本系统能够运用信息通信技术感测、分析、整合供热企业运行中各核心系统的关键信息,从而对各种需求做出智能响应,实现全面感知、智慧融合,大幅提升供热企业管理水平;能够使政府主管部门实现基于大数据的供热行业优化治理。同时该系统能够优化热能源结构，提高了能源保障水平，起到了维护社会稳定、促进社会经济发展的作用。能源结构调整完成后，供热用煤量、污染物排放大幅度减少，同时减轻了城市交通、运输的压力，降低噪声污染，为居民营造和谐、文明、优美的生活环境创造了良好的条件。