探析AI信息化造就智慧供热时代

探析AI信息化造就智慧供热时代

鲍强

德州市热力公司山东德州253000

摘要：“智慧热网”的建立，是一种全新的供热模式。它立足于整网运行监控、智能化节能运行、供热安全保障、在线智能分析、对片区量化考核、热力站蓄能式供热尝试、智能化节能运行等，主要以信息化管理系统为平台，以通信网、互联网、物联网为基础，实现了公司各业务与各系统数据共享、统一管理、大数据分析、目标考核等目的。利用物联网和云计算等信息技术和供热运行的大数据，通过综合管理、分步分析，细化指标、提升服务，织就了一张“智慧热网”，让供热高度智能化。

关键词：智慧供热；概述；技术原理；具体应用；发展趋势

1、智慧供热概述

智慧供热是指基于互联网技术、云计算技术等，以及供热运行过程中产生的大数据、采用的综合集成法和虚拟技术等工具和方法的应用，由互联网实现的各个环节的信息共享为智慧供热提供了指导旧，它还拥有类似于人脑的高级综合分析和判断能力；智慧供热实现了供热系统全面且透彻的信息化和科学化管理，智能融合的热源生产能力、管网输配能力和随气象参数变化等用户热负荷供需平衡在线模拟分析和评估，在供热系统中按模拟评估结果对各级热网统一智能调节，同时对热网改造、扩建提供科学依据，达到按需供热、按需用热，最终实现节能减排。

智慧供热的调度运行平台由软件系统、硬件系统，以及通讯系统构成。软件系统主要由地理信息系统、气象管理系统、负荷预测系统、热网监控系统、客服系统、收费系统、热量表远程抄表系统、远程室内测温系统、生产管控系统等组成，可以很容易地实现在各个子系统间的信息共享和自由调度，全面实现供热管理平台化；硬件系统主要由温度、压力、流量等参数传感器、楼宇自动智能控制装置等组成；远程通讯系统主要是指利用有线或无线网络系统保证热网系统上传信号的稳定性、安全性、可靠性。

2、智慧供热技术原理

在公共建筑和居住建筑内，选择供热系统中有代表性的多个用户，在其室内放置GPRS通讯方式的室内温度无线远传采集模块，用户室温数据无线远传到集中控制室的工控机内，基于室内温度智慧供热节能系统对室温数据进行分析后修正供热系统的输出热量，通过综合调节出最佳室内温度曲线并实现节能。室内温度曲线具有室内温度均衡、室内温度被限制在最佳范围内波动的特点。

这项技术是通过运用模糊控制理论和多年积累的实际经验数据，针对锅炉供热期间产生的大量离散化、非线性的控制信息进行处理而提出的一项节能技术，可以有效地降低运行成本。运行人员可以直观监测公共建筑或居民小区用户室内温度的整体状况，并把智慧供热节能系统的参数调整到最佳状态，即使在极端天气情况下，也能把用户室内温度控制在合理范围内。

3、AI信息化智慧供热的具体应用

3.1热源环节的智慧化监控

在热源各机组和主管网出口安装温度、压力、流量和能耗计量装置，计算分析各环节能耗、各机组效率，优化热源运行和供热出口参数，并分别显示各供热主管道流量、热量、供水压力。回水压力、供水温度、回水温度等信息，并传送至供热调度监控中心，实时监控热源及出口的运行参数。与地理信息系统对接，自动读取每一个供热主管网所负担的供热面积，自动计算热耗。水耗、电耗，对每一个主管道进行供热成本的分析、计算和考核。

3.2换热站环节的智慧化监控

供热站房安装热计量表、智能调节阀、热控盘，变频等设备设施。供热调度监控中心生成的需热量目标值通过控制器对换热站智能调节阀实现自控运行，使目标值与实际运行参数一致：换热站运行参数及设备出现故障可自动报警，调度人员可进行远程操作：换热站历史运行数据可进行查询，统计。

3.3热力入口环节智慧化监控

全面实现动态水力，热力平衡调节，供热管网运行调节可实现初期、末期、寒期三个阶段灵活实现分阶段变流量的运行调节模式：替代了机械的自力式流量或压差平衡阀，实现了每栋楼的远程自控动态温控调节；供热管网彻底实现“小流量，大温差”的运行状态，大大降低了运行供热成本；供热管网在布局合理的条件下，基本上系统没有了前端、末端的差异，前端也不会出现热的开窗、末端冻的要命的怪病。

多功能智能控制器是集嵌入热力计算软件，传感技术为一体，具备“人脑”和“智能眼”功能。可实现远程自动编程，根据室外气候温度进行PID运算。实现热网的自动控制：也可以在上位程序内对设计目标值进行运算，运算结果直接下发运行指令到控制器。控制器指令可单独个性下发，也可对安装在相同的建筑物属性的控制器群发，统一实行远程自动控制。监控系统与热计量远传抄表系统对接，供热调度监控中心能远程实时监控楼栋单元热力入口运行参数(供、回水温度、阀门开关大小)和用户热表的运行参数和室内温度；调节阀的阀芯采用曲瓣式结构，阀杆与阀底采用钢珠对接，摩擦力小，阀门开关灵活，力矩小：检修维护方便，节约大量维修资金和劳动力。阀门具有较大的流量系数。阀道流通阻力小。不堵塞，阀芯与阀体接触面小，彻底解决由于水质原因长时间不活动结垢开关不动的现象。

3.4热用户环节智慧化监控

居民热量表的计量参数(供水温度、回水温度、流量等)以及典型用户的室内温度(一般为顶楼、边户、底户).上传到供热调度监控中心。供热调度监控中心根据热量表上传数据与目标值进行对比，为热网的运行参数智能调节进一步细化修正提供科学依据。

4、我国智能信息化系统供热发展趋势

4.1多热源逐渐联网，形成多热源联合供热系统

近几年多热源环网联合供热系统经过实际运行已取得了非常明显的效果，并充分显露出其诸多优点：①、提高了整个供热系统运行可靠性与安全性。当热网中某一或某些热源出现事故时，各热源可相互替代，相互补充。②、可灵活调整供热量，达到良好的节能效果。系统中多热源可根据供热负荷的具体情况，制定出更为合理的供热方案，并可随时使全系统的供热工况(供热量、供回水温度和水力工况)优化，从而实现较理想的节能措施。③、系统的水力稳定性好。采用环状网连接，热网比摩阻较小，各换热站的资用压头大，增强了系统的水力稳定性。④、优化水力工况，平衡供热效果。⑤、供热系统热源的可扩充性强。发达国家已开发形成了多热源(如：垃圾焚烧厂、热电厂、锅炉房等)供热格局，我国在不远的将来，随着多种技术的不断成熟，必将发展出更多可利用的热源，如：地热、太阳能以及垃圾焚烧所产生的附热等，多热源联合供热系统为更多新热源的加入提供了必要的基础。

4.2建立相应的系统智能协调机制

和传统供热方案不同，在新的供热系统下，用户可根据自身的需要来控制供热温度。当众多用户调节自己的流量后，整个热网的流量和供热量也将随之变化，此时热网的总供热量随机变化增大；同时，多热源联合供热的结构需要确定如何使得处于同一供热网中的多热源相互配合适应供热负荷的不断变化，从而降低运行费用、提高经济效益和节能效果。

5、结语

如今，“智慧热网”织就了一张遍布全市的智能供热网络，稳定而高效地将热量输送至千家万户。它让热网不再是冷冰冰的管道和散热器，而是具备了类似于人的智慧，在科学供暖的基础上很大程度地节约了供暖成本，进一步提升供暖工作精准度，提高供暖服务质量，引领供热“云”时代。

参考文献：

[1]张伟，刘家明、智慧供热系统技术及应用[J].节能与环保，2016，04：56-57

[2]周青.城市集中供热智能化与智能热网的构建研究[D].山东大学，2015