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“五级联动”和“三位一体”是否是集中供热的解决之道?

本文针对当前集中供热智能化管理系统的不足,提出“智慧供热”在集中供热中的发展方向问题,并提出“五级联动”和“三位一体”的“智慧供热”发展思路。

近10年内,自动控制技术、远程调节技术、无人值守换热站、各种平衡调节技术及计量技术在我国城市集中供热领域得到迅猛发展,各省市县级城市也相继建设了集中供热调度中心,有实力的供热企业对这些技术普遍认可并争相实施。对自控技术的应用可以说供热企业走在城市其他管线企业的前面。从2015年开始,随着“互联网+”、“人工智能”与“云计算和大数据”时代的到来,集中供热迈向 “智慧供热”的新概念新要求。未来5至10年,“智慧供热”将成为国内热力企业争相发展的目标。国内与热力相关的研发机构和科技公司将在“智慧供热”方面展开新一轮的角逐。

新概念、新要求的出现,意味着各热力企业要投入一定的人力、物力、财力。而在目前,“智慧供热”内容众说不一,究竟应从哪些方面改进或改造各说千秋,热力企业很迷茫。笔者根据近10年的供热智能系统设计、施工与运行经验,对“智慧供热”的发展方向提出看法,望与同行共同商榷。

近10年,国内先进的供热企业致力于供热系统的智能化建设,2005年以无人值守换热站为先导,继而建立供热远程控制与调节调度中心,即通常所说的一次能源管理系统,一次网的流量平衡得到较好解决;2008年开始进行热源、一次网、换热站、二次网以及用户室内温度的采集与整理,并进入二次网的平衡研究,相继诞生静态平衡阀、自力式平衡阀、压差平衡阀,自2013年始,以平衡用户室内温度为目标的户间平衡阀即二次能源管理系统逐渐兴起;同时,各种用户热计量管理系统与室温控制装置也进行大量实践。纵观热力系统的发展,自控技术与远程控制调节技术在供热先进企业得到实质性运用并表现良好,为今后供热系统向“智慧供热”升级打下坚实的平台基础。

如今,面对“智慧供热”这一新的概念,我们要如何做,努力的方向在哪儿?这是亟待弄清楚的大事。否则,将造成大量的人力、物力、财力浪费。

笔者认为,“智慧供热”在集中供热中的应用发展应立足于整个系统。集中供热其系统化极强,前十年的基础虽说做得很好,但总的来说是局部的、片面的。整个热力系统被分为几大块,如无人值守换热站、室内温度控制等,热源这一热力系统中最为重要的环节在国内最先进的供热公司中也放在研究之外。

“智慧供热”首先要解决的问题是如何围绕热力全系统进行管理与调节智能化运作,即热源、一次网、换热站、二次网与用户室内温度“五级联动”的问题;其次是在解决全系统智能化运作前提下如何提高管理与服务的效能问题,即更多的融入人工智能能效管理与服务,增加人机互动和以用户需求或用户用热标准为导向的供热智能服务。

国内目前先进的集中供热系统也只做到了“五级监控”,离“五级联动”的要求相差甚远。现有集中供热系统热源的运行在一定时间内供给量相对稳定是基本要求,需求侧变化较大时热源无法适应。据经验估计,一天内用户需求负荷变化超过30%时,热源管理侧就会手忙脚乱,集中供热系统越大这种现象越明显,热电联产系统表现更甚。如果说无人值守换热站解决了一次网的平衡及二次网的需求问题,户间平衡改造可解决用户均衡供热问题,热计量系统解决用户按需用热问题,那么“智慧供热”就是要解决热源与智能管网的适应问题。即“智慧供热”的首要任务是将用户对热的需求,反馈到换热站,最终反馈至热源热量的生产上,并将这一过程实现自动化,以替代目前靠调度指令进行值班人员人工调整的做法。

国内目前较先进的集中供热企业在管理运营中,有许多管理服务环节如总调度、客服热线电话以及绩效考核等。这些企业的总调度面对海量数据往往顾此失彼,调度管理时间冗长,效率低下;投入的客服人数越来越多,电话沟通服务满意度逐年下降;企业内部绩效考核使工作人员面对巨大工作量。“智慧供热”就是要通过建立人工智能控制平台,让机器人接受海量数据并进行供热调度指挥,同时与热源、总调度及一线的运行管理人员形成人机互动,最大限度提高运行管理效能;“智慧供热”就是要通过人工智能系统建立快捷的服务通道,利用手机APP或微信供热公共平台更快更好地为用户提供供热服务,提高服务满意率;有了人工智能平台,企业的绩效考核更有即时性、针对性,更能体现公开、公平的原则。

综上所述,“智慧供热”的发展方向应立足于两点:

一是针对热源、一次网、换热站、二次网和用户室内温度的“五级联动”智能系统的研究;

二是针对运行、管理和服务“三位一体”能效系统的研究。而智能系统和能效系统要充分体现“大智移云”特征,即大数据、人工智能、移动互联网和云计算。

供热系统的大数据应包括历史和即时的气象、运行参数、室温、水电热能耗、用户、管网、设备、人员、建筑分类能耗等信息;供热系统的人工智能应体现在无人值守换热站、无人调度中心、全系统自动化调节、人机互动及相关绩效的分析与对比等业务、管理环节上;供热系统+移动互联网指的是运行管理人员或用户通过手机APP与智能系统和能效系统互动的体验,是一种崭新的管理模式和服务模式;供热系统的云计算通过分析与整合大量数据,可提供包括运行参数、管网平衡度、维护纲要、服务满意度、室内温度合格与不合格情况、供热达标率、水电热耗能分析及供热水利动态静态工况、水压图等在内的各种专业性数据,此种数据比传统的经验数据更精确更及时。

“智慧供热”是新时代对集中供热的新要求,是暖通工艺、自控工艺、人工智能、互联网+大数据与云计算的高度融合利用,展现更多的是人对智能系统与能效系统的设计与理解,增加人的体验和智能科学的运用实践,提高运行管理与服务的能效水平,将传统粗放式运行、管理与服务彻底改变为现代精细化运行、管理与服务,这一切的实现同时保证准确、及时与快速。在此需要强调的是,“智慧供热”只是一种新的供热系统与技术,智能系统与能效系统将更多的为人服务,而不是不用人,人在其中将起更为重要的作用。

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