新型热网构建与供热大数据

2008年,IBM提出了的“智慧地球”的概念,之后,便开始寻求与中国地方政府推广其“智慧城市”项目,但受制于信息安全,该项目一直处于无法落地的僵局,但“智慧城市”的概念却沿用了下来。在“智慧城市”的细分领域中,智慧供热是极其重要的一个环节,而大数据和智慧供热的关系更是密不可分。

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热网日益复杂,经验调控无法满足安全与个性化需求

城市供热系统由三部分组成:热源、热网和热用户。热源又称热力的生产,主要是指生产和制备一定参数(温度、压力)热媒的锅炉房或热电厂;热网是输送热媒的室外供热管路系统,是热源与热用户连接的纽带,起着输送和分配热源的作用;热用户是指直接使用或消耗热能的室内采暖、通风空调、热水供应和生产工艺用热系统等。

热网能最大程度地保障城市级供热安全和能源的高效利用,可预见的是城市级热网会越来越大,越来越复杂,可再生能源等多种热源将汇入其中,而用户按需供热的期望也日益增高,想要做到整个热网的安全与高效,同时又要兼顾客户的个性化用热需求,仅靠经验调控是难以实现的。

02

新型热网的构建,离不开实际生产数据

大数据时代,多数企业希望通过信息化手段来变革传统的供热方式,将传统的物网系统和业务信息系统紧密结合成新型热网,从而实现功能减排、清洁供热、用户满意度提升、企业效率提升等,最终实现智慧供热。这种新型热网的构建离不开用户端、换热器、热网、热源的全生命周期等数据。

从国内城镇供热现状来看,仅仅依靠各个环节的设计参数进行单纯的机理建模是行不通的,还需要使用大量的实际生产数据进行数据建模。由于热辐射的特性存在,我们需要采集更多的数据才能不断提升模型的可靠性,最终实现智慧供热,如果没有大数据的支持,智慧供热的目标就无法达成。

03

智慧供热大数据应用

1.基于数据挖掘的优化控制策略

热网范围内的各个小区,由于小区建筑结构、室内采暖方式(地暖、散热器)决定的滞后特性及室温变化规律不同,换热站的调节控制和优化规律不同。(数据分析,专家系统给出控制策略)

“智慧分析”的方法要点是基于历史数据回归的算法。在考虑室外基准综合温度换算、昼夜人体热舒适度的感受要求、错误数据的剔除、室内温度控制目标要求(恒温、阶段性温度变化)等因素下,利用优化回归计算方法,确定以满足预定室内采暖温度为目标的换热站优化控制策略。(以满足室内采暖热舒适度的建筑热耗为控制计算目标、以分时段供水温度为控制参数的换热站优化控制策略)。

2.基于热源和热网特性的优化控制策略

目标是在节能调控的情况下,保证全网优化控制策略的安全、热网参数波动控制。就一个热源覆盖多个换热站来看,每个换热站的调控,相互影响,进而影响热源。必须针对热源特性和调控要求加以研究,方法是一次网输配系统的调控(各换热站调控规律在一次网调控目标下的具体设置)。热电联产、燃煤锅炉、燃气锅炉等源网调控规律不同。内置专家系统根据热网特性和控制参数变动,基于热网运行参数实时动态采集的大数据进行收敛性分析,给出全热源范围内的优化控制策略。

二次侧供水温度(平均温度)的调节规律与建筑物性、采暖方式以及室外温度相对应,不同物性的建筑、不同采暖方式的建筑供热系统的供热规律应该不同。由于不同类型建筑其热惰性和蓄热性不同,对于气候补偿器前馈控制如何进行相关干扰因素的修正也是亟待解决的问题。按需供热目标参数——供热系统用户侧供回平均温度的高低最终体现的是供热系统供热量和建筑的耗热量的多少。

04

数据交互优化管控

企业级“智慧热网”监控平台、客服平台、收费平台等供热单位系统数据实现交互逻辑,优化管控。

客服系统中住户的接单维修记录,实时同步到生产系统中,在GIS地图,运行分析进行显示和统计分析。收费系统中住户的收费实时数据同步到生产系统的GIS地图模块(并通过此模块传到客服系统中)、运行分析和运行监控中,供热力人员了解住户、小区、换热站实时的缴费情况,进而来远程控制通断阀。同时生产系统智能分析中的设备故障分析结果及住户疑似窃热实时的分析结果推送到客服系统客服中心模块和收费系统稽查模块,使得热力公司对管网的控制更有主动性。运行监控模块中住户热量数据实时传输热计量管理模块中,便于收费计算。GIS地图管网上的设备录入由技术部门完成,这些设备的维护由设备管理部门完成。

文章部分内容摘取自《供热计量》6月刊(智慧热网发展规划作者:孙春华/李保甲)

参展 / 赞助询问

演讲 / 研讨询问

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