智能供热

随着社会进步，环境标准的不断提高，居民对室内舒适性要求也不断增加，单一依靠传统热网管理模式，难以应对急剧增长的供热服务需要。为了对集中供热系统进行智能化的调节、控制，实现精准供热、优质服务，提高热网的经济性和社会效益，黑龙江龙唐电力投资有限公司借助大唐集团科技项目（项目编号#47，投资金额1034万元），联合大唐黑龙江技术开发有限公司及绥中泰德尔自控设备有限公司对基于物联网的多层面智能供热管控开展研究与应用，项目以供热系统为基础，依靠新型网络，数据挖掘、物联网、大数据、云计算、传感测量等先进技术手段，通过设备的物联和数字化信息网络系统将热源生产、热网输送、热量转换、用户服务各环节、热网与热用户之间的各种供热设施连接在一起形成整体的智慧热能应用模式。项目主要研究的内容包括：供热动态负荷预测、热力站运行控制、物联网水力平衡、智能供热综合服务等。通过大数据支持精准预测供热负荷为发电厂热电机组的运行调节和机组灵活性调峰、供热企业热负荷调整和经济运行提供决策支持；建立了科学、定量的统管控模式，提高了热能利用效率，实现供热企业的节能降耗和环保减排具有重要意义。同时发明了物联网水力平衡阀，通过云端向物联网水力平衡阀下达控制指令控制运行参数不仅降低人工成本而且调节过程更快捷。可将普通人工调节操作平均时间由6小时降到1.5小时，热力入口温度控制偏差小于0.5℃。解决了复杂管网水力工况失调的难题。建立了智能供热综合服务平台，实现了移动终端缴费、报修管理、投诉管理、掌上派工、关停栓管理等一体化服务功能，促进热费回收率的提升，提升企业运营效率。

供热系统是北方城市的重要基础设施，其影响已深入千家万户。伴随中国城镇化进程的不断推进，我国大中型城市集中供热的规模不断扩大。与此同时，当前物联网、大数据、人工智能在我国快速发展，并于诸多领域得到成功应用，这也必然带动供热系统的发展，集中供热系统智能化已成为供热企业发展的必然趋势。2016 年，国家电投东北电力有限公司大连开热分公司以“奉献绿色能源，服务社会公众”为宗旨、以“信息化为手段、坚持创新创造、追求智慧供热、实现数据共享”为目标，探索实施了基于构建化大数据平台智慧供热管理模式。采用物联网、大数据、人工智能等技术，联合中电投东北能源科技有限公司等单位建设了构件化、标准化的智慧供热运营管理平台，并该平台为基础，提出了“一平台三管理”管理体系和管理模式，即“构件化和标准化集中供热物联网大数据管理平台”、“热网/热用户物联网智能化管理新模式”、“供热系统调度与运营大数据智能化管理新模式”、“客户服务管理系统智能化管理新模式”。2018 年 9 月，大连软件行业协会，组织专家对本成果进行了评审，经评审，专家组一致认为本成果的实施实现了企业业务高效管理，节能减排效果显著，企业经济和社会效益大幅增长，实现了供热企业的信息化、精细化和科学化运营管理，并建议该项目在同类型供暖企业内推广使用。此外，本成果获得 8 项软件著作权。 本成果的实施还保证了良好的供热质量，取得了良好的社会效益。采用“一平台、三管理”的管理新模式，公司建设成了以费用收缴营业管理和客服咨询管理为基础的客户服务系统智能化管理模式，实现了收缴费方式的多元化和业务流程的优化管理，拓展了客服保修咨询管理范围，全面提升了企业社会服务质量，公司连续两年被大连市人民政府评为大连市供热优秀单位，取得了良好的社会效益。

发展热电联产是实现国家两个根本性转变，实施可持续发展战略的重要举措，是提高人民生活质量的公益性基础设施。随着新能源发展和社会转型的加速，使得热电机组面临着电力调峰能力严重低下、供热能力日益不足等技术难题。当前我国集中供热系统一次能源消耗水平比欧洲同纬度国家能耗高出一倍以上，主要原因是“首站定流量、换热站分摊”的单向信息流调节方式，致使热源与热网间供热信息孤立，无法按需供热。 项目引领了我国热电联产领域的技术革新，特别是新型凝抽背供热技术，突破了汽轮机设计需保证低压缸最小进汽流量的限制，为国内汽轮机改造与设计提供了新思路。项目从“热源-储能-热网”一体化的角度，以负荷需求为导向，实现供热系统的信息物理融合，达到多能协同优化和调度。积极响应了国家“互联网+”行动计划，推进了集中供热系统“互联网+”智慧能源建设。

供热工作是重要的基础民生工程，具有普遍性、分散性、重复性、简单易操作等特点，随着供热面积不断扩张，服务对象不断增加，在企业逐步引进先进生产技术及远程测量操控系统后，原有生产经营模式也凸显出管理弊端。一是企业热网铺设半径大，二级热网不平衡，无法时实掌握供热情况；二是经营发展风险激增现金流大，员工工作风险高，工作积极性和服务意识不高；三是用户投诉和经济运行分析不完整无法做到有效的管控；四是供热面积增大，涉及缴费民众较多，收费中心远离市中心，造成缴费不方便。需要一套能将供热多个割裂的板块和分散的数据集中使用的平台。达到数据的互联互通，有利于生产和经营各职能部门进行工作统筹及下达生产目标经营指标测算的依据。 大数据理念和“云”技术为我们搭建了一个全新的供热管理技术平台“供热云”。该平台是一个能实现电脑+手机+智能终端机+微信公众平台+微信小程序等移动端多平台数据采集、传输、逻辑运算的供热办公软件。将供热工作细化为数据化可执行程序，通过报修业务、查询统计、实时数据等十二个方面进行查询、记录、执行和管理。实现各种报表和功能的多平台联动、查看和操作。形成了供热工作的“互联网+”管理新模式，结合微信民生覆盖的特点，实现供热工作末端精益化控制的闭环管理，全面提高网络化智能供热服务。建立一套以互联网“供热云”为基础的全新大数据管理模式，宏观分析和管理运行数据及统计报表。在职员工实现按权限管理，不同岗位定制化执行程序，实现网络化执行供热工作的及时性、准确性、安全性。哈三电厂通过为百姓办实事，不断增加人民的安全感、幸福感、获得感。加快供热企业数字化改造的速度，将更新更好更高效的科技成果加速落实到关系民生的供热工作中去。此项目投入成本低，服务效率高，可复制能力强，可供热力行业及服务行业使用，具有较高的推广价值。2019 年 2 月 14 日华电能源公司股份有限公司供热办公会议指定哈三供热公司为供热精益化管理试点单位，进一步完善“供热云”办公软件的开发和实际应用，提高华电能源公司区域内各供热企业的数字化智能管理。2019 年 6 月，《依托“供热云”平台，全面提升管理信息化水平》荣获华电集团公司管理科技成果奖项提名。依托“供热云”平台，创新供热管理，践行企业社会责任。

本成果所属火电与新能源技术领域，由中国电机工程协 会组织完成鉴定，该成果整体处于国际先进水平。 本成果考虑热电联产机组与新能源供热运行环境，在满 足机组调峰运行边界条件下，形成适用于供热机组的“源网 荷储智”一体化协同优化技术。考虑现有分布式供热运行的 不足，将槽式太阳能、光伏、风力发电、相变蓄热器等多元 素有机结合，形成适用寒冷地区分布式多能互补供热系统， 研究最优化运行策略，在运行安全、经济等角度对各技术路 线进行分析，确保改造后系统安全稳定运行；针对复杂环状 热网面临的多热源、结构复杂带来的水力、热力及用户热负 荷分配调度难等问题开展研究，彻底解决用户投诉与提升能 效间的矛盾。