曹永會

（蘭州新區(qū)熱力工程建設管理有限公司，甘肅蘭州 730060）

現(xiàn)今大氣污染問題的逐漸惡化，然而越來越多的城市正在加快城市集中供熱的發(fā)展。通常在集中供熱中，缺乏較為精細化、智能化的監(jiān)控及管理手段。近年來，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，大數(shù)據(jù)時代逐漸到來，通過利用集中供熱節(jié)能調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的應用技術(shù)，將滿足城市集中供熱安全、節(jié)能等各個方面的要求。

1 我國集中供熱系統(tǒng)存在的主要問題

隨著環(huán)保的打響，小鍋爐被取締，城市集中供熱逐漸成為一種流行趨勢。然而，在目前發(fā)展過程中，集中供熱系統(tǒng)通常存在一定的規(guī)劃與建設問題，其中的規(guī)劃線路變更、實際管道與需求不匹配、管道附近供暖增加或減少等問題時常發(fā)生。這些各種問題的發(fā)生在一定程度上造成管道排布較為復雜、區(qū)域分布較為廣泛同時存在敷設距離相對長，集中供熱系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 集中供熱系統(tǒng)

1.1 各環(huán)節(jié)相關(guān)性差

城市供熱管網(wǎng)系統(tǒng)當前主要是由各類不同的熱源點、蜘蛛網(wǎng)狀的供熱管網(wǎng)以及不同的供熱用戶共同運行而成的。這些部分之間存在一定的聯(lián)系，同時是不可分離的。在整個系統(tǒng)當中的各部分管網(wǎng)、設備之間的各個環(huán)節(jié)都需要一定的的信息交互，否則會存在信息傳遞的不及時，當前可以通過供熱系統(tǒng)進行傳遞優(yōu)化，從而能夠不斷提高信息傳遞的準確性。

1.2 供熱協(xié)調(diào)控制難點

在供暖系統(tǒng)當中的各個環(huán)節(jié)通常不是孤立存在的，而是相互聯(lián)系的。通過集中供熱管網(wǎng)各環(huán)節(jié)之間的聯(lián)動，從而能夠更好地實現(xiàn)供熱系統(tǒng)之間的動態(tài)平衡。通常由于傳統(tǒng)的供熱系統(tǒng)中缺乏監(jiān)測點等關(guān)鍵信息，使得傳統(tǒng)供熱只能根據(jù)熱負荷需求來調(diào)整供熱。管網(wǎng)的不確定性難以實現(xiàn)，且難以與管網(wǎng)的不確定性相耦合。

1.3 作業(yè)中存在一定的安全隱患

通常由于集中供熱管網(wǎng)相對復雜，敷設距離相對較長，通常會存在有架空敷設，也存在埋地敷設，會導致管網(wǎng)的安全運行困難。當前的對管道安全運行的監(jiān)控常常需要定期檢查，否則將無法實現(xiàn)實時監(jiān)測，進而無法積極主動預防。

1.4 硬件設施落后

許多主要設施，如冷卻減壓裝置、排水閥等，都存在一定的老化，而且較多地方存在一定的腐蝕，硬件設施落后，從而無法對管網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行實時的在線監(jiān)控。由于硬件設備的落后常常需要一定的人力資源進行信息記錄，否則沒有辦法對信息進行準確的歸檔和記錄。

2 集中供熱節(jié)能調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的組成及特點

2.1 集中供熱節(jié)能調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)組成

在相應的硬件的各個方面，相應的節(jié)能調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)主要由流量、壓力、位移等各種信息采集裝置以及監(jiān)控攝像機、智能調(diào)節(jié)閥、各類不同的無線通信設備等不同設備共同組成節(jié)能調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)，才能為系統(tǒng)的不斷協(xié)調(diào)優(yōu)化提供各種不同的可能。同時在相應的軟件的各個方面，節(jié)能調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)主要包括地理信息系統(tǒng)、巡檢系統(tǒng)、安全管理、用戶管理、設備管理、負荷預測協(xié)調(diào)系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)云系統(tǒng)、電能損耗監(jiān)測等各種監(jiān)控系統(tǒng)以及相應的子系統(tǒng)。通過使用這些各種各樣的子系統(tǒng)的信息能夠使得互聯(lián)網(wǎng)與整個集中熱網(wǎng)進行實時監(jiān)控，不斷為整個熱網(wǎng)的運行提供一定的數(shù)據(jù)支持。

2.2 節(jié)能調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)特點

城市供熱節(jié)能調(diào)度系統(tǒng)的建當前主要以各類不同的信息系統(tǒng)與相應的物理系統(tǒng)的進行深度集成。它的主要特點是具有一定的自我感知能力，能夠不斷地為人們在供熱系統(tǒng)運行過程中的思維和決策提供支持，實現(xiàn)各子系統(tǒng)的信息共享和讀取，對供熱系統(tǒng)的各個方面都有全面深入的了解。根據(jù)管網(wǎng)的熱容量、用熱用戶的供熱需求、晝夜變化的用電量、環(huán)境溫度的變化等因素，在計算機上能夠模擬用戶的用熱需求，控制熱源的供熱量。采用此系統(tǒng)能夠為安全監(jiān)控，并對用戶管理、設備管理提供一定的幫助。當前節(jié)能調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)主要包含以下幾個部分。

能夠?qū)⒏黝悷嵩?、熱網(wǎng)和不同的用戶之間有效結(jié)合起來，并能夠進行統(tǒng)一監(jiān)控以及調(diào)度控制，監(jiān)控系統(tǒng)是進行一定的“宏觀調(diào)控”，能夠?qū)Ω黝惒煌瑢哟蔚哪芎倪M行較為詳細的分析從而達到降低各類能源消耗成本的目的。通過使用云計算技術(shù)和大數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)對供熱系統(tǒng)之間的負荷預算、能源消耗以及相關(guān)熱源的產(chǎn)生進行一定的模擬，同時還可以不斷進行實時監(jiān)控。對加熱爐、智能調(diào)節(jié)閥裝置、冷卻減壓裝置等的調(diào)度控制，進行一定的智能調(diào)節(jié)，從而達到熱力系統(tǒng)之間的供需平衡。

使用節(jié)能調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)可以不斷進行實時監(jiān)測和自動報警。當出現(xiàn)特殊情況時，使用信息終端能夠不斷的讀取相應的報警信息，通過對信息的分析，提供發(fā)生異常問題時的解決方法，并根據(jù)安全可靠的要求切換或淘汰部分設備，保證供熱系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行。

智能供熱網(wǎng)絡的管理者可以通過手機等接入集中供熱系統(tǒng)，讀取工作記錄、用戶能耗等。當發(fā)生問題時可以向有關(guān)部門發(fā)送異常運行記錄。無人值守巡檢機器人、智能監(jiān)控攝像機、遙控閥門等部件的不斷發(fā)展，漸漸打破傳統(tǒng)供熱管網(wǎng)的存在不足，加快實現(xiàn)供熱方式由粗到精的轉(zhuǎn)變，提高供熱系統(tǒng)的管理和控制水平。

3 節(jié)能調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)應用開發(fā)（見圖2）

圖2 城市集中供熱節(jié)能調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)

3.1 供熱管網(wǎng)

在地下管道的關(guān)鍵方面，如排水管道、管道兩端、人口聚集處等各類重點部位進行有效的監(jiān)控，不斷的采集溫度、管道振動等各類數(shù)據(jù)，同時可以設置智能監(jiān)控攝像機，防止蒸汽泄漏和危害行為人身安全，排水管道異常等問題將實時報警。

利用GIS與檢測系統(tǒng)，不斷的對人員進行路徑規(guī)劃檢測，及時將集中供熱中發(fā)生的異常信息及時有效的錄入系統(tǒng)，形成相應的檢修計劃和故障統(tǒng)計，同時借助于故障診斷分析技術(shù)，可以不斷的為供熱管網(wǎng)的穩(wěn)定運行護航。

3.2 熱源

在各供熱機組以及供熱管網(wǎng)出口處逐漸的安裝各類不同的計量設備，從而達到準確獲取供熱管網(wǎng)各個位置的熱源的信息動態(tài)。對熱源的采集可以采用的技術(shù)路線是基于模型的預測大數(shù)據(jù)分析對熱源進行分析。通常以中樞神經(jīng)模型為相應預測模型，定期協(xié)調(diào)集中供熱系統(tǒng)，協(xié)調(diào)控制，解決強耦合、大滯后的控制問題。優(yōu)化后的數(shù)據(jù)設置了供熱出口和熱源單元，不斷的分析供熱系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的能量損失率，積極有效的優(yōu)化了熱源供熱市場供需關(guān)系。

3.3 熱用戶

在現(xiàn)有的集中供熱管道當中，其中的末端計量裝置通常用于測量供熱用戶、接入管道的熱水流量和供熱溫度等各類不同的狀態(tài)參數(shù)，通常熱網(wǎng)信息處理中心能夠?qū)⑹占降母黝愋畔⑴c目標值比較，確定當前加熱是否真正的需要調(diào)整。當用戶終端出現(xiàn)異常時，系統(tǒng)能夠積極的分析故障原因并可以進行一定的自動報警。

在用戶管理方面，可以通過相應的監(jiān)控系統(tǒng)，在系統(tǒng)中搭建移動支付平臺，可以實現(xiàn)靈活定價方式。同時能夠整合各類供熱用戶以及相應的供熱公司的資源，提高使用效率。在熱用戶中可以通過不斷的建立一定的控制器，可以實時在線調(diào)整控制閥的開閉度，供熱流量用戶可以調(diào)節(jié)欠費或低信用，降低資金風險。

4 結(jié)論

綜上所述，在科學技術(shù)不斷發(fā)展下，集中供熱系統(tǒng)也需要不斷的改進，從而能夠滿足高質(zhì)量發(fā)展的要求。采用相應的的節(jié)能調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)，可以有效的解決傳統(tǒng)供熱過程當中的能耗高等問題，能夠進行有效的節(jié)能控制。本文簡單的分析了當前我國在集中供熱過程中存在的各項問題，同時分析集中供熱過程中節(jié)能調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的各種特點以及應用等方面，希望能為集中供熱系統(tǒng)的建設提供一定的幫助。