關(guān)鍵詞：智能熱網(wǎng)；工業(yè)無線技術(shù)；預(yù)付費(fèi)中圖分類號：TK323 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ADOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2025.07.001文章編號：1003-5168（2025）07-0004-05

Abstract：[Purposes] In order to explore the applicationof intelligent heating network system insmart power plant and realize the efcient management and optimal operation of heating system，advanced information technology and intelligent management means are introduced to comprehensively collect， analyze and process heating data， improve system operation efficiency，support scientific decision-making， and provide strong guarantee for energy management and operation of smart power plant.[Methods] By applying the intelligent heating network system based on industrial wireless technology to the smart power plant，the keydata such as temperature，pressure and flow are colected in real time，and the cloud platform is used for storage and analysis to realize automatic monitoring and fault warning.At the same time，real-time data is transmited to the enterprise management system to provide support for decisionmaking，assst in setting production goals and strategic planning，improve operational effciency and management level，and lay the foundation for formulating production goalsand future development strategies of the enterprise.[Findings]The application of intelligent heating network system significantly improves the management eficiency and data analysis capabilities of heating enterprises，saving manpower and material resources.The automation and visualization of data analysis also help management quickly grasp the overall operational situation and effectively assist decision-making.[Conclusions] The application of intelligent heating network system in smart power plants not only optimizes the operation and management process of enterprises，but also enhances the safety and stability of the heating system， providing strong support for the intelligent and eficient management of heating enterprises. Keywords：intelligent heating network; industrial wireless technology; prepayment

0引言

隨著城市建設(shè)進(jìn)程的加快，國內(nèi)城市供熱形式逐漸發(fā)生改變，集中供熱面積也在不斷增加。進(jìn)入21世紀(jì)，我國城市每年供熱面積增長迅速，2010年城市供熱面積為43.6億 年國內(nèi)城市供熱面積為61.1億 ，增加了17.5億 。目前，國內(nèi)多采用集中供熱，并且大多數(shù)供熱區(qū)域的換熱站均采用人工管理的方式，不僅效率較低，而且極易出現(xiàn)安全事故。為了改善供熱效果，提高供熱效率，減少熱網(wǎng)能源浪費(fèi)，實(shí)時監(jiān)測管網(wǎng)中的壓力值和溫度值2，實(shí)現(xiàn)對整個熱力網(wǎng)絡(luò)的集中管理以及對機(jī)組、熱用戶、片區(qū)的相關(guān)數(shù)據(jù)采集與上傳，本研究對熱網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行軟件功能設(shè)計，以實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)系統(tǒng)的智能化管理。

王瓏瓏3介紹了智能熱網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，并分析了智能監(jiān)控系統(tǒng)在熱網(wǎng)管理中的作用；王開辰4通過對集中供熱的實(shí)際情況進(jìn)行分析，介紹了物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的總體架構(gòu)及運(yùn)行方式，證明了智能熱網(wǎng)的使用可提升供熱精確度，降低熱網(wǎng)能耗；于婉麗5則結(jié)合熱力公司的實(shí)際運(yùn)行情況，對換熱站的工作原理及熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行分析，完成了熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的總體升級，驗(yàn)證了智能熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)能夠滿足電力公司的智能化需求；郭小榕通過分析二次供水溫度的自動化控制回路，設(shè)計出無人值守的換熱站智能控制系統(tǒng)；閆曙光則對二級熱網(wǎng)換熱站管控系統(tǒng)的部分環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化升級；李鐵明8采用485接口標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，將采集到的換熱站PLC數(shù)據(jù)，通過無線4GDTU與上位機(jī)組態(tài)進(jìn)行實(shí)時通信，為生產(chǎn)報表的制作和運(yùn)行分析奠定基礎(chǔ)；何樂等分析了集中供熱系統(tǒng)在供熱管網(wǎng)應(yīng)用中出現(xiàn)的問題，提出了IDH智能熱網(wǎng)系統(tǒng)，分析了該控制系統(tǒng)下熱源、熱力站及終端熱用戶之間的協(xié)同調(diào)節(jié)節(jié)能效果。

通過上述研究發(fā)現(xiàn)，智能熱網(wǎng)建設(shè)逐漸成為提升供熱效率、完善供熱效果、減少能源浪費(fèi)的重要方式。通過引人物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和自動化控制系統(tǒng)，智能熱網(wǎng)可以實(shí)時監(jiān)測管網(wǎng)壓力、溫度等關(guān)鍵參數(shù)，并通過集中管理來優(yōu)化熱源、換熱站及終端用戶之間的協(xié)同調(diào)節(jié)，提高供熱系統(tǒng)的精確度和能源利用率。各地實(shí)踐和研究表明，智能熱網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用不僅能滿足供熱企業(yè)的智能化需求，還能為未來供熱領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展提供重要支撐。因此，本研究將結(jié)合國電宿遷熱電有限公司的具體案例，探討“智能煤電\"改造和智能熱網(wǎng)建設(shè)的實(shí)際應(yīng)用與成效。

1系統(tǒng)架構(gòu)

國電宿遷熱電有限公司每小時供熱能力可達(dá) 3 0 0 t ，供熱管線總長為 4 8 k m ，單線供熱最長為 2 4 k m 。為推進(jìn)我國能源領(lǐng)域的技術(shù)革命，搶占第四次工業(yè)革命先機(jī)，現(xiàn)針對二期 2×6 6 0 M W 機(jī)組和燃?xì)鈾C(jī)組進(jìn)行“智能煤電”改造，基于工業(yè)無線技術(shù)，建設(shè)智能熱網(wǎng)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、預(yù)付費(fèi)管理等功能。

智能熱網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)架如圖1所示。由圖1可知，首先，用戶數(shù)據(jù)分別傳輸?shù)絀MS統(tǒng)一接口平臺和第三方廠家熱網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。其次，IMS統(tǒng)一接口平臺的實(shí)時傳輸數(shù)據(jù)和定時從第三方廠家熱網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中取出的數(shù)據(jù)均被IMS實(shí)時數(shù)據(jù)庫接收，以此來保證IMS實(shí)時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)穩(wěn)定。最后，通過對IMS實(shí)時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算和分析，實(shí)現(xiàn)用戶管理、充值管理、片區(qū)管理、費(fèi)率管理、設(shè)備管理、報表、實(shí)時監(jiān)控及管線地圖配置等熱網(wǎng)管理功能；通過對第三方廠家數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與計算，實(shí)現(xiàn)用戶管理、預(yù)付費(fèi)管理、報表、設(shè)備管理、管線地圖配置及實(shí)時監(jiān)控等熱網(wǎng)管理功能。

在智能熱網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)建完成后，建設(shè)有IMS熱網(wǎng)管理系統(tǒng)、112服務(wù)器熱備、電廠用熱網(wǎng)APP和熱用戶APP等平臺。該系統(tǒng)按照有效利用和科學(xué)投資的基礎(chǔ)原則，以工業(yè)無線等優(yōu)勢技術(shù)，創(chuàng)建了一種先進(jìn)、高效的熱網(wǎng)管理系統(tǒng)，促進(jìn)信息的快速通信和全面共享。

2智能熱網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用

2.1 用戶管理

用戶管理功能可將用戶與片區(qū)關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)分片區(qū)管理和用戶基本信息的配置。

設(shè)備管理：設(shè)備管理功能包括設(shè)備端口號、設(shè)備啟停、SIM卡號、測量范圍、儀表類型、預(yù)付費(fèi)、管徑、溫度上限、壓力上限及流量上限等的管理。在該功能中，將預(yù)留端口號為擴(kuò)展用戶做準(zhǔn)備，其中每個端口號代表一個用戶，可通過測量積算儀將測量數(shù)據(jù)向?qū)?yīng)端口傳輸；用戶管理：用戶管理功能包括用戶名稱、聯(lián)系人、聯(lián)系方式、狀態(tài)、郵箱及用戶賬號密碼等，且可查看充值余額、剩余氣量、歷史充值記錄、用戶用氣量報表、用氣曲線等內(nèi)容。在用戶管理系統(tǒng)中，需要配置預(yù)留用戶，如青島廠家熱網(wǎng)系統(tǒng)、IMS系統(tǒng)、接口平臺等均預(yù)先配置100個預(yù)留用戶。而新增用戶只用通過配置設(shè)備，建立用戶和測量積算儀之間的關(guān)聯(lián)，啟動設(shè)備即可；片區(qū)管理：片區(qū)管理功能是智能熱網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分，包含片區(qū)的維護(hù)、新增、編輯和刪除等操作，支持實(shí)時流量監(jiān)控與周期性統(tǒng)計分析。該功能不僅能幫助管理人員全面掌握片區(qū)的供熱運(yùn)行狀態(tài)，還能實(shí)現(xiàn)異常預(yù)警、歷史數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)導(dǎo)出和報告生成，可為后期制定精確的供熱計劃以及優(yōu)化片區(qū)管理提供有力支持；管線地圖：管線地圖功能通過可視化地圖來展示供熱管道、熱用戶和片區(qū)位置，支持管道線路、熱用戶位置及片區(qū)區(qū)域的編輯。該功能不僅能提供直觀的供熱網(wǎng)絡(luò)布局，還能通過不同標(biāo)記形式來顯示熱用戶的實(shí)時狀態(tài)，如正常供熱、異?；蛲岬?，方便管理人員快速定位和調(diào)整。同時，該功能還支持靈活的管道路徑編輯，確保在網(wǎng)絡(luò)變動或擴(kuò)展時能準(zhǔn)確更新地圖，為供熱系統(tǒng)的優(yōu)化和故障排查提供有效支持。

2.2預(yù)付費(fèi)管理

預(yù)付費(fèi)管理功能可以優(yōu)化企業(yè)資金流，降低財務(wù)風(fēng)險，提升用戶體驗(yàn)，提高運(yùn)營效率，減少人工干預(yù)。

費(fèi)率管理：費(fèi)率管理功能允許對每位用戶設(shè)置個性化的費(fèi)率及有效期，系統(tǒng)將根據(jù)這些設(shè)定自動計算用戶的結(jié)算費(fèi)用和剩余氣量。具體而言，用戶可根據(jù)需求靈活調(diào)整其費(fèi)率，包括基本費(fèi)率、階梯費(fèi)率或優(yōu)惠費(fèi)率等，還可設(shè)置費(fèi)率的起始和結(jié)束日期，以適應(yīng)不同的用氣場景和市場變化。系統(tǒng)將實(shí)時跟蹤用戶的氣量消耗情況，根據(jù)設(shè)定的費(fèi)率和有效期進(jìn)行自動結(jié)算，確保費(fèi)用的準(zhǔn)確計算與透明性。此外，用戶可以隨時查看自己的用氣記錄、費(fèi)用明細(xì)及剩余氣量，增強(qiáng)了用戶的管理體驗(yàn)和滿意度。這一功能不僅提高了費(fèi)用管理的效率，還為企業(yè)的財務(wù)決策提供了可靠的數(shù)據(jù)支持；充值管理：充值管理功能包括充值操作和充值記錄管理；預(yù)付費(fèi)管理：預(yù)付費(fèi)流量積算儀具有較大的存儲空間，可實(shí)現(xiàn)日報、月報、年報、曲線報表的本地保存及USB接口導(dǎo)出等功能。同時，可以設(shè)置用戶為可預(yù)付費(fèi)用戶，在預(yù)付費(fèi)用戶充值后，系統(tǒng)根據(jù)蒸汽流量和費(fèi)率，實(shí)時計算剩余氣量。在剩余氣量到達(dá)閥值后，系統(tǒng)可對電廠和熱用戶聯(lián)系人同時進(jìn)行預(yù)警告知。

2.3 實(shí)時監(jiān)控

實(shí)時監(jiān)控功能可實(shí)時顯示供熱參數(shù)，包括各機(jī)組供熱流量、溫度、壓力、累計供熱量，各用戶流量、溫度、壓力、累計供熱量、狀態(tài)以及各片區(qū)總計流量等。在該功能界面下點(diǎn)擊用戶或機(jī)組，即可顯示流量、溫度、壓力的實(shí)時曲線以及周期內(nèi)的最大值、最小值、平均值。

2.4報表數(shù)據(jù)

報表數(shù)據(jù)功能可根據(jù)累計流量、費(fèi)率等信息，統(tǒng)計周期內(nèi)用戶、片區(qū)、機(jī)組的供熱量、受熱量等數(shù)據(jù)，為用戶分析提供依據(jù)。

數(shù)據(jù)篩除功能：由于積算儀自身存在測量、GPRS信號傳輸?shù)葐栴}，因此從積算儀傳輸?shù)较到y(tǒng)中的數(shù)據(jù)會出現(xiàn)非正常跳變。通過數(shù)據(jù)篩除功能，系統(tǒng)能快速識別出跳變數(shù)據(jù)，并在報表統(tǒng)計時剔除非正常數(shù)據(jù)；熱網(wǎng)用戶日報表：按照片區(qū)針對用戶每個整點(diǎn)的流量底碼、平均供熱溫度、壓力及流量進(jìn)行統(tǒng)計，從而形成熱網(wǎng)用戶日報表；熱網(wǎng)用戶用量日報表：按照表計底碼，最終得到該用戶在整點(diǎn)時刻的使用量，從而形成熱網(wǎng)用戶用量日報表；月度氣量匯總：統(tǒng)計在一個月內(nèi)的設(shè)備供氣量、用戶用氣量，并進(jìn)行匯總；熱網(wǎng)用戶年用氣匯總：根據(jù)結(jié)算日，統(tǒng)計年度內(nèi)每個用戶的用氣量，并進(jìn)行匯總；熱網(wǎng)用戶年度表計底碼：根據(jù)結(jié)算日，統(tǒng)計每個機(jī)組、用戶的表計底碼，從而形成熱網(wǎng)用戶年度表計底碼。

2.5 APP功能

APP功能分為電廠使用和廠外熱用戶使用。電廠APP的實(shí)時監(jiān)控用于供熱、售熱、片區(qū)；報表功能以用戶為統(tǒng)計維度，展示用戶的小時、日、月用熱情況。廠外APP服務(wù)用于熱用戶，為用戶提供本單位實(shí)時供熱參數(shù)；報表功能則提供本單位每日、每月的流量。同時，廠外APP可接收電廠發(fā)出的催繳通知。

2.6 實(shí)施效果

減小工作強(qiáng)度，提高工作效率。該系統(tǒng)投入運(yùn)行后，相關(guān)參數(shù)將通過先進(jìn)的無線技術(shù)進(jìn)行實(shí)時傳輸，使得員工能夠遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。員工無須在現(xiàn)場逐一檢查設(shè)備，顯著減輕了工作壓力，提高了工作效率。同時，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)能夠及時識別設(shè)備的異常情況，并發(fā)出警報，有助于員工迅速采取相應(yīng)措施，避免潛在的設(shè)備故障。這種智能化的工作方式，不僅提升了企業(yè)的運(yùn)營效率，也為員工的日常工作提供了更為靈活、便利的條件。

供熱服務(wù)不斷改善，服務(wù)質(zhì)量持續(xù)提升。熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)及相關(guān)移動應(yīng)用程序的廣泛應(yīng)用，使得熱力企業(yè)能夠接人大量的熱用戶，實(shí)現(xiàn)資源的高效共享。該系統(tǒng)的實(shí)施不僅優(yōu)化了熱能的分配和利用效率，還增強(qiáng)了用戶之間的互動與合作。此外，該系統(tǒng)還提供了便捷的在線反饋和溝通渠道，鼓勵用戶提出建議和需求，促進(jìn)企業(yè)與用戶之間的緊密合作。這種互動不僅提升了用戶的參與感和歸屬感，也為熱力企業(yè)在市場競爭中提供更為有利的條件，推動服務(wù)質(zhì)量的持續(xù)改善和創(chuàng)新。

供熱費(fèi)用及時回收，資金使用效率提高。推行預(yù)付費(fèi)制度能有效改變以往被動的繳費(fèi)模式，使供熱費(fèi)用的管理變得更加高效。通過預(yù)付費(fèi)方式，用戶在使用熱能前需要先進(jìn)行繳費(fèi)，這不僅確保了供熱費(fèi)用的及時回收，還優(yōu)化了資金的使用效率。預(yù)付費(fèi)制度的實(shí)施大幅度減少了用戶對供熱費(fèi)用的拖欠現(xiàn)象，從而有效促使資金的快速回流，增強(qiáng)了企業(yè)現(xiàn)金流的穩(wěn)定性。同時，這一模式也提升了用戶的消費(fèi)意識和責(zé)任感，鼓勵其合理安排用熱行為，進(jìn)一步提高公司整體效益。通過實(shí)施預(yù)付費(fèi)制度，企業(yè)能夠在資源配置和資金管理上更加靈活，從而為后續(xù)的發(fā)展提供堅實(shí)的財務(wù)基礎(chǔ)。

3結(jié)語

智能熱網(wǎng)系統(tǒng)集成用戶管理、控制計量和數(shù)據(jù)分析等功能，實(shí)現(xiàn)了供熱用戶的集中監(jiān)測與管理，通過預(yù)付費(fèi)功能保證“用前繳費(fèi)”，有效規(guī)避資金風(fēng)險。借助遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)可以實(shí)時跟蹤熱網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，全面掌握供熱狀況，并快速處理熱報警信息，為企業(yè)的經(jīng)營決策提供科學(xué)依據(jù)。同時，該系統(tǒng)大幅提高了數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和收費(fèi)效率，優(yōu)化了發(fā)電公司的經(jīng)營管理流程與資金回收速度。

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