智慧供热引领供热行业发展新方向

智慧供热引领供热行业发展新方向

舒旭

北京热力市政工程建设有限公司，北京 100000

摘要：目前，社会进步迅速，我国的现代化建设的发展也有了改善。在中国全面推进能源生产和消费革命，大力推广和发展智慧供热的新时代背景下，“智慧供热”已经成为了中国城镇供热行业发展和关注的焦点。当前，中国一方面正在从国家战略层面不断推进运用人工智能、“互联网+”、物联网、大数据等新一代信息技术，另一方面提出了“智慧城市”、“清洁能源”等新时代发展理念。国家能源局发布的《能源生产和消费革命战略(2016－2030)》中明确指出:“需要建设‘互联网+’智慧能源，促进能源与现代信息技术深度融合，推动能源生产管理和营销模式变革。”城镇供热行业作为重要的能源行业，更应该紧扣这一要求，顺应发展趋势，响应国家号召，做出重要革新。

关键词：智慧供热；引领供热行业发展；新方向

1.智能供暖技术概述

目前常见的智能供热技术是基于互联网和云计算技术，结合大数据和虚拟技术，提高了供热系统的信息化管理水平和综合分析能力。采用智能供热技术，供热系统可以根据每个用户的实际情况，对供热公司的生产能力和配网能力进行分析评估，然后进行统一调整。在满足用户供热需求的情况下，最大限度地实现节能减排。

智能供暖技术的应用依托于智能供暖运行平台，主要由软件系统、硬件系统和信息系统组成。该软件系统通过集成各种数据信息的访问，完善了供热管理系统的功能，包括在线抄表、管网监控、生产控制等功能。硬件系统主要是智能控制设备，如温度、压力传感器等相关设备。

2.长输供热技术

在北欧，长距离集中供热输送管道已经应用了几十年，是实现多重效益的技术解决方案，包括但不限于利用偏远工业企业和发电厂的余热。长距离输送技术通过合并集中供热网络，平衡可用的热能生产能力和热需求，实现更优的整体生产组合。在中国，集中供热输送管道也已经应用了数十年，通常比北欧的管道管径更大。随着中国集中供热系统的迅速发展，集中供热长输管线的应用逐渐增加。我国兴建的集中供热系统长输管线管径大，管内输送介质温度高、压力大，承担的热负荷大（增加了多级泵站输送、水击防护等安全保障技术）；同时，供热系统长输管线工程都是各省市防治大气污染、保障城镇居民供热的重要民生举措，投入了大量的人员和资金进行建设。

2.1高效输送技术

热电联产长输供热系统输送距离长、流量大，系统的输配能耗很大，因此，如何实现高效输送，降低热网输配能耗成为亟需解决的问题。管壁粗糙度是热水管道水力计算的重要基础参数，它反映了管壁的光滑程度及管道变形状况对流动过程的影响，其取值对热网输配能耗的影响很大。在管道内壁涂刷防腐减阻涂层，既可以防止管内腐蚀，还可以降低管道的摩擦阻力，减少长输供热管网的输配能耗。

2.2水热同输技术

为缓解水资源危机，我国在提倡大力节水的同时，积极开发利用海水等非常规水资源。海水淡化作为有效的淡水补充途径，已逐步成为水资源的重要补充和战略储备。海水淡化主要分为反渗透法（膜法）和蒸馏法（热法）2大类。其中蒸馏法利用电厂余热，通过多次梯状的蒸发和冷凝实现淡水分离。常规的蒸馏法分离出30℃左右的淡水及蒸汽，冷却后作为产品输出。冬季时不冷却产品淡水，而是进一步加热升温后输送出去，可实现淡水和热量的同时输送，即“水热同输”。该技术主要应用于沿海热电厂。

3.体系的搭建与构成

3.1人工智能技术的引入

人工智能(ArtificialIntelligence)，英文缩写为AI，是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能从诞生以来，理论和技术日益成熟，应用领域也不断扩大。在供热行业引入“人工智能”理论与技术，实现冬季换热站运行“自学习”模式，指导换热站运行，结合互联网物联网平台，利用大数据云台技术，达到供热产业链低碳化、自动化、智能化，实现用户侧精准供热，热力站无人值守，管网运行参数的远程调节，能耗智能分析、平衡等。

3.2体系模型的建立

在传统供热模式中，人工调控方式为主导，对于水力或热力模型的建立仅仅在理想环境下，对于无法预计的外界干扰与变化无法考量。而人工智能模型建立在精确热力学模型上，同时充分考虑到各类外界干扰与变化。人工智能控制系统将重要的物理热力学方程与统计学黑箱模型相结合。物理模型采用公认的物理学方程来描述系统。这些方程将描述可视为科学事实的重要特性。但是，物理方程一般仅能粗略估算复杂现实，它们假定充分了解和测量整个系统，不考虑许多可能对系统产生重大影响的真实现象，如居民的行为。黑箱模型则极具灵活性，不从物理学角度进行直接解释。它们使用数据来了解相关性和影响，这样一来就能了解未知或无法通过物理方程描述的复杂现象。但是，黑箱模型在系统数据传输范围小或数据质量较差的情况下的表现并不理想。而将黑箱模型与物理模型相结合生成的人工智能模型，在所有条件下均能保持精确性，还可用于了解物理方程无法体现的复杂特征。

4.智慧供热系统未来规划

热力智慧供热监管平台在应用中已经取得了明显的节能效果。但是,面向未来的发展,需要在以下几个方面进行加强。

4.1生产-收费-客服系统的深度融合

热力智慧供热监控平台未来应充分利用三大系统的业务特点和数据信息,建立三大系统的数据共享和知识共享,提高各部门的业务交互效率,建立热力公司各部门生产、经营、维修、客服的OA办公平台。建立扁平化数据信息系统和扁平化运行管理模式,为热力公司的决策提供及时的数据分析支撑和科学依据,对提高管理水平,具有重要意义。

4.2加强二网平衡管控建设

目前,与一次网的管控水平相比,二次网存在关键节点数据缺失的问题,成为制约精准供热的瓶颈。为了避免二网流量不均、用户冷热不匀等无法定量把握的问题,可根据实际情况从以下两个方面进行改进:(1)楼栋热力入口信息化改造。在二次网各个楼栋热力入口的供回水管道上安装无线温度压力传感器,用以实时采集供回水管道的温度和压力,以实现异常数据分析、故障快速诊断、派单维修以及能耗、水力平衡状况、保温性能等分析的功能,最终实现二次网水力、热力平衡。(2)热用户入口信息化改造。针对二次网中所有热用户,实现热用户供暖数据远程采集、与换热站自控系统数据联动、各热用户独立调控、总体统筹智能调控的功能。

4.3基于室温的供热调节

精准供热的目标是保障用户的室温、实现按需供热。气候补偿曲线、人工经验这些粗犷式管理难以实现这些要求。因此,需要基于热用户室内温度反馈的换热站运行调节方式,建立以用户供热需求为目标的调控策略。综合考虑建筑热惰性及管网滞后时间,是实现供热精细化管理的关键技术。调控方式应以室温为目标,保证不欠供、不超供,真正实现按需供热。在考虑整网调控安全的基础上,逐步实现一个支线、一个子公司、全网投入的自动室温调节。

结束语

通过先进供热技术，加快燃煤发电升级与改造，加大既有热电联产机组、燃煤发电机组调峰灵活性改造力度，改善电力系统调峰性能，提高火电机组灵活运行模式和运行效率。通过智慧发电技术，开发在线诊断技术，实现火电机组边界频繁扰动的优化控制。

参考文献：

[1]齐承英.供热计量系统是智慧热网建设的基础[J].供热制冷,2016(11):18.

[2]韩钊,袁建娟,孙春华,等.基于信息化的智慧热网系统应用分析[J].区域供热,2018(2):24-30.