集中供熱的智慧化管理與控制策略探討

許廣平

摘 ?要：就目前的情況來(lái)講，供熱企業(yè)的換熱站一般依靠人工操作，以電話通訊的方式進(jìn)行連接，實(shí)效性和智能性都非常差，不僅占用了大量的人力資源，而且換熱站之間的聯(lián)系和配合并不算緊密，多數(shù)情況是各自為戰(zhàn)，導(dǎo)致目前的供熱管網(wǎng)如同一盤(pán)散沙。該文對(duì)智慧化的供熱工作以及智慧化供熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)做了較為詳盡的闡述，對(duì)智慧化供熱系統(tǒng)的控制策略給出了自己的建議。希望通過(guò)該文的閱讀，能夠給從事供熱的智慧化管理相關(guān)領(lǐng)域的研究工作者提供一定的幫助和啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：集中供熱 ?智慧化管理 ?控制系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TU833 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）07（a）-0092-02

對(duì)于目前的集中供熱企業(yè)來(lái)講，因?yàn)槌鞘谢M(jìn)程的進(jìn)一步加深，導(dǎo)致目前的供熱企業(yè)所面臨的供熱壓力大大增加，在這樣的情況下，為了滿足逐漸增加的供熱需求，集中供熱企業(yè)一般拿出的對(duì)策為增加換熱站的個(gè)數(shù)，在很多人口密集的大城市，一個(gè)集中供熱企業(yè)下設(shè)換熱站多達(dá)上百個(gè)，這些換熱站組成了城市供熱網(wǎng)絡(luò)，它們之間的協(xié)同和配合能夠極大地提高整體的供熱效率，提高資源利用率的同時(shí)降低供熱成本。

1 ?智慧化供熱現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)

隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的大數(shù)據(jù)時(shí)代已經(jīng)在為人們的日常生活和工作提供著極大的便利，但是，大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，也加速了各行各業(yè)的變革，以電子信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)為核心的數(shù)據(jù)共享和智能化已經(jīng)成為了各行各業(yè)在未來(lái)的發(fā)展方向。作為供熱企業(yè)，關(guān)乎百姓在冬季的正常生活和資源的大量消耗，供熱工作中如何更好地引入智慧化的管理，決定著供熱企業(yè)能否滿足當(dāng)下的時(shí)代和居民需求，也就是決定了集中供熱企業(yè)在未來(lái)的發(fā)展前景。

2 ?換熱站的工藝原理

換熱站的正常工作一般是由熱交換系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)和補(bǔ)水系統(tǒng)組成的，其工作原理是將一次網(wǎng)產(chǎn)生的高溫或者蒸汽以熱交換的方式傳遞到用戶的家中。所以在這個(gè)過(guò)程中，主要的工作組件就是熱交換系統(tǒng)，通過(guò)熱交換系統(tǒng)將一次網(wǎng)的熱量交換到二次網(wǎng)的水循環(huán)系統(tǒng)中。在這個(gè)過(guò)程中，必須要保證一次網(wǎng)和二次網(wǎng)的壓力平衡，當(dāng)出現(xiàn)壓力不平衡的問(wèn)題時(shí)，需要通過(guò)一些手段進(jìn)行調(diào)整，這樣才能確保整體的供熱網(wǎng)絡(luò)壓力穩(wěn)定。對(duì)于供熱系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于供熱效果和供熱的工作受到實(shí)際的環(huán)境溫度、壓力、供熱需求和時(shí)間段的影響，因此對(duì)于換熱站來(lái)講，要實(shí)時(shí)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。也正是因此，換熱站的工作量相當(dāng)繁雜，需要根據(jù)整體的實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)節(jié)，這就需要各個(gè)換熱站之間做好協(xié)調(diào)工作，避免能源的浪費(fèi)或者用戶的不滿。

3 ?智慧化管控與換熱站的設(shè)計(jì)思路

3.1 智慧化管控原理

智慧化管控的原理，實(shí)際上就是利用了物聯(lián)網(wǎng)作為基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)是信息技術(shù)高度發(fā)展的產(chǎn)物。所謂物聯(lián)網(wǎng)，就是利用電子信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)在商品與商品、人與商品之間形成更加智能的聯(lián)系。由于商品也是物品，所以這個(gè)網(wǎng)絡(luò)被稱作物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)的工作原理主要分成3個(gè)部分，第一個(gè)部分是對(duì)物品的全面感知，這個(gè)部分實(shí)際上就是對(duì)商品進(jìn)行較為詳盡的描述，收集商品相關(guān)的各種信息。之所以叫作全面感知，就是這個(gè)信息采集過(guò)程中是模擬用戶的感知進(jìn)行信息采集的，所以對(duì)于商品的信息采集的更加全面[1]。

信息采集之后，需要對(duì)信息進(jìn)行統(tǒng)一的處理封裝然后集中存儲(chǔ)到處理器當(dāng)中。最后就是當(dāng)用戶的需求信息發(fā)送到控制系統(tǒng)之后，智能化地對(duì)商品信息進(jìn)行篩選和匹配，對(duì)于滿足用戶需求的信息進(jìn)行處理和傳輸。也就是說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計(jì)思路實(shí)際上是信息采集、傳送和處理與一體的智能化管控網(wǎng)絡(luò)。

3.2 供熱系統(tǒng)分析

目前我國(guó)的集中供熱系統(tǒng)在實(shí)際的供熱過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)供熱不平衡的情況，也就是所謂的冷熱不均，出現(xiàn)這種問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致用戶的不滿和資源的浪費(fèi)，直接影響了公司的實(shí)際收益和口碑。在調(diào)查中我們發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)這種情況的原因很多，在建設(shè)、線路規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工、改建等方面都可能對(duì)供熱情況造成影響。不過(guò)供熱不均產(chǎn)生的最大問(wèn)題，還是因?yàn)楦鱾€(gè)換熱站的工作不利。換熱站本身的作用就是調(diào)節(jié)熱源的供熱情況的，當(dāng)熱源供熱充足的時(shí)候，要保證用戶舒適，當(dāng)熱源供熱不足的時(shí)候，要及時(shí)對(duì)供熱情況進(jìn)行補(bǔ)充。

因此，對(duì)于智慧化管控供熱網(wǎng)絡(luò)，也應(yīng)該借助物聯(lián)網(wǎng)，建立3個(gè)層級(jí)，第一層是信息采集層級(jí)，切實(shí)了解用戶的需求;第二層級(jí)是信息傳送層級(jí)，保證用戶信息不失真地傳送到控制系統(tǒng);第三層級(jí)是處理層級(jí)，將收集到的用戶實(shí)時(shí)需求信息和各階段的供熱信息進(jìn)行處理，將處理信號(hào)發(fā)布到各個(gè)換熱站進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度施行。

4 ?系統(tǒng)總體規(guī)劃設(shè)計(jì)

4.1 數(shù)據(jù)采集及執(zhí)行部分

數(shù)據(jù)采集和執(zhí)行部分安裝在前端，主要由監(jiān)視和控制兩個(gè)部分組成，監(jiān)視部分對(duì)換熱站的實(shí)時(shí)工作情況進(jìn)行監(jiān)視，一旦出現(xiàn)異常則由報(bào)警裝置將情況上報(bào)到監(jiān)控中心。這時(shí)候，再由控制部分做出一定的執(zhí)行操作，最終對(duì)各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行啟停的控制。另外，前端采集到的各種數(shù)據(jù)還會(huì)傳送給數(shù)據(jù)管理中心進(jìn)行存儲(chǔ)、管控。數(shù)據(jù)采集主要采集的數(shù)據(jù)有各個(gè)換熱站的供熱網(wǎng)絡(luò)的供熱工作的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況，主要是故障報(bào)錯(cuò)，另外，也會(huì)對(duì)供熱網(wǎng)中的溫度、壓力，電氣設(shè)備的電流、電壓、功率等進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)視。

4.2 通信傳輸部分

對(duì)于通信部分來(lái)講，需要實(shí)現(xiàn)的功能是將各個(gè)換熱站采集到的信息匯總到中樞智能處理系統(tǒng)中，另外，也需要對(duì)智慧化管控中心發(fā)布的命令進(jìn)行實(shí)時(shí)的傳送。目前我國(guó)的各個(gè)運(yùn)營(yíng)商所提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)基本可以滿足供熱公司信號(hào)和數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊骩2]。

這里要著重說(shuō)的是，雖然目前我國(guó)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)了光線通信的普及，但是光纖通信的成本對(duì)于擁有多個(gè)換熱站，網(wǎng)絡(luò)遍及整個(gè)城市的供熱站來(lái)講，其成本還是非常昂貴的，不過(guò)光纖通信由于傳輸信息速率快、傳輸效率高，如果信息采集前端有視頻采集設(shè)備的話，一般只能依靠光纖通信。

除了光纖通信之外，還可以使用電話撥號(hào)上網(wǎng)通信，這種已經(jīng)被廣大網(wǎng)民所淘汰的信息數(shù)據(jù)傳送方式，如果僅傳輸純數(shù)據(jù)包的話，其數(shù)率也可以滿足需求，成本能夠有效地降低。除此之外，還可以考慮GPRS傳輸，這種傳輸方式能夠做到實(shí)時(shí)在線，即用即耗，節(jié)約成本，但是由于很多換熱站都是在地下室或者GPRS信號(hào)盲區(qū)，信號(hào)傳輸效果并不理想。

4.3 智慧化管控中心

智慧化管控中心是智慧化管理系統(tǒng)的核心，由于供熱公司下轄的換熱站數(shù)量眾多，所以通過(guò)信息收集系統(tǒng)傳送到中樞管控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量非常驚人。這些數(shù)據(jù)如果不經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換、篩選和分析，那么這些數(shù)據(jù)就是一堆數(shù)字，并沒(méi)有任何作用，而由于數(shù)據(jù)量的龐大，人工沒(méi)辦法對(duì)其進(jìn)行分析。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)下的計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度非常驚人，能夠在設(shè)定程序的情況下對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的分析和處理，這些處理命令再通過(guò)通信傳輸部分下達(dá)到執(zhí)行終端，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)換熱站的實(shí)時(shí)工作進(jìn)行智慧化管控的目的[3]。

5 ?結(jié)語(yǔ)

智慧化管理能夠幫助供熱公司對(duì)分散的大量換熱站進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制，由于供熱效果受到實(shí)際情況的影響很大，如果不能對(duì)每個(gè)供熱站的具體情況進(jìn)行實(shí)時(shí)、確切的掌握，那么就難以實(shí)現(xiàn)各個(gè)換熱站的協(xié)調(diào)和控制，降低成本和增加供熱效果就成了空談，所以，這就需要引入物聯(lián)網(wǎng)的理念，通過(guò)合理的數(shù)據(jù)收集和傳輸、處理，成功地實(shí)現(xiàn)對(duì)換熱站工作情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，這樣才能實(shí)現(xiàn)供熱企業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

[1] 隋修武，余保付，葛輝，等.基于Kingview的熱網(wǎng)遠(yuǎn)程智能監(jiān)控策略研究[J].應(yīng)用科學(xué)學(xué)報(bào)，2016（3）：352-360.

[2] 李秋香，嚴(yán)春照.和利時(shí)PLC在章丘市城區(qū)熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用[J].自動(dòng)化博覽，2018（7）：11.

[3] 李秋.城區(qū)熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用[J].廣東理工，2018（1）：111-113.