浅析供热计量系统管控平台的设计与实现

王 晨

(太原市热力集团有限责任公司，山西 太原 030000)

随着智慧城市的推进，智慧供热也在快速发展。太原市热力集团有限责任公司计量系统管控平台基于物联网、云计算等信息技术以及供热运行的大数据、综合集成法、虚拟技术等工具和方法的应用，依托互联网实现各环节信息共享，实现供热系统全面透彻的信息化管理，实现了数据传输、远程监控、计量一体化，并通过数据中心机房对所有数据进行集成、交换、存储，实现数据的统一、可靠及安全性，使供热系统更加安全、智能和绿色。

1 集中供热发展状况

太原市热力集团有限责任公司供热计量工作于2012年正式起步，当年新建建筑项目安装热计量装置面积606.74万m2，楼栋表安装数量490块，户表安装数量55 158块，实施热计量收费59.8万m2。

截止到2018年采暖季，既有建筑节能改造项目安装热计量装置900万m2，楼栋表安装数量1 540块；新建建筑项目安装热计量装置3 795万m2，楼栋表安装数量4 865块，户表安装数量33.4万块。其中，已推广实施计量收费面积1 730多万平方米，住宅面积1 600万m2，公建面积130万m2。

2 管控平台总体架构与实现

2.1 管控平台总体架构

热计量管控平台共享数据库的选型和结构设计十分重要，它既要满足各个业务流程本身的复杂逻辑，又要解决不同业务之间的交叉调用；它既要对大数据的查询进行快速响应，又要易于进行平行扩展来适应供热企业的快速发展。

管控平台的搭建结合了集团公司目前实际情况，并规划未来接入供热计量远传控制系统的用户数量为50万户，考虑到后期对二次侧用户进行温控调节、室温采集、站楼户二次网信息采集的要求，管控平台采用先进合理的B/S架构，利用互联网、GPRS/3G/CDMA、现场M-BUS总线作为通讯链路，数据中心通过DTU、集中器、采集器与现场的热量表、测温装置、远控阀等设备进行数据通讯；使用C++,JAVA语言， TCP/IP协议，ORACLE数据库，实现远程抄表、数据存储、历史数据分析、异常报警、远程控制、能耗分析与管控、设备运维管理及掌上供热APP等功能。整个系统具备较高的性能且安全可靠，并具备未来强大的扩展性和设备可管理性，支持与收费系统等其他业务系统的数据接口；通过登录管理机制对不同的访问者进行权限，访问者通过管理员分配的权限进入系统进行数据采集、分析和管理工作。实现对热用户及热网运行进行全天候实时监控。该管控平台网络拓扑图如图1所示。

2.2 网络通讯系统

网络通讯系统的选择，必须考虑系统的稳定性、方便维护，运行费用低。小区内无线传输抄表系统由集中器、抄表器、现场热表、远控阀等设备及管控平台组成。该计量系统管控平台的数据采集单元安装于计量现场，在现场层，抄表器通过M-BUS总线方式与现场仪表相连，读取计量仪表的数据。抄表器的上位设备为集中器，集中器构成以楼栋单元为单位的局域网络，定时对抄表器发送抄表指令采集数据；在管理层，集中器与主控中心的服务器建立通信链接，将采集到的热计量数据通过网络实时的、稳定的、安全的传送到抄表系统服务器的同时，在主控中心的系统平台负责对接收的数据进行存储，为后续的管理、控制、能耗分析等提供相应的基础数据。目前，在主控中心的抄表系统服务器上实测网络带宽在100 M左右，能够满足供暖季对现场数据的采集和发送控制命令。该管控平台远传抄表通讯系统示意图如图2所示。

2.3 管控平台主要性能指标要求

1)系统应至少支持百万规模表具的数据采集和存储，并支持10个采暖季的数据存储及查看。

管控平台系统采用实时数据与历史数据分区进行数据存储，并可以灵活进行分布式集群化部署，大大提升了系统响应速度与数据存储限制，并且能支持10个采暖季的历史运行数据存储，以供日后的查询及统计分析。

2)系统应最少支持200位客户端用户的并发访问和操作。

管控平台系统采用最新的前端开发技术与最成熟的后端开发框架，保证了系统跨平台、跨终端的访问能力。具备访问权限的用户可在任何时间、任何地点、任意终端无障碍访问。

3)设备接入无限制。

遵循国际工业标准通信协议(Modbus)并能够提供存储点表的现场设备，都能接入管控平台；对于未遵循Modbus通信协议，但可提供相应通信协议书的设备，也可顺利接入。

4)系统响应迅速。

系统被动接收表具数据时吞吐量≥300 000支表/h,系统主动接收表具数据时吞吐量≥500 000支表/h。

3 结语

热计量管控平台自投运以来，系统稳定可靠，实时性高，能实时监控站、楼、户热计量设备的运行状况，从而使运维人员能及时发现及报警异常运行情况并有针对性的去提早处理一些异常状况，管控平台通过对数据信息的采集及能耗数据的分析，为供热企业生产运行调节提供了充分的保障，大大提高了企业的能源管理和节能降耗水平。