智能化热网运行管控系统建设与应用

◆钟绍松 杨锦松 许世龙 邓良富 廖丛林 安跃昆 胡自强 周辉坡

智能化热网运行管控系统建设与应用

◆钟绍松 杨锦松 许世龙 邓良富 廖丛林 安跃昆 胡自强 周辉坡

（福建华电永安发电有限公司 福建 366000）

建设和应用以物联网、云计算、移动互联和大数据等为核心技术的智能化热网运行管控系统，具有处理速度高效、故障精准定位、信息全面采集、降低能耗损耗、精简人力财力等多种优势，是有效解决传统管控方式所带来矛盾问题的有效途径，具有广泛的推广应用价值。

热网；智能化；运行系统；管控系统；建设应用

1 引言

随着国家节能减排政策不断推进，地方政府环境保护意识逐年加强，区域供热负荷逐年增加，供热半径逐步扩大，热网覆盖面积大幅拓展，传统的供热方式、运行方式、管控方式凸显出管控效率低下、供热不够均衡、资源浪费严重、热网波动较大等问题，已经难以适应新的热网运行管控形势需要。建设和应用以物联网、云计算、移动互联和大数据等为核心技术，采用全新开发模式和系统架构，以模块化、适应性、灵活性、扩展性、通用性为主要特点，实现多类型热网信息系统的智能管理，对于解决传统热网运行管控方式带来的矛盾问题，提高供热管理水平和整体经济效益具有重要的现实和深远意义。

2 系统功能设计

智能化热网运行管控系统由热网监控子系统、生产调度子系统、优化分析子系统、地理信息子系统、检修管理子系统、经营收费子系统和业务服务子系统等7个子系统构建而成，通过技术平台对于7个子系统进行融合，实现信息的充分流转与共享。

2.1 热网监控子系统

热网监控子系统主要包括数据采集管理、远程控制报警和视频监控侦测三项功能。数据采集管理功能，主要实现远程读取计量仪表实时数据及运行状态，远程仪表参数信息读取、配置，将相关信息保存到数据库，用户可以报表、曲线方式，查看实时、历史数据，并根据需要生成各种图表，导出表格。远程控制报警功能，主要实现在线监测断电、电池欠压、门禁等开关报警信号，系统数据库同步存储、查询，系统通过推送弹窗、APP、短信、声音、图标、等联动方式提醒，显示详细报警信息内容。视频监控侦测功能，通过安装智能球型视频监控摄像机，对周边环境全天候实时监控，自动巡航、守望监控区域，智能分析入侵、越界、移动侦测报警，支持与热网监控报警联动，推送报警提醒；摄像机可定时或手动远程抓拍抄表图像；摄像机冗余不少于一周存储、支持断网续传，在监控中心存储不少于一个月，支持存储扩容；通过系统界面可查看实时画面、球机控制、历史数据调阅。

2.2 生产调度子系统

生产调度子系统主要包括热网运行监控和气象数据分析两项功能。热网运行监控功能，主要实现实时显示各热源、换热站、热用户工况数据，供温、供压、瞬时热量等准确数据，针对运行设计全屏显示页面，便于直观展示，实时掌握热网数据，及时发现热网问题。气象数据分析功能，主要实现接入中国气象局气象数据中心提供的气象大数据，采集历史和实时数据；展示今日、未来三天、未来一周的天气预报并通过曲线形式展示历史及未来气温走势；同时对历史气象数据进行图形和数据两方面的对比，直观地反映出预报与实况、历史与今年之间的等等差别，帮助调度人员调整供热参数，以便巡检人员能够合理安排维保工作。

2.3 优化分析子系统

优化分析子系统主要包括管损数据分析和报表统计管理两项功能。管损数据分析功能，根据采集的相关监测数据，主要实现自动计算各管线热量、质量管损，可按日、月及任意日期段查询统计，支持打印、导出报表；系统可按用户设定辅助积算方式，计算热用户终端积算仪断电期间供热量，为人工修正积算仪表计数提供参考依据，提高管网分析及财务结算数据准确性。报表统计管理功能，主要实现各种用户自定义时间段，自定义热用户组，供热相关字段的数值统计报表，支持打印、导出报表。

2.4 地理信息子系统

地理信息子系统主要包括设施分布设计、管网浏览查询两项功能。地图管网设施分布设计功能，主要实现用户在地理信息平台地图上，将热源、热网、换热站、井室、设备等编辑录入，并关联热网监控，管线可定义不同颜色区分管线、支线。管网浏览查询功能，主要实现地图上浏览管网设施，监控点的运行数据、用户信息、预付费等系统的数据，都可以在地图结合具体位置实时展示；监控点图标可联动报警，以不同颜色提示报警信号，显示详细报警信息内容。

2.5 检修管理子系统

检修管理子系统主要包括管线智能巡检、故障维修管理、设备运行监控三项功能。管线智能巡检功能，通过GPS卫星实时定位方式，制定巡检周期，给巡检人员分配相应的巡检任务，包括巡检人员、巡检时间、巡检设备部位、设置统一检查内容及标准检查方式；也可针对不同情况临时规划巡检路线，方便热网人员灵活安排巡检工作以及跟踪巡检轨迹。故障维修管理功能，能根据设施的检修年限和以往的检修纪录，来编制年度、月度检修计划，下达检修计划，检查检修计划进行情况，储存检修记录并生成各种故障以及检修报表；支持维修工单推送通知，维修人员及时处理；开放系统接口可与其他缺陷检修系统对接。设备运维监控功能，在线监测热网终端、服务中心各种设备的运行工况，故障报警信息，针对检修设计全屏显示页面，便于直观展示，实时掌握设备工况数据，及时发现处理设备故障。

2.6 经营收费子系统

经营收费子系统主要包括充值收费管理、财务结算报表、计价参数设置、报警控制联动四项功能。充值收费管理功能，可以选择任意热用户启用预付费管理，按管理权限流程对热用户进行充值、二级审核确认，用户信息显示表底数、充值金额、充值时间、可用余额、当前可用汽量、报警状态、阀门状态等实时信息。财务结算报表功能，主要实现在每月结算日前，对可用汽量可以进行修正，并根据贸易结算协定，进行实际结算，并生成新的结算报表。计价参数设置功能，系统可根据业务需要自定义各种固定、浮动、分时等计价方式，各热用户可单独设定个性化结算系数，主要结算调整系数因素有煤汽联动价、用量梯价、煤价指数、运费系数、煤改气补贴、预付优惠、承兑系数等，系统自动计算扣费并生成自定义结算报表，可查询历史结算报表、充值记录等数据，支持打印及导出EXCEL表格，电子表格符合开票系统、财务系统导入格式。根据采购人提供的银行或第三方支付接口，开发预付费系统对接，热用户可以自助充值、缴费、查询。报警控制联动功能，系统可以监控预付费用户的电动阀门，显示开关状态、故障报警，支持手动或费用关联自动，远程开关阀门；系统可设置余额低、余额零两级预警功能，短信通知等方式提醒缴费。

2.7 业务服务子系统

业务服务子系统主要包括移动平台应用、客户自助服务两项功能。移动平台应用功能，开发热网管理移动APP平台，提供移动终端平台系统，系统用户使用同一用户ID和密码通过手机安全登录系统，可以打破空间限制、精确传达精简信息，可借助手机进行事务处理、数据查询，各项待办事务的处理。客户自助服务功能，热用户通过互联网移动APP、信息发布网站等渠道，可自助查询用热、费用等情况，终端设备运行情况，障碍报修等功能；报修登记包括时间、地点、故障信息、报修人、联系方式、现场照片、录音留言等；热网系统平台上，对客户投诉、报修流转处理的工单，可定义推送相关审批处理，支持流程跟踪、单据查询。

3 建设原则

3.1 安全稳定性

在管控系统网与公司办公网之间采取隔离网闸等可靠的技术手段，保证该系统的网络安全性，防止实时/历史数据库服务器受到黑客的攻击和病毒的侵扰，保证数据不被非法读取和修改，从而保证数据的一致性和完整性。同时，系统的可靠稳定性是第一要素，供热企业的生产过程属于连续运转的生产过程，如果系统没有可靠稳定性作为保证，一旦出现故障将会给企业带来无法估量的损失。在系统设计时要从结构设计、产品选择以及网络管理上对此做出保证。

3.2 扩展开放性

系统设计应留有扩展接口，以方便热力企业内其他供热控制系统、经营管理系统的接入和后期新建供热管网系统的接入，以及提供给公司内ERP、上一级综合能源管控系统的接口。同时，要兼顾系统的开放性设计，包括开放性网络、支持多协议、具有良好的设备兼容性和互通互连能力等几个方面；并能与第三方软硬件兼容，实现系统间的无缝链接。

3.3 通用实用性

采用成熟、通用、符合国际标准的软件产品和开发技术，保证经过该系统分析处理的数据能够被上层管理系统所用；允许用户或第三方依据现有的实时数据库平台灵活地进行二次定制开发。同时，系统功能的实用性是衡量任何一个系统设计成功与否的基本标准，在系统功能设计上，首先必须能够满足企业的当前需求，同时兼顾企业的长远发展；系统设计完成后，能够让企业以较低的维护投入获得较大的效益回报。

3.4 科学先进性

建设设计采用新思想和新技术，在系统结构和功能设计方面严格考虑数据质量及科学、清晰的数据结构与组织，力求系统的科学性。同时，在满足当前系统功能需要的前提下，本着高定位、高起点的指导思想，采用先进的软件设计方法、软件实现技术，包括系统应用平台、数据库技术、开发管理工具等；系统只有顺应先进的技术发展潮流，才可能具有较强的生命力。

3.5 经济可维性

系统在满足功能要求的基础上，尽可能降低造价，做到系统性价比高。同时，系统设计要降低热力企业一般的技术人员的工作难度，保证其不需具备机器语言或编程的知识即可完成系统的组态及流程；系统应具有完备的网络控制、诊断、测试功能和在线故障恢复能力，最终要使用户维护起来方便，维护成本低。

4 实践应用

通过对智能化热网运行管控系统的深化应用，实现了集中供热系统与信息技术相结合，有效地保证了集中供热系统的质量、提升整体运行效率，控制运行成本，降低不必要的成本浪费。

4.1 降低损耗节约能耗效果显著

智能化热网运行管控系统的应用，能够智能分析热网管线及各分支管线运行数据，优化管线运行方式，减少热量损失及其管损，平衡供热负荷达到节能减排的效益；探寻热力系统自诊断模式，掌握热网管道运行和设备健康情况，不断优化提高设备健康水平，降低运营成本，提高供热企业经济效益效果显著。

4.2 精确管控快速决策效果显著

智能化热网运行管控系统的应用，通过对用户供热故障排查、异常分析、实时数据分析等，形成故障警示提示、数据图表展示、曲线展示等，整个系统的运行状态一目了然，为运行管理人员快速制定控制策略提供辅助决策和依据；通过数据推送，实现客服系统、收费系统业务人员的迅速决策及反馈。

4.3 问题导向智能调度效果显著

智能化热网运行管控系统的应用，根据热源的成本计算结果，选择经济的运行方式，在突发情况下，也能合理调配各个用户之间的能量供应，尽量避免各热力站之间的“争食”现象，保证供热质量；在用户负荷增大的情况下，调度该区域内的热源点，尽量减少受影响的范围，即使在紧急状况下也能够全面协调热量的合理分配，保证用户的用热品质，有效地解决了管控效率低下、供热不够均衡、资源浪费严重、热网波动较大等问题。

5 结束语

智能化热网运行管控系统的建设与应用，通过大数据分析来智能化管控热网系统的整体运行，从而实现精确控制、能耗监控、故障监控，达到节能降耗和安全供热的目的。同时通过加强服务功能，塑造企业形象、形成品牌效应，是真正实现安全供热、价值供热、智能供热、和谐供热的有效途径，具有较高的推广应用价值。

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