信息化技术在供热调度中的应用

田瑞杰 贾雨

【摘要】为顺应信息化发展潮流，推动自动化发展进程，提高运行效率，我公司某供热服务中心根据以往运行经验，针对原有系统薄弱点进行了较大规模的调度系统信息化改造。此次改造用新型信息化设备替换使用年限较长或无法满足运行需求的原有设备，用新型工业监视控制系统替换老旧监控系统，大幅提高系统通信速度及稳定性。此外调度系统内还增加了多项实用功能，以辅助运行人员进行溯源分析等工作，提升运行管理水平，提高故障响应速度，达到利用信息化技术实现系统高效稳定运行的目的。

【关键词】信息化技术；供热调度；应用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021. 11.094

1、项目背景

某供热服务中心辖区内共100余个换热站，300余个供热机组，原系统由于软件使用版本较老只能部署在XP系统，组态厂家也已不再进行版本维护，同时硬件设备较为老旧，难以满足日益增长的运算量，造成使用中频繁出现停机现象，且无法对历史数据进行有效压缩存储。

针对此情况，公司决定对调度中心的控制系统进行升级改造，软件方面将原有的组态王系统升级为SCADA系统，硬件方面将原有负责采集数据的三台计算机升级为三台服务器（一台负责采集数据、一台作为冗余，一台专用于数据库），将信号不佳的换热站内DTU更新为4G全网通DTU。此外，考虑到信息安全情况，特新增防火墙，以消除可能影响供热的其他外界因素。

改造后，系统拓扑框架由“PLC-DTU-客户端”变为“PLC-DTU-防火墙-服务器（主服务器/冗余服务器/数据库）-客户端（主客户端/备用客户端）”，安全性及稳定性大幅提升，数据存储处理能力大大加强，为将来大数据分析及人工智能控制打下坚实基础。图1为调度系统拓扑框架。

2、信息化技术在供热调度中的应用

2.1供热实时数据监控及能耗分析系统

供热实时数据监测与能耗分析系统分为数据监测模块和能耗分析模块。数据监控模块是生产经营人员的“眼睛”，实现了对不同供热企业热源、供热管网、供热用户数据的实时监控与共享。在组别数据库中，所有数据都实时存储，将不同时段的数据绘制成曲线。在调度人员面前直观、高效地显示参数变化趋势，大大提高了调度效率。该系统具有数据分析和异常数据自动报警功能，对报警信息进行分析，并将分析结果推送到相关系统。在关键区域设置视频监控，以便于追踪历史事件。通过实时在线能耗和成本分析，能耗分析模块可实现对不同工况下各级热耗、耗水量、用电数据的在线分析，为供热管网精细调控提供依据，提高集团能源管理水平。

2.2供热调度指挥系统

调度指挥系统是供热管网运行调度指挥系统，通过封闭过程管理，完成热源、供热企业调度订单和应用订单的循环和各级值班日志管理。为了保证调度命令的准确性，调度人员调用地理信息系统（GIS）系统的设备数据，对设备进行准确定位。完成调度令后，现场操作人员使用手持便携式终端，现场上传设备运行信息。系统集成实时在线气象信息、三天天气预报、七天天气预报、十天天气预报等功能，满足各级调度人员的需求，实现按需供热。在故障情况下，调度员根据故障报警启动应急预案，通过系统实现实时在线应急指挥，记录实施过程，系统自动与客服系统连接，实现信息共享，实现了生产与服务的同步。

2.3供热地理信息系统

供热地理信息系统集成了各公司现有供热管网的基础数据，输入不同类型供热系统的基础数据，利用GIS技术实现供热管网和换热站的高精度定位。通过与其他相关系统的数据交互，实现了供热参数、调度订单执行、故障管段信息的集成显示和统一管理，方便员工了解不同情况下的各种基础数据，并通过实时更新功能保证数据的实时更新状态。为方便调度人员的使用，系统集成了三维模型显示和管爆分析功能，可配合管网故障处理，实现故障点快速断开和应急修复方案的制定，为设计提供基础数据，管网的调节和快速处理。

2.4安全管理

2.4.1报警管理

报警窗口。报警设有优先级管理，多条报警信息会根据优先级顺序弹出，高优先级别报警信息还会增加相应的报警方式。当最高优先级别报警产生时报警窗口立即自动弹出至醒目位置，报警信息变色显示，报警灯闪烁，报警声音响起，实现声、光报警，提示值班人员进入发生报警的画面，防止值班人员忽略。值班人员接到报警信息后可以根据情况选择重置或确认以取消报警框。

报警传送。报警根据优先级采用不同的方式直接传送到外围设备，如手机短信、邮件等。这一功能可以使管理人员直接得到通知，以便更快做出决策，减少停机时间，提高运行可靠性。

报警列表。报警列表中显示当前系统中存在的所有报警内容，所有报警信息（报警、报警恢复、报警确认等类型）都可查询并连续更新。历史报警信息可按照报警时间、报警类型、记录类型等方式自定义查询，同时各列表支持打印历史数据，方便调度人员分析管理。

2.4.2用户权限管理

根据不同的职工身份对应不同的用户权限，如操作员、调度员、管理员等，每个用户只可以对应一个身份账号，用户身份的变化直接影响到其在系统里的操作权限。系统为每个角色定义可访问及操作的内容范围，保证系统信息及操作指令的安全，防止因误操作而造成的生产运行事故。

用户可以通过自己身份密码登录系统访问其对应权限内的数据信息并获取控制权限。每次成功登录后会显示此账号上次登录的时间等信息，处于登录状态后禁止异地登录操作，以提升系统安全性。

2.5地理信息系统

GIS地图显示当前所有换热站的地理位置及管线敷设路径，可动态显示选中换热站的重要参数，可以使调度人员更加直观了解管网情况，提高工作效率。具体功能包括：1）地图上的热水管网可由有权限的管理员实时绘制更新。2）点击站点可打开对应的工艺流程图，方便管网抢修时的分析控制工作。3）地图可实现自由缩放，方便查找目标。

结论：

通过信息化改造后一个采暖季的运行，调度平台展现出了良好的改造效果，有效解决了系统停机、数据上传滞后等情况，运行数据的传输稳定性得到大幅提升，调度人员对各换热站的控制更加方便快捷，各项功能在方便调度人员统计、分析、溯源的同时还提高了运行安全性与数据安全性。为未来实现热源、换热站、用户联调联动，与能耗系统、GIS系统、收费系统等多系统平台整合发展打下了坚实的基础，向信息化智能化供热调度系统的发展方向又迈近了一步。

参考文献：

[1]时国华，杨林棣，张浩，等.集中供热系统多热源调度优化模型[J].热力发电，2020， 49（03）：68-75.

[2]吕凯文.多源互补城市供热系统负荷調度实时优化研究[D].浙江大学，2018.

[3]葛延峰，礼晓飞，戈阳阳，等.基于热电联合调度的弃风电储热供热技术方案[J].智能电网， 2019， 3（10）：901-905.

[4]罗莎.集中供热节能调度监控系统[D].青岛科技大学，2019.