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智慧供熱:引領供熱行業發展新方向

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  • 來源:
  • 發布時間:2021-09-30 09:09
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【概要描述】

智慧供熱:引領供熱行業發展新方向

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長期以來,供熱系統的運行調度控制主要依據生產業務專家的知識和經驗來完成,但伴隨供熱系統規模的不斷擴大,調控頻次和精確度的增加,傳統基于人工的控制方式已難以保證供熱系統的安全、高效運行。當前,工業互聯網、云計算、大數據、人工智能等新一代信息技術在復雜生產系統的運行管理、調度控制和要素配置方面展現出強大的能力,發展智慧供熱已經成為我國供熱行業的共識。

智慧供熱是以數字化、網絡化、智能化的信息技術與先進供熱技術的深度融合為基礎,以用戶需求為目標,以低碳、舒適、高效為主要特征,具有自感知、自分析、自診斷、自決策、自學習等技術特點的現代供熱模式。智慧供熱是以供熱系統智能化為前提的。隨著城鎮供熱的發展,供熱物理設備網的復雜度也在提升,傳統的供熱系統很難滿足精細化運營和個性化服務的需求,必然要走向智能化。 

 

 

供熱系統智能化要求物理設備網具有可調節、可控制、可計量能力。智慧供熱需要用智能技術和算法解決供熱過程涉及的分析、推理和決策性問題,將智能化建設深入到相對完整的供熱流程中,在供熱生產、服務過程中使系統具備分析和決策能力:通過自我學習、自主判斷、優化配置、升級能力等智能行為,對物理設備網的未來走向及供熱參數進行預測;利用通過人工智能手段獲得的控制模型對物理設備網進行控制,完成人力無法實現的工作,最大限度地將供熱人員從體力勞動和大量的腦力勞動中解放出來,創造增量價值。

一、智慧供熱的優勢

智慧供熱涉及供熱行業的設備制造、系統集成、物理設備網及信息物聯網的設計和建造、企業運維等環節。供熱系統運行涉及系統運行策略和控制策略的制定。系統運行策略是供熱工程師綜合考慮系統參數指標要求、實現方案、節能及經濟性等方面后提出的,需要工程師具備豐富的供熱系統、設備、建筑熱工等方面的知識。系統控制策略是系統控制工程師提出的,是實現運行方案的控制策略,系統控制策略的提出,需要具備豐富的計算機、網絡、自控、過程方面的知識。

供熱自動化是智能供熱系統的基本功能,供熱設備的自動運行本質是“機器替人”,強調在無人操作的情況下實現供熱設備的不間斷運行。

供熱信息化是智慧供熱的基礎,本質上強調供熱信息的互通互聯、設備無人值守。供熱信息化完成供熱的數據采集、數據通信、數據存儲、系統控制、企業管理和用戶服務。供熱信息化階段,軟件所采用的調控模型是利用已有的靜態物理模型(包括基礎理論模型、流程邏輯模型、設備模型、組件模型、故障模型、仿真模型等)和經驗來編制的,是用靜態模型來處理供熱運行中的動態問題。

智慧供熱以數據分析為切入點,通過數據發現問題、分析問題、解決問題,從經驗和流程驅動轉向數據驅動、自動決策,追求供熱運行決策環節的科學,形成一定約束條件下供熱系統運行調節最優決策方案,用來控制供熱物理設備網實體。供熱系統智能化追求的是供熱系統的柔性運行,本質是“人機協同”,強調供熱系統能夠自主配合外部條件變化、用戶需求變化和人的工作,利用人工智能提升工作效率和系統安全。

 

智慧供熱系統中,制定運行策略及控制策略時均需利用人工智能技術實現決策過程的智慧化。決策中所應用的模型或來自人工智能分析結果,或來自機理模型+人工智能方法。智慧供熱系統可自主決策,決策模型具備自我學習能力,控制模型可自動更新,控制過程精準,效果逼近系統最大能效。

面對城市集中供熱系統規模擴大和多元化發展的新趨勢和新挑戰,傳統基于人工經驗的調度控制已難以實現精準調控,借助新一代信息技術發展智慧供熱已經成為行業共識。“數字孿生”是物理系統與信息技術融合的重要應用形式,以數據和模型為基礎,實現物理系統的智慧化運行管理。

智慧供熱的價值主要體現在:促進清潔供熱、可再生能源供熱等技術的實施與應用,實現清潔供暖;有效利用供熱系統中“源-網-荷-儲”不同環節的靈活性,改善供熱系統經濟性;基于“數字孿生”模型,實現系統態勢實時感知和預測,提升供熱系統可靠性水平等。

 

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