391-基于全网平衡的智慧热网监控及信息化平台.pdfVIP

基于全网平衡的智慧热网监控及信息化平台 山东大学 张冠敏 范明秀 田茂诚 济南卡诺热工技术有限公司 迟建朋 苏立志 摘 要：我国集中供热热网的规模扩张和节能要求不断对控制系统提出更高的要求，在对我国 目前集中供热热网自动控制水平进行分析的基础上，设计了基于全网平衡的热网智能控制和信息化 平台的功能框架并完成了系统开发和应用。可协助供热企业对集中供热实现自动化、智能化、信息 化管理，达到节能降耗，安全生产、减员增效的目标。 关键词：集中供热 远程监控 智慧供热 1.前言 集中供热自动控制系统的发展，伴随着我国集中供热行业的进步不断提出的更高要求，相应地 经历了几代产品的发展。 最早的集中供热控制系统基于汽水换热站，仅仅为换热站提供动力配电和二次供水温度控制； 高位水箱定压方式逐步被膨胀罐取代后，要求控制系统增加了电接点压力控制定压功能；由于膨胀 罐占用安装空间较大，随着变频器售价的大幅度降低，补水泵变频器逐步被应用于换热站的自动控 制系统代替膨胀罐定压补水；随着变频器价格的进一步降低和二级站节约电费的需要，循环泵变频 调速功能又逐步成为换热站控制系统的组成部分。以上控制系统的发展都是基于单个换热站控制的 需要，没有涉及热网上多个换热站之间的负荷均衡和相互影响。 集中供热管网伴随着城市的扩张随之扩大以后，热力负荷均衡和水力平衡对热网运行集中监控 系统的要求越来越迫切。第一个阶段是出现了能够监测各个换热站热工参数的集中监控系统，换热 站的就地控制系统中增加了数据采集和通讯功能，可以将各个换热站的一、二次网运行参数上传集 中至监控中心平台。有经验的运行人员可以凭借集中到监控平台的这些参数判断和评估热网的运行 状况，并做出相应的调控策略，通过监控平台的远程控制功能将控制策略下发给相应的二级换热站 控制系统。目前国内正在运行的大多数监控平台系统的功能处于上述水平。 由于热网运行的规律复杂，调节困难，单靠人工对大量的热网运行参数无法做出及时分析和判 断，达不到最大程度节能运行的目的。在吸收现有集中供热监控平台成功经验的基础上，建立了热 网负荷均衡和水力平衡的计算模型，利用先进的信息化和物联网技术，开发了基于全网平衡的智慧 热网监控及信息化平台。 2. 智慧热网监控及信息化平台系统构成 集中供热系统主要由热源、管网、二级换热站、用户四个主要要素组成。热网监控信息平台的 任务和目标就是针对上述四个要素的运行特性，通过合适的硬件设备和控制策略完成从热源到用户 的热能分配、水力分配过程，以保证供热效果、释放供热潜力、提高供热效益。 为满足用户不同层次和功能要求的供热生产服务需求，本系统分三个层面——换热站就地智能 控制系统(下层)、热网运行集中监控及调度系统(中层)、供热企业管理信息化系统(上层)，为用户提 张冠敏 1973 年生，博士 教授 E-mail:zhgm@sdu.edu.cn 供将集中供热四个要素实现自动化、网络化、智能化、信息化的整体解决方案。 2.1 换热站就地自动控制系统 “换热站自动控制系统”是为满足换热站独立运行自动化、智能化设计的软、硬件系统，以自 动控制、节能调节、无人值守为目标，用户可结合自身情况，根据需求和投资规模选择其中的全部 或部分功能模块。 表1 换热站就地自动控制系统功能模块 序号 功能模块名称 主要功能和作用 1、换热站总电源配电及开关； 主电源开关及无功功 1 2、换热站用电负载无功功率补偿； 率补偿模块 3、换热站耗电计量、电压电流监测。 1、循环泵、补水泵启停控制、运行状态及故障反馈； 水泵动力配电及控制 2 2、循环泵变频调速，二次循环压差、温差控制； 模块 3、补水泵定压控制。 1、换热站进出口及站内压力、温度、水箱水位等运行参数采集； 换热站运行参数及设 3