智能供热系统建设解决方案2024

12023年21.智慧供热系统建设的方向 5 5 51.3智慧供热系统建设目标 6 7 82.1从自动化向智能化迈进 8 2.2.1全网调节策略 2.2.2供热节能运行三步法 2.2.5流量限制条件 2.2.6热源调节 2.2.7换热站调节 2.2.8末端平衡优化调节 2.3.3末端平衡设备原理及性能指标 2.4.3生产运行(KPI)分析 2.4.4面向未来的数字化解决方案 2.5数据监控模块 2.5.1热源/环保参数实时报表 2.5.2热源历史报表 2.5.3热源历史曲线 2.5.4站点实时报表 2.5.5站点实时曲线 40 432.6.1全局总览 43 453 2.7.4室温KPI综合分析 2.7.5三耗分析图表 2.7.6能耗综合分析 2.8.1绘制与展示 2.8.2地图数据配置 2.9供热三维可视化模型模块 2.10热表计量性能评测模块 2.11智能调控模块 2.11.1室温/供温/均温控制 2.11.2全网平衡控制 2.11.3曲线自动控制 2.11.4专家策略控制 2.12.1供热智能预测 2.12.2热量负荷预测 2.12.3室温预测回归 2.12.4控制预测回归 2.13.2天气历史曲线及历史报表 2.14.1报警记录 61 2.14.4报警弹出 2.15.3热网数据多维对比 2.15.4室温异常分析 2.16.1末端平衡综合展示 2.16.2末端汇总实时及历史报表 2.16.3阀门(户阀/单元阀)控制 2.16.4室内温度图表显示 2.16.5户阀及单元阀历史数据 42.16.6室温历史报表 2.16.7任务策略控制功能 2.16.8末端阀门调控记录 692.17系统管理 2.17.1热源基础配置 2.17.2站点基础配置 2.17.6系统角色管理 2.17.7系统操作权限管理 2.19二次管网末端设备 2.19.2智能户用阀门 3.软件架构设计与技术路线 3.2系统设计原则 3.3.1PC-WEB端 51.智慧供热系统建设的方向口为100%的话，一级网热损占5%-10%,二级网热损占10%-20%。6分布式数据存储产运行数据采集系统单元调节阀集终端家782.方案措施控制系统末端平衡-主动标识的物联网设备节点现在热力站已经具备基本的自动化运行条件已经得到普及，供热人工智能控制系统：是在既新一代工业互联网、人工智能技术，针对供热“源供热智能化涵盖的内容：以满足室内温度(软件具备此功能)为目标，以9数据寻优数据寻优iDOS智能决策分析平台2.2基于工业互联网的供热人工智能控制调节策略与理论依据999末端平衡△热源负荷预测热力站智能控制预数据交互能控制(预测负荷、预测室温、预测目标值供水或均温并完成控制),根据工由式4我们可以看出，供热量Q是流量G和热时(质调节),热焓H与温度就成为单函数，也就是只调节供回水温度来调节比Qb则Qb=Q1/Q2=(tn-tw)/(tn-tw)(式5)亦即相对热负荷比等于相对的室室外温度(℃)由上图可知，当实际流量为设计流量的50%(相对流量G=0.5)时，散热量下降10%,当流量再减少时，散热量急剧减少。当实际流量为设计流量的200%(相对流量G=2)时，散热量仅增加8%。即使再增加流量，散热相对流量太大时，散热量增加的极少，当热源出口总流量稳定的情况下，如果换热站的相对流量G太大或者太小，都会造成水力或者热力失调。因此不论采用哪一种控制方式来实现换热站的自同时对于二次网循环泵若在运行中发现泵的设计参质调节+量质调节就是在一个采暖期内运行流量保持不变质调节+量调节是分阶段量调节，在供暖期内根主循环泵的运行流量。比如：100%流量(严寒期)、80%流量(中寒期)、60% (初寒期)。量调节流量时刻调整，最节电，但是调整太频繁质调节+量调节兼顾以上两种情况，既节电又易针对电厂热源和新能源热源特性，在人工智能控控制，而是采用给出控制目标的方法。基于传统的面积入天气工况、历史负荷工况及与收费系统对接的准确供候模型实时获取未来24小时和3天的天气状态结合传统预测和遗传基因算法重新构建一种更负荷热力企业工况的AI负荷预测方法，指导热源运行，同时考虑预测结果预测结果流量指导值温度指导值效正结果热源指导值各站指导值历史历史工况负荷指导热源输出风力阴晴供热极端因素12.2.7换热站调节1)全网平衡调节：以全网供回均温为目标，以面积为权重，确定不同建筑类型整网控制目标值，并可根据建筑结构特性进行修正。由稳态下的热平衡方程可以得到，散热器向房间传热应与房间向室外的传热量相同，即：q-建筑物的体积供热指标V-建筑物的外部体积tn-室内温度tw-室外温度K-散热器的传热系数F-散热器的散热面积-散热器热煤平均温度即，在稳定工况下，室温为供回水平均温度和外温的加权平均，系数由建筑物的综合传热系数与散热器的传热系数之比决定，如果在比值差不多的情况下，测各热力站的值基本上反映了该热力站所负责建筑的平均室温，如果将各个热力站的二次侧供回水平均温度调为一致，则可以近似认为采暖房间的室温是彼此均匀的。以各热力站二次网供回水平均温度彼此一致为网的调节目标，对各热力站供水阀进行调节，可以保证各热力站间的均匀供热，避免冷热不均。优点：不管是质调节还是量调节，对控制指标没有影响。即二网的流量变化不需要重新设定供回水平均温度目标值。缺点：要求建筑物的综合传热系数及散热器的传热系数大体一致，但是有的时候由于各种原因很难一致，所以导致供回水平均温度目标值不是很准确，如果供热半径过长的话，供回水平均温度的调节周期太长，容易超调或者滞后。策略实现方式：热源按照室外温度提供合适的供热量，按照供回水平均温度控制策略，可以做到均匀供热，即把热源的输出热量平均分配到各热力站。(1)二次网供回水平均温度目标值的计算：A一供热总面积，A1-1#换热站供热面积，An-n#换热站供热面积-整网二次网供回水平均温度目标值-1#换热站二次网供回水平均温度测量值-n#换热站二次网供回水平均温度测量值以上算法是通过软件自动生成的。(2)各站的二次网供回水平均温度测量值和整网二次网供回水平均温度目标值进行比较，如果在允许偏差内，则电动调节阀不动作；如果在偏差外，则电动调节阀进行自动调整。(3)电动调节阀的调整不宜频繁，一般以每次动作5%作为调节限值，根据热网面积大小不同以30分钟一1小时作为调整周期，可有效避免产生扰动。(4)一般通过调整，使各站的二次网供回水平均温度测量值趋近于整网二2)人工智能调节：以室温、供温/供回均温为目标根据负荷预测的结果及历年的运行经验，传统的出二级网供回水温度的运行曲线，并且在运行热负荷Q的实际消耗量的指导下，对曲线进行修正，根据居民室内温度(软件具备此功能)值的反馈数据进行偏差补偿，就可以拟合出一条优化的运行同在于，以平均室内温度(软件具备此功能)作为目标，由算法智能计算预测 (预测负荷、预测室温、预测控制目标值(供水温度或供回水均温))解决了3)循环泵优化调节：以最优循环水量输出为目标：对于换热站的运行最忌讳的是大流量、小温差效率很差，通过调节循环泵频率的最优结果控制二级网供回水温度在一个管网安全控制理论依据控制理论依据查询条件(已隐藏)调整周期(分·m口碧桂园一期东区曲回碧桂园一期西区门号目标值25元02.3智慧供热系统原理及性能指标小于5℃等条件)最优室温预测求解：0≤c³≤c³m控制：专家控制系统专家控制系统，主要具备如下两个功能：1.控制安全，保障控制系统不会发送危害供热安全的指令，系统具备多重限值保护(管网的超温、超压保护等，热用户的温度不达标保护等),首先可以保障系统不会下发危险指令，其次在系统检测到热网个别数据即将达到危险值时，控制安全系统会通知相关人员，并自动进入应急处理状态。除保护功能外，控制安全模块还可对复杂情况进行提示预警。控制寻优，综合预测算法机，深度学习算法给出的控制数据，结合建筑特性与供热管网热惰性的特点，根据其自动控制设备特性对自动控制目标值进行匹配，并对目标值进行权重调整，给出合理的控制参数。深度学习(CNN-卷积神经网络)卷积神经网络是近年发展起来的，并引起广泛重视的一种高效识别方法，20世纪60年代，Hubel和Wiesel在研究猫脑皮层中用于局部敏感和方向选择的神经元时发现其独特的网络结构可以有效地降低反馈神经网络的复杂性，继而提出了卷积神经网络(ConvolutionalNeuralNetworks-简称CNN)。现在，CNN已经成为众多科学领域的研究热点之一，特别是在模式分类领域，由于该网络避免了对图像的复杂前期预处理，可以直接输入原始图像，因而得到了更为广泛的应用。K.Fukushima在1980年提出的新输入参数：日期时间，室外温度(实际值，预测值),天气情况(实际值，预测值),风向(实际值，预测值),风力(实际值，预测值),室内温度(实际值，预测值),供水温度(实际值，预测值),回水温度(实际值，预测值),面积等输出参数：最优解(最小偏差)使用实际数据与预测数据矫正各层网络感知机权重XXX最优x求解偏差函数修正2.3.2智能边缘计算控制器原理及性能指标A热源侧补水变用户侧水二级节点末端平衡分析末端平衡调节热用户模块末端系统工业互联网标识解析2.4智慧供热平台核心评价能力建设在供热信息化进程中，系统被重新定义为包含不同功能特性·分析自动化·基于不同层级的指标分析·关键性能指标每日监视·原始数据追踪·技术模型线上共享M机组统计率：88.96%热量使用率：81.19%机相统计率：88.96%机组统计率：88.96%机组总量：652台机钼统计量690台机祖总量：652台机组统计量580台机组总量：652台机组境计量机组总量：652台机钼统计量580台热量使用率：81.19%热量使用事：81.19%2019-02-0711:002019-02-0711的208702/07020020902/070300aB²热电联产全网KPI全网KPI:以预算管理作为热力企业管理依据，全面监控供热生产绩效。换热机组供热三耗KPI“站点KPI”管理驾驶能些热源数据直站点数据必末罐平普A智能控制O天气信息00A03室温数据I“室温KPI”“末端平衡”末端平衡：对比末端室内温度、室外温度、末端回水温度，分析当前管网平衡状态，为平衡调节提供指导。“室温异常”室温异常分析：对比末端室内温度数据，关注过热和欠热用户，在经济运行的前提下保证供热品质。2.4.4面向未来的数字化解决方案近两年，工业4.0已经成为众多企业流行的话题，很多互联网领域的从业人员认为基于三个核心技术(大数据、云平台、物联网),工业4.0已经进入序号主要功能1热源/环保参数实时报表2热源历史报表及曲线3站点实时报表及状态4站点历史数据及曲线56热源点位配置78管理驾驶舱9能源分析模块日KPI综合分析室温KPI综合分析能耗综合分析绘制与展示地图查询机组工艺图热表计量性能评测模块热表趋势与散点分析智能调控模块室温自适应控制全网平衡控制曲线自动控制专家策略控制热网预测回归模块供热智能预测热量负荷预测室温预测回归控制预测回归气候模型天气预报综合显示天气历史曲线及历史报表安全预警模块热源报警设置报警弹出管网平衡分布热网数据多维对比室温异常分析二次网平衡控制模块阀门(户阀/单元阀)控制室内温度图表显示户阀及单元阀历史数据室温历史报表末端平衡自动调节系统管理热源基础配置登录用户管理系统角色管理系统操作权限管理系统日志管理4各热力站/换热站的温度、压力、流量、循环泵化区别实时值是否正常。可根据热网、管理单:定位本02OD在2023-03-071aO1950.9平国713350.3402620.76308无71.13240.340.2915.31247O0311427272730.40.34029305354上下72.7310.350.3218.043.07268Om445无上面下72833.10.380.31282345795321.51学用72.52980.370.331.090.1904645211上下713130.3402915.7825993991.0935.5.30.600.270.26105.921.85可动态地显示散热器及地热的一网压力及二通过设定要查询的时间点完成所有热力站/换热站 询时间范围内的温度、压力、流量、耗热、耗电、补水等曲线。同进可完成供水回水参数的显示切换。历史曲线页面主要用来查询热力站的历史数据，以曲名位8称：tn下偿M值类型是西a用就厚路电HMTI_9HMT1_93tHMT3_93HMT3_93造日0温电电南O电监O阳42022-08-1716122022-11-02电2022-05-171631212022-111202208-181625072021-02-0□旧元能四电HMR2.93mHMR2_9O□5□67□口学8口9O02.6管理驾驶舱况，并可自动计算出水/电/热的单耗和累计单耗，进行对比分析，形成的表格能耗日/月/年统计表：统计供热系统内多历年能耗对比直方图：统计分析热源或热力站的历年水、电能源消耗趋势图：以曲线图的形式表现热源或热力站的每日水、电、全网KPI报表，通过实际指标跟预算指标的对比来判断对比信息是否达标。根据右上角选择界面来指定热网区域月度指标括：热源供热量对比、热网用热量对比、热网效率对比、用电量对比、补水量 (%)、欠供数量、欠供平均室温、欠供占比(%)。水耗)、累计能耗(热耗、电耗、水耗))、机组数量详细信息。还可显示室日常6开准t开开面tg“烟草公司(无线)2.9供热三维可视化模型模块在供热系统中关键的参数有温度、压力、流量、热量等，其中热量数据是热力站运行的重要考核依据。2.10.1热表趋势与散点分析通过系统采集的热表数据组进行离散性判断，通过数据散点图的形式进行多热表多数据点的展示，利用在线数据进行的模拟校核以避免批量送检的繁控制、流量自动、热量自动，同时可切换到人工智能制、回温控制、热指标控制、均温控制”可通过柱状图(饼状图)的形式显利于智慧供热系统对大数据的深层挖掘能力，化处理、经过筛选、清洗、规约、纠偏、插值、回系统具备分析、指导供热的功能，在结合历史数据、天气数据、热用户数据、通过人工智能算法，以平均室内温度作为目标，由算法智能计算预测(预测负荷、预测室温、预测控制目标值-供水温度/供回水均温)通过控制回归分析预测精度。结合系统的控制寻优功能，综合预的控制数据，结合建筑特性与供热管网热惰性的特点，根据其自动控制成数据模型，根据数据模型确定目标值，确定偏差系数(3%),将此目标值加全网平衡调节：以全网供回均温为目标(以下简称目标值),以面积为权电动调节阀的调整不频繁动作，一般以每次动作最节限值(根据PID进行调节阀的开度控制),根据热网面积大小不同以10分钟2.12热网预测模块2.13气候模型 2.14安全预警模块02C2.15供热运行评价模块还可在地理信息中显示收费率(收费软件接口)、投诉事件(客服软件接2可以根据数据来源、换热站、支路、小区、选，对查询出的数据实现多维度的对比。支持鼠标悬停对比末端室内温度数据，关注过热和欠热用户，在2.16二次网平衡控制模块222040像084末端平衡调节平台软件具有回水温度一致法、室□机组实时数据(主要参数)、末端设备数据(单元阀、户阀、室温)。(手机APP只有查看功能，不可控制)。上行连接规格制回水温度、阀门开度为目标，通过内置M-Bus总线与智能热网平衡系统通④阀门清洗功能，在非供暖期将定期对阀门迸行清安装位置功耗静态功耗<0.5W,动作功耗G.8W(1)插座型室温采集器名称参数通讯接口产品供电静态功率测温范围负荷电流最大功率安全认证工作稳定工作湿度(2)户阀联动/移动型室温采集器此款室内温控器是一款用于控制和调节室内温度的产品，该产品和电动执行器配合实现对室温的控制。室内温控器可时钟精度无线通讯温控器供电电压3.0V(2节AA干电池或1节14505锂亚电池)3.1系统设计理念辅机设备发电机数据服务系统设计理念应用层应用层用户访问服务层3.2系统设计原则根据以上对智能决策分析系统的架构设计，在设公司行业信息化经验，对于系统的设计原则，我们归纳总结为安全性、成熟安全性原则(3)确保数据的安全性。系统中存在大量的数据，要确保用户不能够直接存取关键数据，而只能通过相关的功能模块对数据进行操作，建立完备的数据备份与灾难恢成熟性原则避免出现项目失败是在项目分析阶段所必须关注的重要环节。而平台产品、系线、操作系统平台、数据库系统、应用服务器等都遵循了这一原则。标准化原则在系统平台、技术等选型时，应符合国际标准、工别是国家、行业发布的标准和规范。使系统的减至最小，使其各自发挥自身优势。另一方面也要强上，需要尽量的直观，简洁，操作步骤不能太复Internet浏览器访问平台，开放性原则器(B/S)体系结构，随着应用水平的提高、规模的扩大和需求的增加，无须对系熟的物联网平台作为主框架，基于“平台十应用”的架构，采用“构件模式”来安装各种功能模块，所有模块的用户都由应用支对于平台这样一个涉及范围广、用户数量大的系统性能管理等多方面的要求，提供灵活易用的工理、配置管理、实时监控和详细的日志、审计可管理和易于维护的特点，能够实现各层级、各平台建设的基本意义是提高工作效率，因此系统自先进性原则当前的信息技术日新月异，如果只着眼于当前需求而忽视系统技术和体系本项目采用业界公认先进的和标准的软件技术技术先进性是保证整个系统生命周期的重要环一套庞大的系统不可能在短时间内就能开发一修改”的循环过程才能够比较好的满足用活、利于扩展的系统结构与科学合理的数据谓”信息孤岛”现象的关键。为了避免这种现象的平台的总体结构是“四个网络、两层平台、一数据支撑平台提供标准的数据交换与共享接务，数据管