信息化在集中供热系统中的应用与分析

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1、信息化在集中供热系统中的应用与分析第1章绪论1.1研究的背景和意义大型集中供热企业基本都是成立时间很早的国有企业，陈旧的管理模式和落后的供热生产技术都将成为阻碍企业发展的主要原因。因此，大型集中供热企业迫切需要信息化技术应用于集中供热系统中[1]，改变历史传承下来的传统供热生产模式。采用物联网概念[2]，利用传感器采集供热参数数据[3]，利用无线远传技术[4-5]传输生产数据，利用软件程序汇总统计和挖掘数据深层价值，将集中供热系统向自动化、智能化推动发展。大型集中供热企业在每个城市都有着举足轻重的地位，在供热面积发展方面有着明显的优势，但与此同时也面临着诸多运行方面的问题，例如：供热

2、联网运行时整体管网的水力工况问题、缺乏调整供热工况经验和技术支持来满足用户供热质量[6]、由于热计量实施而导致的供热负荷波动增大问题等。因此，在多热源联网运行中如何实现优化调度，确保水力工况的稳定，进而保证供热的安全稳定运行尤为重要。利用信息化优化调度，实现能源的合理利用和供需平衡，成为保证用户安全用热前提下，实现节能降耗，降低污染的关键手段。供热企业除了对热网智能化要求之外，对智能卡控制需求也越来越迫切，因为智能卡控制可以为供热企业带来很多收益。第一，贯彻了国家相关政策,推进供热企业节能减排和供热按热量计量收费工作，促进用户行为节能[7-8]。第二，实现用户自主用热，通过刷卡用热，

3、根据计量热量和生活热水使用吨数自动扣除相应费用，既提高了供热服务质量，又通过预付费手段解决了企业收缴热费困难的局面，还可为供热企业创造可观的沉淀资金。第三，有利于供热企业实现绿色低碳智能化、数字化、信息化、精细化供热，提高了企业对公建和居住建筑供热运行效率、能耗管理、收费管理、用户管理。..1.2历史及现状目前，国内对信息化热网调度体系领域的研究仅仅是针对局部组成或应用系统的，尚没有形成对整个智能化热网调度体系的研究成果或解决方案；国外虽然有更为全面一些的研究成果，但并不完全适用于我国集中供热的实际情况[10]。因此，本论文讨论内容具有较好的先进性和创新性，相关成果将体现出良好的借鉴

4、与推广价值。在供热行业中，欧洲国家在集中供热领域有着技术管理领先地位，尤其是北欧国家，从五十年代开始大力发展集中供热，并且供热技术及供热相关设备制造一直保持着先进性。丹麦政府在30多年前就提出供热节能，丹麦最大的供热设备厂商丹佛斯一直致力于先进的供热控制器件的研究，目前，丹佛斯公司生产的恒温自动控制器在供热节能领域起着不可或缺的作用，丹麦供热能耗在过去30年已经降低50%，利用原来一半的能源即可满足供热要求。2012年，法国施耐德电气公司提出集中供热低碳节能的智能化能源管理方案，建设区域供热能源管理体系，利用先进的热网模拟平台，有效的改善热网设计与运行，可以直接访问SCADA数据库，

5、实时提取热网运行参数，在线分析，提供热网运行优化策略，自动判断热网在运行过程中的缺陷，并提供有效的改进措施。通过全网参数分析，优化热网能耗及水利平衡。第2章智能热卡控制的应用与研究2.1智能卡控制分类智能卡控制可分为三类：热力站智能卡控制、生活热水智能卡控制和居民热计量智能卡控制。根据用户性质不同，智能卡用热计量装置技术的应用涉及三种设备和一个系统：公建热力站智能卡用热控制终端、智能卡生活热水表、居民通段时间面积法用热控制装置和智能卡运行管理系统。智能卡生活热水表的图片，此种水表有原来机械水表的指针读数功能，也具有电子屏读数功能，实现了智能卡刷卡开阀，并且可以记录用户详细的用水情况，

6、在最上层还有为了保护智能水表设置的保护盖，减少磕碰、潮湿滴漏对智能水表的损害。智能卡生活热水表要求必须采用非接触式CPU卡，因为水表放置环境差异大，可能是潮湿恶劣环境，接触式芯片卡可能造成接触不良，导致水表无法正常工作。同时还要求使用防脱磁制式热水表，并采用锂电池供电，电池使用寿命不能少于6年。.2.2公建热力站智能卡控制第一层为控制终端层（图中红圈部分），智能卡用热装置终端机位于热力站内，是整个智能卡用热装置的现场控制器，负责根据用户的缴费情况来控制实际的供热量。智能卡用热装置终端机通过智能卡和显示屏与用户进行交互，通过无线通信与数据中心进行交互，通过控制器与现场设备进行交互，通过

7、标准RS485接口和MODBUSRTU协议与热力站内其它监控系统进行交互。第二层为后台管理层，包括制卡中心、发卡中心、数据中心等后台管理系统。后台管理层负责向用户发卡，并对IC卡进行充值、查询、真伪检验，且负责将卡内信息发送至远程数据中心的服务器并进行数据管理和应用。智能卡用热装置终端具体分为硬件部分和软件部分，硬件部分包括控制器、显示器、ups电源、控制箱、智能IC卡控制电路、热表转换模块、DTU通讯单元及外围设备如电动关断阀等；软件部分基于用户需求对控