一、解决方案简介

建设基于大数据、云平台、人工智能技术的智慧热网平台，建立供热信息化、智能化指挥调度中心，形成“用户——二次网——热力站——一次网——热源”五级联动的系统，对供热系统进行数据分析、节能诊断、优化运行、能耗定额管理、指挥调度，实现“生产系统、收费系统、客服系统”的数据互联互通，促进供热系统的精细化节能运行，最大限度挖掘节能潜力，提高供热管理效率。最终达到供暖企业节能高效，用暖用户满意舒心的双赢。

二、方案核心内容

智慧热网平台包括：全网基础信息管理、全网数据采集和监视、全网热负荷预测、一网在线水力计算、入户调节控制、二网平衡调控系统、典型室温监测系统、智慧热力站、故障诊断及预警、换热站智能安防系统、应急管理、收费管理、设备管理、安全管理、经济分析测算、手机APP功能、一网动态平衡系统等模块。

（一）应用架构

在应用支撑平台方面，基于面向服务架构理念，搭建技术架构，提升流程管理能力、服务集成能力以及数据管理能力。

系统架构图

基础平台层：包括基础网络、基础操作系统、各种管理工具及安全保障工具。

数据中心层：物理环境采取租用公有云，使用公有云提供的安全保障服务；软件系统包括实时数据中心和关系数据中心，相关数据接口服务。

业务应用层：为各应用功能模块。

展示层：根据业务场景，对各种数据进行加工展示。实现多场景的数据应用展现。

（二）物理架构

可在基于公有云或私有云的方式进行系统部署。通过云到端数据通讯专线实现数据的采集与展示。

热力站采用VPN专线方式，楼栋口使用4G或NB-LOT无线通讯方式，使用专网进行数据传输；热力站到云端申请带宽专线进行数据接入。室温传输采用NB-LOT协议，无线和有线结合的专用网络从传输层面保障了数据的安全。

为了进一步加强数据安全，通过安全通讯网关实现数据的加密传输，同时对网关身份进行安全认证，防止恶意的入侵及数据的篡改。安全网关采用国密算法，使用芯片加密。

三、优势及亮点

1、基于GIS地图的平衡调控

建立GIS地理信息管理系统，实现供热系统平面地图全景展示功能，可显示运行参数、异常报警提示（包括：不利点、超温、超压）等信息，支持色卡方式显示工况信息。建立用户室内温度实时监测系统，并可在GIS地图上显示室温区域，以颜色梯度分析区域的供热效果，形成热力图展示。

具备热力站及管网设备的查询功能，显示热源、热力站、阀门井、管网重要节点并定位。具有热力站精确和模糊搜索功能，且可对搜索到的能源站进行定位。点击相应组件后显示热源、热力站、小区、楼栋、用户等相关信息。

2、全网热负荷预测系统

基于未来五天天气预报（辐射、照度、气温、湿度、风速、风向、体感温度等）、时间尺度、用热特性、历史数据以及热惰性、供热延迟性等数据因子，建立自学习的全网热负荷预测系统。

负荷预测，根据各热力站的建筑类型，支持大批量导入全网热力站、楼栋的历史天气工况下热力站的运行数据，采用机器学习算法，训练生成各个热力站的供热负荷模型，发挥历史工况运行数据的价值，在综合工业蒸汽用户、非自管站采暖用户和公司终端采暖用户供热负荷模型基础上，建立全网负荷预测模型，指导不同工况条件下的热源负荷生产。其主要功能模块有热力站负荷预测模型，数据统计分析模块，人为修正功能。

3、一网在线水力计算

基于现有一次管网监测参数及设备，建立蒸汽供热在线水力动态模型，实现在线水力计算并支持软测量，达成压力温度流量、压降温降网损。在线水力计算的目标是给出热网解列优化方案或热网运行方案，找到最不利回路、最大压差点、最大温差点，为供热调度提供依据，为一网平衡和管网优化提供支撑，实现能源安全、经济、高效利用，运行方案需要综合考虑热网安全性、达成新的水力平衡的效率、经济性等因素。

4、“源—网—站—户”全闭环智慧供热

建设覆盖“源—网—站—户”的“工业互联网+智慧热网”全闭环系统，实现“生产系统、收费系统、客服系统”的数据互联互通，对供热系统进行数据分析、节能诊断、优化运行、能耗分析、指挥调度、经济成本动态测算分析，并可根据分析结果对换热站和户端实现自动调控，促进供热系统的精细化节能运行，最大限度挖掘节能潜力。

建设全网热负荷预测、在线水力平衡、费阀联动、智能安防等智能应用，实现供热计量智能化、系统调控自动化、住户用热自主化、政府监管科学化，实现“双碳”目标下能源供给企业的数字化转型。

5、利用DCS组建智慧热力站

智慧热力站通过建立热力站数字模型，一站一曲线，实现按需精准供热，并以此推导二网供需态势，具备自感知、自分析、自诊断、自优化、自调节、自适应、自学习，实现泵、阀联调联控，打造一站一优化、闭环控制功能，下达调解指令到热力站智能DCS控制系统，在保证按需供热条件下，不断优化泵站运行性能，降低运行成本。

基于DCS组建的智慧热力站，技术成熟，稳定可靠，可持续为用户提供调控服务。

6、实现收费系统与二网户阀调控联动

根据热用户的缴费情况，实现费阀联动，根据缴费状态，对户阀进行自动开关调控，避免了维护人员大批量手动开关阀的困扰，只需要对特殊情况进行人工干预，大大减轻了现场工作人员的劳动强度。

典型应用及案例

京能东风（十堰）能源发展有限公司智慧热网系统