首页> 教育培训 >专家视点 >文章详情

周宏春:清洁供热产业系列讨论之十三:如何将智慧供热系统做好

发布者:CHIC | 日期:2020-09-07 | 来源:宏春观察 | 阅读:1299

清洁供热产业,发端于环境保护,发端于绿色发展;智慧供热是清洁供热产业的新业态。讨论智慧供热并非题外话。

智慧供暖,是清洁供热产业圈内很热的一个话题;但如果要问什么是智慧供暖,可能不同的人有不同的答案:有人会讲一大堆不同能源之间的搭配,有人会讲一系列的网络,有人会讲一大堆的系统知识,这些都是对的。

问题在于:怎么样用简单的一句话,或几十个字把智慧供暖说清楚,这就要考验人的抽象和概括能力了。

谁有这种本事啊?我就想听听看怎么讲!

既然难以用一句话说出来,就先耐着性子多写一些。

一、多能互补是基础

“多能互补”,是指在确定清洁供热方式或方案时,将可以获得的能源集成起来,以保证清洁供暖的不间断或需要供暖的时候必须能供得出。

具体而言,统筹电力、热力、天然气等能源作为热源,采取有力有效调峰调频措施,将热力系统与储热技术结合起来,利用谷电蓄热以消减高峰期用电量,消纳风电、太阳能以减少弃风弃光,将独立能源作为热源的统筹集成为多能互补、协同集成的能源系统(一般在大的显示屏上展示)。

能源互联网,是实现多能互补的重要途径和平台。换句话说,能源互联网是一种互联网与能源生产、传输、存储、消费及能源市场深度融合的能源产业发展新业态,是一种能源物理与信息互联高度融合的系统,如下图所示。

图 能源产业新业态—能源互联网

由于太阳能、风能等可再生能源具有能量强度较低、不连续、不稳定(易受环境温度影响)等特点,为提高供热可靠性,需采用多种能源互补的形式。例如,地热能+太阳能+高效热泵等,在供应热量的同时,还能解决生活热水及部分冷气供应的需求;而且,不同的可再生能源之间搭配,还可以弥补彼此的不足,提高系统的经济性及适应性。

可再生能源供热系统,通常还要匹配一定保证时间的辅助供热措施,如蓄热、或空气源热泵、燃气锅炉等以保障供热的可靠性。通过优势互补、综合集成,能产生1+1>2的供热效果,进而实现经济效益、社会效益和环境效益有机统一。

二、智慧供热是一种管理系统

随着我国城市供热规模不断扩大,部分城市开始进行一城一网的建设,供热系统的安全性要求越来越高,原有管理模式已不能适应大规模供热系统的安全要求。

与此同时,随着供热企业管理水平、自动化水平、数据量的不断增加,为传统的供热运行调度模式变革带来了机遇。

2017年,国务院印发《新一代人工智能发展规划》,推动人工智能、大数据、物联网等信息技术发展。随着传统的集中供热模式“源—网—荷—储”全过程的动态性和复杂性显著增强,要求借助信息技术提升供热系统动态调控能力,并向“智慧供热”方向迈进。

智慧供热管理系统,应运而生。

智慧供热管理系统,由不同网络构成。

——由供热管道、供热设备、显示仪表和控制设备组成的网络,是供热物理网;

——由传感器、数据采集设备、数据传输设备等组成的网络,称为供热物联网;

——由供热物理网、供热物联网和智能决策系统组成的网络,称为智能供热网。

进行供热系统智能化管理,称之为智慧供热:

以数字化、网络化、智能化的信息技术设施为基础,以用户为目标,以舒适、高效、低碳为主要特征,以透彻感知、广泛互联、深度智能为技术特点的现代供热方式。

智慧供热的核心,是建立一个涵盖供热企业管理者、运行者、系统设计者、建造者及热用户的全新供热方式。

智慧供热系统的实施,对不同企业有不同要求。

智慧供热,运用多样化的信息平台及技术,连通“热源—管网—热站—管线—用户”、“政府—企业—消费者”、“设计者—建设者—运营者—使用者”等多维度、各方面的信息,支撑智慧生产管理和运营决策等的实现。

智慧供热管理系统,以信息系统与物理系统的深度融合为技术路径,运用物联网、建模仿真、大数据、人工智能等数据、信息技术分析、优化配置系统中的各类资源,构建具有自感知、自分析、自诊断、自优化、自调节、自适应特征的新一代供热生产和消费系统。

智慧供热管理系统,可以覆盖一幢楼、一个小区、一个城市。

智慧供热将全面提升一个供热工程的安全性、可靠性、灵活性、舒适性。

智慧供热特征有:

①利用传感器感知供热信息(即感知化,Perceptualization)。通过传感技术顺利获取热源、管网及热用户的主要信息,对供热设备及管网关键部件运行状态实时监测,实现对供热系统的全面感知;

②信息互联互通(即互联化,Interconnected),来自于供热物理网的海量数据通过现代通信方式,实现互联互通。系统信息资源可以共享,数据可以统一分析;

③实现智能决策、智能控制(即智能化,Intelligent)。对海量数据进行有效挖掘,对各种需求做出智能快速响应,为供热企业提供高效的管理手段,通过提高系统的整体运行效率,在保证热用户舒适的前提下,通过实现供热系统的最佳运行状态来降低运行费用;

④智慧供热由供热企业、系统集成企业及设备制造企业共同实现。供热企业承担着供热物理网的建设,系统集成企业承担供热物联网的建设及智能决策支持系统的建立,设备制造企业承担着智能设备的研发及制造。

三、智慧供热管理系统的进一步分析

调研中发现,实践中有些多能互补变成了技术堆砌,没有收到应有效果,因为没有很好地进行系统性集成,没有进行精细化设计、建造和运维管理。

事实上,对于一个智慧供热管理系统而言,接入的能源品种越多,系统优化和管理的技术含量越高;

热用户越多,满足用户多元化需求的技术含量越高。

换言之,系统的输入、输出量越大,对系统的稳定性要求就越高。

智慧供热系统的控制变量较多,如以能效(节能)、环保、安全、经济等指标,均可以控制或优化系统的能源(热源)、管网、乃至维护人员等资源配置。

以不同指标进行控制的结果是不同的,并表现在系统显示的结构和资源配置不同。

尽管如此,在进行一个地区或一个城市的智慧供热系统构建时,应当体现几个原则:

一是系统构建必须以当地的一切可以利用的热源、管网等资源为基础;

二是将现有的“废热”使用起来,“变废为宝”;

三是基于硬件的使用寿命、软件的技术更新,应给经济性较高的优先序;

四是智慧系统要经过运行、检验并加以调整,以获得最佳的优化效果。

当下,智慧供热系统,圈内几乎人人会说,但仍希望起到最优配置资源的作用,以尽可能少的能源消耗、尽可能少的污染物和二氧化碳排放,以可以承受的成本,满足用户多元化的热需求!

简言之,智慧供热是将能源输入端和热用户集成在一个系统里,通过系统优化达到供需的相对平衡,并实现以最优的热源供给满足用户的需求,同时实现节能减排、降低二氧化碳等协同目标。

这也是清洁供热产业可持续发展的前提和必然选择!




CHIC官方微信

扫码关注公众号