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智慧供热总体目标和智慧供热技术发展问题

时间:2019-10-7 9:23:31   作者:iheating智慧供热   来源:iheating   评论:0
内容摘要:智慧供热是一种新型供热方式,推进智慧供热是一个长期的渐进的过程,实现供热技术、设备的创新突破,解决智慧供热中的智能算法及模型等关键理论问题..
智慧供热的核心是供热。智慧供热与传统供热的区别是智慧,是供热向高效率、高质量、精细化、低成本、人性化发展;是从传统供热系统满足用户的整体需求,向注重不同用户群体需求转变,更加关注供热服务,将服务延伸至供热建设的各个环节及全寿命周期,用最低的成本,最高的效率,最大程度满足热用户需求。智慧供热的总体目标是:用户舒适满意、系统安全可靠、能源利用高效、低碳清洁经济。
 
智慧供热各组成部分的任务及目标
 
物理设备网、信息物联网和智慧供热平台是构成智慧供热的三个物理实体。将智慧供热的总体目标分解,可得到图2所示的智慧供热各组成部分的任务及目标。

智慧供热技术论文-智慧供热系统组成
智慧供热各组成部分的任务及目标
 
1 物理设备网
 
物理设备网的任务是:不断推进供热技术进步,实现先进的供热技术与智能设备、智能传感器深度融合,构建热源可调(运行调节)可控(安全控制和锅炉的经济运行控制)、供热管网可调(水力平衡调节)可控(安全控制)、热力站可调(运行调节、水力平衡调节)可控(安全控制)、热用户可调(水力平衡调节)可控(室温控制)的新型供热系统。
 
物理设备网的目标是:供热系统可控、供热管网平衡、用户用热计量、站点无人值守。不同的供热技术构成的供热系统,其节能效果差距较大,供热节能的关键在于供热技术进步。智慧供热是用人工智能部分地代替人的劳动,提升的是人的管理水平,消除人工管理的差距和缺陷,减轻人的工作强度,其带来的节能效果有限,切不可高估智慧供热的作用。供热信息网了解到部分企业实施智慧供热后节能效果较大,是因为通过智慧供热的实施,投入了原来供热系统应该装备而由于某种原因实际没有装备的设备,将不合理的供热系统变得合理。
 
2 信息物联网
 
信息物联网的任务是:实现数据按照统一标准全面采集,统一格式完整传输,统一维度储存,统一标准对齐(各类型数据按照一定的规则在空间上排列,而不是顺序地一个接一个地排放)、高效处理,在线辨识数据质量,在线核查传感器的工作状态,对存疑的传感器进行离线检查,避免传感器带病工作。
 
信息物联网的目标是:保证数据传输稳定、获得的数据完整可靠。信息物联网和供热管网一样分布在城市的各个部位,热源的生产过程、热量的输送情况、系统调节的状态、用户的需求及控制结果都通过信息物联网连接在一起,通过智能化控制使整个供热系统运行得以优化。数据是智慧供热的基础性支撑,若传感器测量的上传数据可信度低,都将影响基于智慧供热平台的数据挖掘的结果及运行决策。
 
3 智慧供热平台
 
智慧供热平台的任务是:对数据的有效性进行确认,通过数据的预处理工作,使残缺的数据完整,将错误数据纠正、多余的数据去除,进而将所需要的数据挑选出来,并进行数据集成。保证数据的准确性、完整性、一致性、唯一性、适时性、有效性。对有效的数据,通过统计学、人工智能等方法,从海量的数据中挖掘出重要的、且有价值的信息、知识或逻辑,并用挖掘出的知识或经验(一般认为“数据挖掘”是从海量数据中挖知识,机器学习是从数据中挖经验)进行下述工作:
 
①制定系统运行智能决策方案。挖掘出某特定区域内供热负荷的特点和趋势,根据气象参数,确定下一个调度周期内的供热需求;根据系统的配置状况,制定下一个调度周期内设备的运行调节方案,优化系统的热力工况,优化控制能源转换设备和动力设备;自动评价系统的运行方案及运行效果。
 
②制定系统安全决策方案。辨识出运行系统的实际特性参数,分析系统的动态特性,评估供热系统的可靠性,快速诊断并准确预测事故原因,制定出更加合理的事故处理方案和维护管理方法,减少事故发生的次数和事故处理时间及影响范围,提高系统的安全性。
 
③提升供热企业智能管理水平。在热费管理、客服管理、用户管理、设施管理、检修管理、人才培养各个环节,实现信息系统的整合,消除信息孤岛,实现信息共享、协同发展。为供热资源优化配置、优化利用,降低供热成本,满足用户需求提供支撑。
 
智慧供热平台的目标是:系统安全,运行智能,运行费低,管理智能,服务周到,用户满意。

智慧供热总体目标和智慧供热技术发展问题


实现供热目标的途径及建议:


1 途径

 
传统供热经历了人工运行时代、自动化运行时代、信息化指导运行时代。在新一轮科技革命的浪潮中,供热运行已经起步向智慧运行时代迈进。
 
在人工运行时代,锅炉运行、阀门的开闭和水泵等设备的启停由人来操作。进入自动化运行时代,单调、重复的操作由自动化装置代替,锅炉运行、阀门的开闭、水泵等设备的启停是根据人的命令来自动启停或开闭,从而将人从部分体力劳动中解放出来,供热品质得到保障。供热信息化,是应用先进的计算机网络技术去整合供热运行管理各个部门,提供准确、有效的感知数据信息,避免操作失误和人的影响,对供热需求进行快速决策,提高供热系统的安全性和系统效率。供热的信息化和自动化,都要将运行操作合理化、标准化,在确定统一的流程的基础上,实现信息化。
 
供热系统的自动化和信息化是供热系统智能化的基础。供热系统的智能化水平可以划分为3个纵向的层级:初级智能系统、恒定智能系统和开放智能系统。智能化系统的层级及特征见图3。 

初级智能系统的特征为:具备状态感知、自动决策、即时执行3个特征。恒定智能系统的特征为:具备状态感知、实时分析、自主决策、精准执行4个特征。开放智能系统具备智能的全部特征:状态感知、实时分析、自主决策、精准执行、学习提升。供热系统智能化是一个长期奋斗目标,不是短期内能实现的,必须清醒地认识到这一点。用常规方法实现的供热任务,不应贴上智慧的标签。
 
机器学习泰斗Michael I. Jordan教授否认人类现在已经处于人工智能时代,他认为人类正处于计算机科学时代、统计时代、个性化服务和数据时代,或者手机时代、移动时代。Michael I. Jordan教授认为:过去的40  a间真正发生的是智能增强(IA),包括数据处理、数据分析、搜索引擎、自然语言翻译、推荐系统等,其实都是智能增强(IA),而不是人工智能(AI)。
 
目前我国供热系统的实际水平是信息化不完善,少部分系统实现了自动化,一些标称实现智慧供热的系统,距上述分析的智慧供热应完成的任务和目标相差甚远;距智慧供热系统应具备的自感知、自分析、自诊断、自决策、自学习的能力相差甚远,供热系统所达到的智力离初级的智能要求相差很大。
 
2 建议
 
智慧供热目标是靠智慧供热必须完成的任务的落实来实现的。为此建议如下:
 
①智慧供热是一种新型供热方式,智慧供热技术还很不完善,推进智慧供热是一个长期的渐进的过程,各国都在不断探索中,也都面临标准、网络、安全、人才等一系列共性问题和挑战。要紧紧抓住智慧供热带来的历史性机遇,充分利用物联网、大数据、人工智能等先进技术,瞄准智慧供热目标,推进产学研用协同创新,实现供热技术、设备的创新突破,解决智慧供热中的智能算法及模型等关键理论问题,用创新引领和推动智慧供热的水平和质量提升,形成从事推广应用各种共性使能技术(Enabling Technology,是指一项或一系列的、应用面广、具有多学科特性、为完成任务,从而实现目标的技术)和提供系统解决方案的新兴企业集群。
 
②智慧供热建设是一个循序渐进的过程,目标宏伟,不可能一蹴而就。供热企业应加强顶层设计,认清其所处的位置和拥有的实力,充分考虑技术先进性和技术经济性的平衡,理清现有条件下可能实现的目标,评估其在通往智慧供热的道路上要达到的层次。供热信息网了解到实事求是地根据供热企业的具体情况,制定出合理的智慧供热建设方案,分阶段、分层级往前推进。
 
③既有系统没有进行信息化建设的供热企业,现阶段的工作重点要先放在先进供热技术与信息化、自动化融合上,使得这些供热企业能够高质量地完成信息化和自动化的补课;已经实现信息化的供热企业,在补齐短板基础上,引进智慧供热平台。新建建筑及新建系统,要按照智慧供热的目标建设。

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该文章所属专题:供热系统

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