摘要：纺织印染行业是我国国民经济的传统支柱产业，其工业生产过程中不可或缺的生产要素是稳定高质量的蒸汽供应。因此，蒸汽管网的安全稳定运行是工业园区高效生产的前提条件。为保障蒸汽管网安全稳定运行，浙能绍兴滨海热电将工业互联网、数字孪生模型、大数据分析、云计算、人工智能等前沿技术嵌入到智慧供热生产管理与运行调度平台，为工业园区热网管理提供安全、高效、便捷的解决方案。
关键词：大数据；集中供热；热网优化运行；热网供热
绍兴滨海工业区是亚太地区最大印染纺织行业集散地，也是浙江省首个创建省级生态工业示范园区的开发区。目前该工业区内60余家印染企业的用热需求3000t/h左右，其中2400t/h由滨海热电承担，是该区块最大的热源点。滨海热电的供热区域约48km2，供热半径约6km，蒸汽管网长达64.4km，是浙江省最大的热电联产企业，也是近几年浙江省年度供热量最大的企业。目前在绍兴滨海工业区供热管网已形成“多源环网”的供热格局。
随着经济发展对供热质量和要求的不断提高，滨海热电面临的生产任务艰巨，迫切需要采用现代化的生产管理技术和模式，以适应集中供热的未来发展要求，应对热网运行安全、节能降耗方面的更多挑战。
2019年6月，浙江浙能绍兴滨海热电有限责任公司进行智慧供热产品部署，截至12月底部分功能已进入试运行阶段，在滨海热电蒸汽管道改扩建科学规划与停汽暖管期间保障供热安全发挥了重要作用，主要体现在以下两点：
01模型可以仿真分析科学制定热网改扩建方案针对供热管网某局部低压的问题，通过部署系统建模分析软件，直击问题关键所在，提出了扩建成环运行以提升末端压力的解决方案。在智慧能源平台的建议下，滨海热电于年前完成热网扩建施工，并于2020年初开始采取成环运行的供热模式，达到了预期效果，成功解决了滨海热电蒸汽热网的局部低压问题，为全网平稳高效运行提供了保障；
02全网数据可视化及实时报警保障管网运行安全
智慧能源平台通过多工况运行预测分析，在热网关键位置新增物联感知设备，实现全网数据可视化及实时报警功能，管理人员可清晰的看到复杂管路中的蒸汽参数及流动方向，更全面的了解蒸汽的运行情况，成功解决了暖管期间管道位移过大脱离支墩等困扰业主方多年的技术难题，为滨海蒸汽管网的安全运行保驾护航；
1智慧供热生产管理与运行调度平台的功能
1.1 供热系统离线仿真分析
通过建立管网结构机理模型，可以根据历史经验数据实现全网蒸汽流动状态、用户处蒸汽参数的离线模拟仿真计算，还能根据系统仿真结果指导热网运行方案分析、扩建改建方案分析。
系统功能：
1.1.1系统基于GIS地理空间信息建立蒸汽供热管网仿真分析模型，通过图形组态方式建立热源、管网、热用户的拓扑连接逻辑关系，具体描述热源、管道、弯头、三通、阀门、补偿器、热用户的空间位置信息及设备结构参数信息，建立设备档案，以利于设备维护。
1.1.4系统基于所建仿真模型，实现在给定热源参数及各热用户热流量、温度及压力已知参数条件下的机理仿真计算，获得供热管网各处的理论流量、流速、温度、压力参数分布情况提供给技术人员分析 。
1.1.5系统可结合管网图形模型展示仿真计算参数，手动查看各种参数的分布状态，并支持管网用颜色渐变可视化方式展示各处温度、压力参数，让用户能更直观的看到热网运行状况。
1.1.6能够进行复杂的枝状、环状管网的仿真计算、多热源联网或解列运行的仿真计算并提出热网的优化运行方案。
1.1.7系统能够对热网的扩建改造设计进行分析，可以模拟新用户接入等改建扩建需求下的热网变化对管网及现有用户的影响，可以进行供热管网的改建、扩建、设备更换的决策分析，以及热网运行人员技术培训学习。
1.1.8除上述蒸汽系统的仿真计算，系统还可以支持未来压缩空气项目系统的机理建模及仿真计算。
1.2 供热系统运行状态监测分析
系统可集成供热系统现有SCADA、DCS、计量监测系统的关键状态参数，以及管网关键位置的新增物联感知系统设备实现对蒸汽管网的数据测量、数据传输、数据存储、数据展示，系统功能至少包括：
1.2.1采用实时数据库管理运行状态参数，能够长期可靠的存储系统运行数据，支持采集数据、接口数据与远程服务器数据库通讯，能够快速进行数据解析、存储及调用。
1.2.2基于下位所有供热管网监测设备的监测数据，采用基于WEB的B/S系统架构，结合GIS地理信息系统图集中展示供热系统实时采集的热网关键位置及热源热用户处的温度、压力、流量蒸汽状态数据，支持相关性分析、趋势性分析、工业大数据查询统计。
1.2.3系统可展示供热系统采集的包含时间序列的运行数据，并采用数据清洗、数据校验功能分析过滤无效数据。
1.2.8支持基于实时监测数据的管道位移状态分析及展示，可依据监测状态实现蒸汽管道的故障诊断及报警，提醒运行人员及时检修维护。
1.3 供热系统运行实时仿真分析
基于供热系统的仿真模型及运行状态监测分析，实现全网蒸汽流动状态、用户蒸汽参数的实时模拟仿真计算及分析，实现系统运行状态的软测量、运行安全性分析及预警、运行能耗及供热质量分析。
系统功能主要包括：
1.3.1通过与物联感知系统对接，实现供热系统的在线实时仿真，可实现按照设定周期的实时仿真计算获取各个时刻整个热网的运行状态数据。
1.3.2系统可建立供热管网的拓扑结构图，并在图中实时展示热网运行测量及仿真参数。
1.3.3系统可结合热网GIS地图发布展示热网系统各处的运行状态，具体包括：蒸汽流向、蒸汽流量、蒸汽流速、蒸汽温度、蒸汽压力、蒸汽含水率，实现设备测量与仿真软测量互补的运行状态全面软测量。
1.3.4系统可实现全网热源、热用户供热状态参数的报表展示，还可通过曲线形式展示热源热用户参数变化趋势，并直观展示热用户达标情况，对相关用户进行对比分析展示。
1.3.5系统具有蒸汽管道冷凝滞留水击的安全预警功能，并能够通过窗口GIS地图直观展示并提醒运行人员，预警方式至少包括页面闪烁警示、声音提醒、移动APP报警、短信通知。
1.3.6系统可基于监测及仿真数据，实现供热系统整体供热安全性及经济性分析，展示存在风险的管线，并基于全网的用户蒸汽品质达标情况，实现经济性分析。
1.3.7系统支持供热管网仿真理论值与实际测量值的对比展示与分析。
1.3.8系统支持实时仿真模型的定期辨识修正，利用机器学习方法，不断提高实时仿真精度。
参考文献：
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[2]贺志凯.大数据分析在热网优化运行中的应用[J].建筑工程技术与
设计，2017（33）.
[3]党永亮.大数据分析在移动通信网络优化中的应用研究[D].2015.