封朋飞
天津泰达西区热电有限公司 300462
摘要：多数供热企业供应模式以转变为自动化运行，相比于传统人工运行模式而言，工作效率更快，但是由于供热信息化、智能供热节能潜力定量化等方面尚未完全掌握，导致供热运行系统仍有待进一步完善。分布式然气供热是现今供热行业的新发展方向，如何利用智能供热构建完整的平台系统，降低供热企业运营成本，减少能源浪费的关键问题。因此，本文从分布式燃气供热发展现状进行分析，探讨智能供热系统的构建方法，以进一步优化提升分布式燃气供热系统的优化改造。
关键词：分布式燃气供热；智慧供热；优化措施
集中供热系统的供热管网逐年增加，受到城市规划、供给用户、换热站负荷等情况的影响，供热管网在不断调整变化，而设备与监控系统的自动化水平相对较低，仍依赖人工运行操作，不利于不同用户的运行工况，调节方式的耗电量大，不足之处较多，且在大型供应系统中此类弊端尤为突出[1]。近年来，随着智能供热的提出，以机电与控制等物理设备为基础，通过优化改造智能化硬件，优化供热系统的运营服务，可有效构建够热信息物联网，建立智能决策系统，为管理人员提供数据辅助支持，有效控制供热系统的运行能耗。因此，本文就分布式燃气供热中应用智慧供热的优化方案进行如下探讨。
一、分布式燃气供热现状
分布式燃气供热是以天然气作为燃料，通过冷热电三联供热等方式，实现能源的阶梯式利用，有效提升综合能源的利用率，在负荷中心就近实现能源供应，使然气实现高效利用。分布式燃气供热在我国的发展时间较短，对于然气分布式能源节能减排具有明显意义，可提高然气利用率，提升供暖效果的同时保证安全性。分布式燃气供热具有三项优势，第一具有节能环保性，在用户附件构建分布式系统，可减少能源输送过程中造成的损失，更好提升能源利用率及效益，达到环保减排的目的。第二具有灵活性，不同于以往市政集中供热，分布式燃气供热无需大量铺设主管网，使建设成本有效降低，弥补了天然气价格高的劣势[2]。第三，经济效益佳，分布式燃气供应的优势较多，可促进经济循环发展，获得较大的经济效益。分布式燃气供热项目的引入，可作为传统市政集中供热模式的补充，特别在秦岭淮河疑难的湿冷天气的人群而言，可有效解决无暖气供热的尴尬。
二、智慧供热的优势
我国供热主要以集中供热为主，虽然计算机技术、智能化技术大幅在供热供热中得到了一定普及与应用，但是供热智能化仍较少，与现今供热规模发展并不成正比。集中供热系统中信息化、智能化发展已经成为必然趋势，也成为集中供热企业的研究方向。目前，供热企业在发展智能供热方面主要从以下三方面出发，第一，信息感知化，在供热系统中安装传感器，例如温度传感器、湿度传感器，通过对温度、湿度等数据的及时获取，可对供热系统不同位置的参数信息进行准确掌握，实现重要部分运行状况的实时监控，传感技术的应用可实现对整个供热系统的准确且全面的把握。第二，设备互联化，物理设备是供热系统中的重要组成部分，物联网构建并与互联网相连接，可实现现代化网络通信，对供热系统中的海量数据进行收集、计算，实现互联共通，信息共享，数据统一分析。第三，智能化决策，获取的数据上传至统一数据平台内储存，利用智能算法、动态仿真等对供热系统中上传的海量数据进行分析，筛选出有效数据，可根据数据变化，对供热系统的负荷值进行预测，同时也可根据指标变化情况完成故障诊断、运行调试等目的，实现供热系统控制智能化[4]。
三、智能供热系统的构建与优化方案
智能供热系统主要包括六个子系统，从下往上依次为：第一层：能源设备层，是供热系统的基石，其中包括冷热源设备、换热机组、换热站、流体输配系统、能量计算仪表、管网平衡系统、室外气象、室内环境监测设备。第二层：能源物联网层，此层主要是负责对供热数据进行采集，将能源数据进行汇总上传；第三层：能源大数据层，主要包括智慧能源系统以及能源大数据平台；第四层：能源运营架构平台，主要是对接收到的数据进行分析，包括模型管理、测试实验平台、模型设计平台、数据可视化平台、策略管控平台；第五层：绿色运行管理层，通过平台对供热运营情况进行展示，实现自动化控制；第六层：能源服务层，控制策略上传至此层后，可传递到应用交互节点上[5]。智慧供热系统技术中不仅应用高效全预混低冷凝燃气热水锅炉等物理设备以外，更为重要的是供热自动化控制系统、智能运营分析平台两大板块，实现供热系统全数据链条，对大数据智能能源管理系统进行优化管理。
（一）供热自动化控制系统
供热站自动化控制系统主要是通过安装传感控制设备，例如温度传感器、压力传感器、湿度传感器、智慧物联网平衡阀等设备，并利用数据平台、中控平台，实现供热站系统的联动运行，为供热智慧平台提供数据依据。在大数据支持下构建网络架构，分析各产量的物理关联，构建供暖系统仿真模型，测试不同策略下的长期效果与影响，了解不同设备在不同工况下的运行情况，构建功效运行区。
（二）热平衡调节系统
热平衡调节系统的构建，可优化远近用户端热力不平衡问题，同时对于楼宇单元间热力失调问题也可有效解决，实现供热系统的热力平衡。在设计过程中通过NB-iot立管热平衡采集器的设立[6]，可将立管热量数据上传至平台上，通过人工智能算法，制定管网热力平衡调节的有效控制策略，通过增加静态线平衡阀，调整静态线平衡阀门，有效实现管网热力平衡，使用户舒适度大幅提升，使能源消耗有效降低。
（三）末端优化方案
将室内温度达到用户满意温度是智能功能的主要目的。通过增添关键户型的温度采集器，可及时对室内温度数据进行获取，并以此作为供热服务质量的目标值。通过采集系统与物联网技术结合，可为供热运营方案提供科学依据，更好提升服务质量。
（四）智能运营分析平台
以机电与控制系统作为基础，将供热系统全部数据进行采集，获取后上传至数据平台内，利用大数据分析、人工智能算法，制定管网热力平衡控制策略、负荷相应运行策略，保证供热稳定运行的同时，减少能源消耗，优化热源效率，实现管网热力平衡。负荷响应运行策略主要是通过对室外气象预测算法、供热系统容积预测算法、热效率优化算法的应用，计算出热量输入到用户所需的时间，加上室外气象的影响，有效调节运输热量值，避免过多能源浪费的同时，保证室内温度始终保持在平均温度，提升用户对供热的满意度。
结束语
综上所述，分布式燃气供应中以智能运营平台作为核心，通过对智能化硬件的改造，连接智能化平台系统，构建供热自动化控制系统，可实现智能化供热，减少能量耗损的同时，实现恒温供热的目标。
参考文献：
[1]张尹路、李文甲、康利改.智慧供热在分布式燃气供热中的应用与优化提升[J].华电技术,2020,340(11):20-26.
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[3]邓晨成,黄庆祥, 张紫丹.电能替代供冷供热技术与燃气分布式能源的技术经济性对比分析[J].工业加热,2020,274(02):70-74.
[4]赖建波,李建勋, 马鸿敬,等.天然气分布式能源在门站的应用[J].煤气与热力,2020,339(03):31-37+95-96.
[5]杨承,王平,刘换新,等.分布式燃气-蒸汽联合循环供能系统热经济性分析[J].中国电机工程学报, 2019, 39(18).
[6]刘惠萍,宋天琦.从天然气分布式到智慧能源的上海实践与未来[J].上海节能,2019,000(009):727-732.