智慧供热引领供热行业发展新方向

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智慧供热 引领供热行业发展新方向
智 慧 供 热 是 提 升 供 热 质 量、实 现 节能 降 耗 减 排 的 重 要途 径。在 供 热 企 业 积 极 探 索 前 行 下，我 国 智 慧 供 热 已 经 取 得 明 显 成 效 。智 慧 供 热 要 取 得进 一 步发 展，还需要 破除现存的、在推进过程中 出 现 的 新 老 问 题；需 要 企 业 勇于 开 拓， 善 于实 践；需 要 政 府 更 有 效 地 政 策 环 境 支 持。本刊 记 者采 访了北 京 热 力 集 团 研 发中心副主任、高级 工程 师李 仲 博，智 慧供热技术服务公司河北工大科雅能源 科 技有限 公司教 授、董 事长齐承英，北 京硕人时代科技股份有限公司市场总监 何 乐，深 入了解 企 业 在 智 慧 供 热 方 面 卓 有成 效 的 实 践，为 供 热 行业 发 展 探 明 路 径、找到方向、积累经验。齐承英表示， 从城市供热系统的发展趋势和要求看， 无论是发展多热源联网的大型城市供热 系 统，还 是 发 展 清 洁 能 源 分 布 式供 热 系 统，人工经验管理、粗放调节的模式，都 不适 应 发 展 要求。推 进 智 慧供 热 有 重 要 实 际 应 用 价 值，也 是 供 热 行业 发 展 的 必 然方向。
记者：需要哪些方面的支持？有什么建议？ 齐承 英：城 市供 热 系 统 是 重 要 的 城 市 基 础 设 施，是涉及民 生服 务的重要发面，运营模 式是 政 府 部 门 授权“ 特 许经 营 ”，因 此 行业 发 展需要 政 府相 关 政 策 的 支 持，智 慧 供 热 的 发 展 也 应 该 是由 政 府主 管 部门进行区域发展的顶层设计、政策促进，才能获得 更快、更 好地 发 展，才 能 避 免 走 弯路、避 免 重 复 建 设 的浪费。 李 仲 博：在 这 里 主要 对 政 府 提 四 方 面 的 建 议 。 一是建议政府将智慧供热建设纳入老旧小区综合整 治 范 围内。二是 建 议 政 府 继 续 加 大可 再生 能 源 供 热 的 政 策 支 持力度，推 进 多能 耦 合、低 碳 供 热。三 是 建 议 政 府尽快 理 顺 热 和 电 之 间 的 关 系，让 供 热 企 业 能 享受到电能供热的各项鼓励政策，改善空气源、热泵 供 热 和 绿 电储 热 技 术 的 技 术 经 济 性，并 建 立 综 合 控 制策略智能化调控平台，真正实现热、电协同响应。 四 是 建 议 政 府 建 立 相 关 机 制，推 进 统 一 的 集 中 供 热
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记 者：请 结 合 集 中 供 热 谈 谈 该 如 何 保 障 清 洁 供 热的效果并实现精准供热？
何乐：供热是基本的民生工程，让老百姓温暖过 冬是党和政府关心和极力保证的重要目标。在全民努 力 进 入 小康 社 会 的 背 景下，2 0 2 0 年 的 疫 情 和 持 续 的 低温凸显了室内环境的重要性，也给热力公司提出了 新的挑战。在满足老百姓的用热要求的同时实现能源 的 节约，而 利 用先 进 的自动 化、智 慧化 手段 实 现 精 准 供热已经成为行业的共识。
记者：在具体项目中智慧供热的效果如何？ 李 仲 博：北 京 热 力 集 团 承 担了国 家 科 技 部 国 家 重点研发计 划项目《基于大 数据的北方城镇按需供 热 精准 调 控 技 术研 究 与 示 范》，在 供 暖 面 积 约13 . 5万 平方米 的 顶 秀 金石小区做了示 范 项目。改 造 前这个小 区的平均室温低于20℃的占11. 3%，高于24℃的占 52 .1%，室内冷热不均现象明显，尤其是热力站近端 与远 端的 楼内室温 差 别明显，用户自主调节室内温 度时容易导致 楼内水力失 衡，调控 难 度 大。改 造后 2019～2020年采暖季与2018～2019年采暖季相比， 室 温 均 衡度 提 升 5 3 . 4%，室 温 控 制 精 度由±4℃ 将 至 ±1℃，工单 投 诉 量 降 3 1%，热 单 耗 降 8 %，电 单 耗 降 2按需精准供热，关键 指标 达到了国际先进 水平，核心技术经吸收消化实 现了自主可控。二是在国内供热行业首次应用北斗定 位 技 术，从 工程 建 设 开 始，利 用北 斗定位 实 现 城 市供 热管网关键信息全程可追可溯，实现供热基础设施数 字 化、可 视 化，提 升 安 全 保 障 度，助 力 北 京智 慧 城 市 建设。三是利用机器人、物联网技术逐步推进城市热 网 态 势 感 知 建 设，研发了管 沟 巡 检 机 器人、引 入了无 人机 进 行 地下管 网 巡 检，结 合 物 联 网 温 度、湿 度传感 器、内置光纤监测保温管新等产品，逐步增加城市热 网中 的“ 眼 睛 ”，让 地 下 管 网 运 行 状 态 更 可 感 知，巡 检运行更便捷。四是建设了城市热网智能调度运行体 系。北京热力拥有国内领先的亿平米级别城市热网智 能 调 度 系 统 。通 过 项目运 行，实 现合 理 利 用能 源，降 低 供 热 成 本；建 立供 热 保 障 响 应 机 制 和 热、电、气 的 联调机制，加强供热管网的应急保障能力；制定热计 量方式下城市热网的精细化调节和运行策略；通过信 息技术和通讯手段，建立可靠的热网智能调度体系， 保障多热源大型供热系统优化调度管理。
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供热质量是对智慧供热最好的肯定
全面实现智慧供热尚存多方待解困难
记者：一枝独秀不是春，百花齐放春满园。除北 京外，请谈谈智慧供热在其他地区的建设及成效。
齐承 英：工 大 科雅 承 担 的 唐 山曹 妃 甸 热 力 智 慧 供 热 升 级 改 造项目，于2 019～2 0 2 0 年供 暖 季 投 入 运 行，采 用 国 内 领 先 的 工 大 科雅 智 慧 供 热 全 面 解 决 方 案，完成了全部热力站自控系统升级改造，运用大数 据分析和机器学习算法，基于热用户舒适室温为目标 的反馈调控策略，对热源、热力站以及热网进行自动 优化控制，实现显著节能效果。实测数据分析表明， 2019～2020年采暖季与2018～2019年采暖季相比， 在供热面积增加10. 8%、因疫情导致供热延长31天 的情况下，曹妃甸热力全网耗热量整体下降了7.9%， 节省热量超过6.3万吉焦，折算节约标煤2100余吨， 二氧化碳减排量超过5300吨，二氧化硫减排量约43 吨，烟 尘 减 排 量 约 2 2 吨 。2 0 2 0 年 曹 妃 甸 热 力及 政 府 主 管 部 门 采 纳了我公司 制 作 的《曹 妃 甸 热 力 供 热 运 行报告》中提出的建议，进一步实施了二级网智能平 衡改造并建设了曹妃甸区域的智慧供热监管平台，与 唐山市城市级供热智能监管平台实现数据共享，并上 传至 河 北 省 升 级 供 热 智 能 监 管 平台，形 成“ 省-市区- 企 业 ”四 级 联 动、三 级 监管、企 业 智 能 优 化 调 控 的供热信息化、智能化管控体系，成为供热行业技术 升级的示范项目。
技术是大力推进智慧供热的强力保障
记者：在智慧供热方面都采用了哪些技术？ 李 仲 博：北 京 热 力 集 团 总供 热 面 积 5 . 0 6 亿 平方 米。其中北 京 市域 内 供 热面 积 约 3 . 3 7亿 平方米，约占 北 京供 热面 积 3 7%；京 外 供 热面 积1 . 6 8 亿 平方米，包 括山西大同、河北廊坊、涿州、湖北潜江、内蒙古乌兰 察 布、吉 林 抚 松 等，因 此 在智 慧供 热 领 域 进行了四点 实践。一是自主研发和推广了二次系统按需精准供热 技术解决了用户侧供热不均衡、响应速率慢的问题，
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运 行 管 控、客 服 平台，在 供 热 行 业 进 行 复 制 推 广，整 合 资源，避 免 重 复性 投 资，发 挥规 模 效 益，推 进 整 体 水平提升。
抓住智慧供热发展机遇企业大有可为
记者：全面推进智慧供热企业该如何行动？ 齐承 英：供 热 企 业目前分 地 区 而 治、天 然 垄 断 的 发展模式在政府基于清洁供热和供热保障能力考虑 下会 进行 供 热 特 许 经 营 政 策 调 整；具备 技 术、人 员、 成本、资金等优势的企业会快速发展，形成跨区域的 热力集团；在清洁供热能源成本上升的压力下，供热 系 统 运 行 管 理 方 式 将由“经 验 调 节、看 天 烧 火、劳 动 密集”向“信息化、数据化、智能化”发展。因此，供热 企业要抓住时机和机遇，全面升级改造的顶层设计、 整体规划、分步实施，切忌孤立地建设某个阶段的信 息化、自动化系统，形成信息孤岛，应统筹规划、统一 设 计 智 慧供 热 监 控 软件 平台。软件 平台应覆 盖“ 源、 网、站、荷、储 ”，内置 大 数 据 回 归 分析 和 人 工智 能 专 家 系 统，热 力 站自控 系 统、二 级 网智 能 平 衡 系 统、热
记者：从具体操作层面该如何推进智慧供热？ 李 仲 博：推 进 智 慧 供 热 要 针 对传 统 供 热 方 式 存 在的问题采取措施。首先要明确传统供热的弊端。中 国北方城市集中供热系统 规模庞大，设备设施状况 复杂， 主要有两大难点问题，一是供暖系统的结构 设 计不合 理、热 力水 力工况 不 平 衡，造 成 用户室温偏 差 大；二是 热 能 生 产、传 输、转 换、使 用过程 中，多层 级（热源侧、一次网、二次网等）热惰性、调控不到位 导 致 的 供 需 间 在 调 控与 响 应 上 的 不 满 足。因 此,推 进 智慧供热就是要解决传统供热中存在的问题。
记者：全面实现慧供热还存在哪些困难？ 李仲博：主要存在两方面困难。一是能源大数据 互联互通有待提升。热力企业的数据架构较为复杂， 涉及热源、热网及千家万户的热用户，及生产、销售、 服 务 各方 面。目前 对 内 还 存 在 着 北 京 热 力 各 子系 统 间数据交换、数据维度、数据异构等现象；对外与规 划、住 建、环保 等 政 府 部门，水、电、气等 其它 行业都 存 在 基 础 信息 共享 交 互 的 难 题。二是 智 慧 供 热 投 资 较大。北方城镇供热是带福利色彩的市政公用事业， 企业利润率很低，而智慧供热的各类设备硬件、软件 系 统 建 设 需 要 大 量 投 资。目前 智 慧 供 热 技 术 经 济 性 正在改善，但回收期多数都在5～8年，需要拓展融资 渠道，获得政府资金支持。
何乐：硕 人 时代 2 0 2 0 年 与承 德 热 力合 作建 立 “启 智 ”智 慧 供 热 平台，依 据“ 热 量 进 度一 致 ”的 创 新平衡理念，吸取了大数据、人工智能、物联网、专家 经 验 等 先 进 技 术，为 超 大 型 集 中 供 热 企 业 进 一 步 节 能8%以上。硕人时代致力于供热企业的智慧化转型 升 级，近两年为客户安 装了10万只 室温 采 集 器，实 时 了解 用户 供 热 情 况，结 合A I 人 工智 能 算 法 实 现 以供 热室温为目的的调控。
智慧供热是实现精准供热的重要手段
记 者：在 国 家 清 洁 供 热 政 策 要 求 下 我 国 城 市 集 中 供 热 的 发 展方向？
齐承英：在清洁供热政 策的推进要求下，城市集中供热系 统 发 展 的 趋 势 有两个方向：一 是 建 设 基 于 大 型 热电 联 产 的 城 市 供 热 系 统，目标是 建 立多 热 源 联网、长 距 离 输 送、覆 盖 全 城 市 环 形管网、清洁能源调峰的大型城市供热系统，实现“城市供热一 张 网”“多 热 源 联 网”的 城 市供 热 大 型管网；二是 发 展 基 于 中小 型 燃气锅 炉、电 热 锅 炉、热 泵等 的 分 布 式供 热 系 统，采 用优 质 清 洁 能 源 分 布 式供 热。对于多 热 源 联 网 大 型 城 市 管 网 系 统，人 工 调 节调 控 无 法 适 应 源、网 优 化 调 控 的 要求，需 要 发 展 信息化、自 动化、智能化的大型调控指挥系统，需要精准化的数据，采用基 于人工智能分析的专家系统优化调控，保障供热安全，保证运行 经济性。分布式供热系统更是需要精准供热调控，实现“精准供 热”“按需供热”，以实现最大节能效果，保障高品质清洁能源供 热的经济性。