信息化技術在供熱調(diào)度中的應用

田瑞杰 賈雨

【摘要】為順應信息化發(fā)展潮流，推動自動化發(fā)展進程，提高運行效率，我公司某供熱服務中心根據(jù)以往運行經(jīng)驗，針對原有系統(tǒng)薄弱點進行了較大規(guī)模的調(diào)度系統(tǒng)信息化改造。此次改造用新型信息化設備替換使用年限較長或無法滿足運行需求的原有設備，用新型工業(yè)監(jiān)視控制系統(tǒng)替換老舊監(jiān)控系統(tǒng)，大幅提高系統(tǒng)通信速度及穩(wěn)定性。此外調(diào)度系統(tǒng)內(nèi)還增加了多項實用功能，以輔助運行人員進行溯源分析等工作，提升運行管理水平，提高故障響應速度，達到利用信息化技術實現(xiàn)系統(tǒng)高效穩(wěn)定運行的目的。

【關鍵詞】信息化技術；供熱調(diào)度；應用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021. 11.094

1、項目背景

某供熱服務中心轄區(qū)內(nèi)共100余個換熱站，300余個供熱機組，原系統(tǒng)由于軟件使用版本較老只能部署在XP系統(tǒng)，組態(tài)廠家也已不再進行版本維護，同時硬件設備較為老舊，難以滿足日益增長的運算量，造成使用中頻繁出現(xiàn)停機現(xiàn)象，且無法對歷史數(shù)據(jù)進行有效壓縮存儲。

針對此情況，公司決定對調(diào)度中心的控制系統(tǒng)進行升級改造，軟件方面將原有的組態(tài)王系統(tǒng)升級為SCADA系統(tǒng)，硬件方面將原有負責采集數(shù)據(jù)的三臺計算機升級為三臺服務器（一臺負責采集數(shù)據(jù)、一臺作為冗余，一臺專用于數(shù)據(jù)庫），將信號不佳的換熱站內(nèi)DTU更新為4G全網(wǎng)通DTU。此外，考慮到信息安全情況，特新增防火墻，以消除可能影響供熱的其他外界因素。

改造后，系統(tǒng)拓撲框架由“PLC-DTU-客戶端”變?yōu)椤癙LC-DTU-防火墻-服務器（主服務器/冗余服務器/數(shù)據(jù)庫）-客戶端（主客戶端/備用客戶端）”，安全性及穩(wěn)定性大幅提升，數(shù)據(jù)存儲處理能力大大加強，為將來大數(shù)據(jù)分析及人工智能控制打下堅實基礎。圖1為調(diào)度系統(tǒng)拓撲框架。

2、信息化技術在供熱調(diào)度中的應用

2.1供熱實時數(shù)據(jù)監(jiān)控及能耗分析系統(tǒng)

供熱實時數(shù)據(jù)監(jiān)測與能耗分析系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊和能耗分析模塊。數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊是生產(chǎn)經(jīng)營人員的“眼睛”，實現(xiàn)了對不同供熱企業(yè)熱源、供熱管網(wǎng)、供熱用戶數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控與共享。在組別數(shù)據(jù)庫中，所有數(shù)據(jù)都實時存儲，將不同時段的數(shù)據(jù)繪制成曲線。在調(diào)度人員面前直觀、高效地顯示參數(shù)變化趨勢，大大提高了調(diào)度效率。該系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)分析和異常數(shù)據(jù)自動報警功能，對報警信息進行分析，并將分析結(jié)果推送到相關系統(tǒng)。在關鍵區(qū)域設置視頻監(jiān)控，以便于追蹤歷史事件。通過實時在線能耗和成本分析，能耗分析模塊可實現(xiàn)對不同工況下各級熱耗、耗水量、用電數(shù)據(jù)的在線分析，為供熱管網(wǎng)精細調(diào)控提供依據(jù)，提高集團能源管理水平。

2.2供熱調(diào)度指揮系統(tǒng)

調(diào)度指揮系統(tǒng)是供熱管網(wǎng)運行調(diào)度指揮系統(tǒng)，通過封閉過程管理，完成熱源、供熱企業(yè)調(diào)度訂單和應用訂單的循環(huán)和各級值班日志管理。為了保證調(diào)度命令的準確性，調(diào)度人員調(diào)用地理信息系統(tǒng)（GIS）系統(tǒng)的設備數(shù)據(jù)，對設備進行準確定位。完成調(diào)度令后，現(xiàn)場操作人員使用手持便攜式終端，現(xiàn)場上傳設備運行信息。系統(tǒng)集成實時在線氣象信息、三天天氣預報、七天天氣預報、十天天氣預報等功能，滿足各級調(diào)度人員的需求，實現(xiàn)按需供熱。在故障情況下，調(diào)度員根據(jù)故障報警啟動應急預案，通過系統(tǒng)實現(xiàn)實時在線應急指揮，記錄實施過程，系統(tǒng)自動與客服系統(tǒng)連接，實現(xiàn)信息共享，實現(xiàn)了生產(chǎn)與服務的同步。

2.3供熱地理信息系統(tǒng)

供熱地理信息系統(tǒng)集成了各公司現(xiàn)有供熱管網(wǎng)的基礎數(shù)據(jù)，輸入不同類型供熱系統(tǒng)的基礎數(shù)據(jù)，利用GIS技術實現(xiàn)供熱管網(wǎng)和換熱站的高精度定位。通過與其他相關系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)了供熱參數(shù)、調(diào)度訂單執(zhí)行、故障管段信息的集成顯示和統(tǒng)一管理，方便員工了解不同情況下的各種基礎數(shù)據(jù)，并通過實時更新功能保證數(shù)據(jù)的實時更新狀態(tài)。為方便調(diào)度人員的使用，系統(tǒng)集成了三維模型顯示和管爆分析功能，可配合管網(wǎng)故障處理，實現(xiàn)故障點快速斷開和應急修復方案的制定，為設計提供基礎數(shù)據(jù)，管網(wǎng)的調(diào)節(jié)和快速處理。

2.4安全管理

2.4.1報警管理

報警窗口。報警設有優(yōu)先級管理，多條報警信息會根據(jù)優(yōu)先級順序彈出，高優(yōu)先級別報警信息還會增加相應的報警方式。當最高優(yōu)先級別報警產(chǎn)生時報警窗口立即自動彈出至醒目位置，報警信息變色顯示，報警燈閃爍，報警聲音響起，實現(xiàn)聲、光報警，提示值班人員進入發(fā)生報警的畫面，防止值班人員忽略。值班人員接到報警信息后可以根據(jù)情況選擇重置或確認以取消報警框。

報警傳送。報警根據(jù)優(yōu)先級采用不同的方式直接傳送到外圍設備，如手機短信、郵件等。這一功能可以使管理人員直接得到通知，以便更快做出決策，減少停機時間，提高運行可靠性。

報警列表。報警列表中顯示當前系統(tǒng)中存在的所有報警內(nèi)容，所有報警信息（報警、報警恢復、報警確認等類型）都可查詢并連續(xù)更新。歷史報警信息可按照報警時間、報警類型、記錄類型等方式自定義查詢，同時各列表支持打印歷史數(shù)據(jù)，方便調(diào)度人員分析管理。

2.4.2用戶權限管理

根據(jù)不同的職工身份對應不同的用戶權限，如操作員、調(diào)度員、管理員等，每個用戶只可以對應一個身份賬號，用戶身份的變化直接影響到其在系統(tǒng)里的操作權限。系統(tǒng)為每個角色定義可訪問及操作的內(nèi)容范圍，保證系統(tǒng)信息及操作指令的安全，防止因誤操作而造成的生產(chǎn)運行事故。

用戶可以通過自己身份密碼登錄系統(tǒng)訪問其對應權限內(nèi)的數(shù)據(jù)信息并獲取控制權限。每次成功登錄后會顯示此賬號上次登錄的時間等信息，處于登錄狀態(tài)后禁止異地登錄操作，以提升系統(tǒng)安全性。

2.5地理信息系統(tǒng)

GIS地圖顯示當前所有換熱站的地理位置及管線敷設路徑，可動態(tài)顯示選中換熱站的重要參數(shù)，可以使調(diào)度人員更加直觀了解管網(wǎng)情況，提高工作效率。具體功能包括：1）地圖上的熱水管網(wǎng)可由有權限的管理員實時繪制更新。2）點擊站點可打開對應的工藝流程圖，方便管網(wǎng)搶修時的分析控制工作。3）地圖可實現(xiàn)自由縮放，方便查找目標。

結(jié)論：

通過信息化改造后一個采暖季的運行，調(diào)度平臺展現(xiàn)出了良好的改造效果，有效解決了系統(tǒng)停機、數(shù)據(jù)上傳滯后等情況，運行數(shù)據(jù)的傳輸穩(wěn)定性得到大幅提升，調(diào)度人員對各換熱站的控制更加方便快捷，各項功能在方便調(diào)度人員統(tǒng)計、分析、溯源的同時還提高了運行安全性與數(shù)據(jù)安全性。為未來實現(xiàn)熱源、換熱站、用戶聯(lián)調(diào)聯(lián)動，與能耗系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)、收費系統(tǒng)等多系統(tǒng)平臺整合發(fā)展打下了堅實的基礎，向信息化智能化供熱調(diào)度系統(tǒng)的發(fā)展方向又邁近了一步。

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