分布式能源智能熱網冷熱一體化的實施

黃晨愷

摘要：介紹了某分布式能源智能熱網的設計與實施，不同于多數分布式能源智能熱網的冷、熱主站分開統計的方式，采用供冷、供熱熱主站智能一體化的方式，并采用計算機技術和無線通信技術結合實施，以達到智能、高效、節約的管控方式。

關鍵詞：智能熱網；分布式能源；計量；冷、熱主站一體化

0引言

分布式能源系統直接面向用戶，按用戶的需求就地生產并供應能量，具有多種功能，可滿足多重目標的中、小型能量轉換利用系統，在智能化電廠這方面，并不需要將熱、冷主站分開實施，本文詳細闡述了在該分布式能源智能熱網的設計與實施，提供高效且智能的綜合主站來計量冷、熱及監控管理等工作，包含設計與實施過程中的一些重要細節。

1 概述

某工程建設2×30MW級燃氣—蒸汽聯合循環冷熱電三聯供分布式能源站，配置為兩套分軸布置的燃氣輪機配抽凝式汽輪機發電機組及2套配套的余熱鍋爐。

其中集中供冷采用溴化鋰制冷技術，通過冷源水管道經熱交換實現用戶的供冷需求，同時管道管道中的冷水經過熱交換設備后水溫上升，經回水管道回流至溴冷機進行冷卻，從而實現整體的集中供冷。

綜上所述，若采用傳統分開熱、冷流量主站的計量方式，設備浪費不節約，且監控繁瑣，管理易引起混亂，故設計一體化主站的計量來進行監控。

2 智能熱網的實施

首先需明確智能化的重要措施，初步設計總結如下：

能夠滿足國家及地方技術監督局對熱網實時監控與計量管理系統及貿易結算的要求，配置一套完整的熱網寬量程計量與實時監測系統。

系統設有一個主站、調度端中心站和設在用戶遠端的熱網智能終端以及一次儀表組成。

能進行整個熱網系統的運行分析，具有實時管損、過熱度計算和顯示、強大的統計和查詢功能。實時采集各用戶子站的溫度、壓力、流量和其他多項儀表運行參數及一次表原始信號，實時監測每個計量儀表的運行情況，可以實時進行故障源頭的初步判斷。

整個網絡需要設立一個獨立的熱網服務器，專門負責熱網數據的采集，并同時具有在廠內局域網熱網信息發布功能。廠區的局域網交換機與熱網服務器建立一個端口映射，GPRS終端主動上網鏈接到服務器進行數據采集。

具體實施情況：

①用戶側流量計量裝置的安裝，如下圖

以直徑（D）為80m的蒸汽管道為例，整體的直管段長度建議不少于60倍的直徑實際長度為4800mm。其從引壓管位置至測溫點部分直管段最好布置在計量房內。（60D）

②眾所周知，流量計正確計量范圍有一定線性，在小流量期間測量精確度不穩定，需要在流量計算機內手動設置正確計量的最小流量值，此點較為關鍵，附下圖常見渦街流量計在各個工況下可測飽和蒸汽的流量范圍：

③熱網主站：主站監控軟件系統采用先進的控制原理和編程方法編寫而成，具有良好的人機界面，強大的功能：監測每個計量點的壓力、溫度、差壓/頻率、瞬時流量、累積流量，瞬時熱量、累積熱量、交流斷電、閥門狀態信號。

網絡接入宜采用數據專線傳輸，不包含互聯網，以保證網絡安全，采用UPS電源接入，以保證現場突發情況下不影響各客戶端及主站的實時統計。

3.供冷及監控系統的并入

供冷的計量及遠程監測管理系統是一項綜合性系統工程，通過一次設備采集現場水熱量、進水溫度和回水溫度等實時數據，然后對制冷量進行運算和積算等，將運算的數據和結果上傳至上位機，上位機接收數據后對現場的實時數據、累計數據及運算結構進行處理、顯示、存儲，同時還可根據各用戶參數的特殊要求進行超限報警、產生各種報表數據及實現辦公網數據共享

將供冷計量及遠程監測系統分為以下幾個組成部分：

1）用戶就地現場設備系統；

2）監控調度中心系統；

3）集中供冷監控管理軟件系統；

其中2、3兩項可以兼容到原有的熱網管理調度中心和熱網智能管理平臺，這些功能與熱網功能一致，功能并入熱網后可實現冷、熱、機組三位一體來實現智能化管控。

供冷用戶就地設備系統包括：流量計、溫度傳感器（PT1000）、智能熱量計算機、遠控閥門、4G工業傳輸終端、UPS電源設備和其他設備。其中供冷與供熱不同之處為就地測量裝置和方式不同，流量計選型可具備標準RS-485串行通訊接口，支持國際通用標準MODBUS-RTU通訊協議和GPRS等多種無線和有線通信組網方式，具有累積脈沖當量輸出。可遠程網絡接入到現行的智能熱網管理系統。

供冷主站數據管理平臺亦采用工業生產數據采集、整合和分析的全過程解決方案。工業數據智能管理系統從熱電企業的實際需求出發，將分散的“計量源”進行整合，完成監控、報表和分析等功能，更好的實現生產的統籌管理，節能降耗，提升企業的競爭力。

通過之前現行的智能熱網管理軟件新增供冷計量管理模塊，供冷管理子模塊系統一樣包含了供冷數據接收功能、供冷數據實時監測功能，報表統計功能、歷史數據分析功能等。

4.總結

供冷計量及遠程監控系統的調度中心可以采用現行的智能熱網管控系統的硬件設備核心系統，服務器具有足夠的性能和擴展空間，可以實現供熱/供冷等數據的采集、計算、存儲和發布等功能。

作為新一代供能模式，分布式能源系統是集中式供能系統的有力補充，作為服務于當地的能量供應中心，它直接面向當地用戶的需求，布置在用戶的附近，這為智能一體化主站建立了良好的基礎，達到智能、高效、節約的目的。

參考文獻：

[1]許娜，周煒明.工業自動化儀表與自動化控制分析[J].河北農機，2017，（03）：28

[2]范柏杰.基于工業自動化儀表工程施工管理的研究[J].科技創新與應用，2014，（08）：69

[3]王猛.工業自動化儀表的應用與展望[J/OL].電子測試，2017，（06）：114+113.（2017-04-15）endprint