信息化技術在供熱調度中的應用

田瑞杰 賈雨

【摘要】為順應信息化發展潮流，推動自動化發展進程，提高運行效率，我公司某供熱服務中心根據以往運行經驗，針對原有系統薄弱點進行了較大規模的調度系統信息化改造。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，用新型工業監視控制系統替換老舊監控系統，大幅提高系統通信速度及穩定性。此外調度系統內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系統高效穩定運行的目的。

【關鍵詞】信息化技術；供熱調度；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內共100余個換熱站，300余個供熱機組，原系統由于軟件使用版本較老只能部署在XP系統，組態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停機現象，且無法對歷史數據進行有效壓縮存儲。

針對此情況，公司決定對調度中心的控制系統進行升級改造，軟件方面將原有的組態王系統升級為SCADA系統，硬件方面將原有負責采集數據的三臺計算機升級為三臺服務器（一臺負責采集數據、一臺作為冗余，一臺專用于數據庫），將信號不佳的換熱站內DTU更新為4G全網通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，系統拓撲框架由“PLC-DTU-客戶端”變為“PLC-DTU-防火墻-服務器（主服務器/冗余服務器/數據庫）-客戶端（主客戶端/備用客戶端）”，安全性及穩定性大幅提升，數據存儲處理能力大大加強，為將來大數據分析及人工智能控制打下堅實基礎。圖1為調度系統拓撲框架。

2、信息化技術在供熱調度中的應用

2.1供熱實時數據監控及能耗分析系統

供熱實時數據監測與能耗分析系統分為數據監測模塊和能耗分析模塊。數據監控模塊是生產經營人員的“眼睛”，實現了對不同供熱企業熱源、供熱管網、供熱用戶數據的實時監控與共享。在組別數據庫中，所有數據都實時存儲，將不同時段的數據繪制成曲線。在調度人員面前直觀、高效地顯示參數變化趨勢，大大提高了調度效率。該系統具有數據分析和異常數據自動報警功能，對報警信息進行分析，并將分析結果推送到相關系統。在關鍵區域設置視頻監控，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對不同工況下各級熱耗、耗水量、用電數據的在線分析，為供熱管網精細調控提供依據，提高集團能源管理水平。

2.2供熱調度指揮系統

調度指揮系統是供熱管網運行調度指揮系統，通過封閉過程管理，完成熱源、供熱企業調度訂單和應用訂單的循環和各級值班日志管理。為了保證調度命令的準確性，調度人員調用地理信息系統（GIS）系統的設備數據，對設備進行準確定位。完成調度令后，現場操作人員使用手持便攜式終端，現場上傳設備運行信息。系統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，滿足各級調度人員的需求，實現按需供熱。在故障情況下，調度員根據故障報警啟動應急預案，通過系統實現實時在線應急指揮，記錄實施過程，系統自動與客服系統連接，實現信息共享，實現了生產與服務的同步。

2.3供熱地理信息系統

供熱地理信息系統集成了各公司現有供熱管網的基礎數據，輸入不同類型供熱系統的基礎數據，利用GIS技術實現供熱管網和換熱站的高精度定位。通過與其他相關系統的數據交互，實現了供熱參數、調度訂單執行、故障管段信息的集成顯示和統一管理，方便員工了解不同情況下的各種基礎數據，并通過實時更新功能保證數據的實時更新狀態。為方便調度人員的使用，系統集成了三維模型顯示和管爆分析功能，可配合管網故障處理，實現故障點快速斷開和應急修復方案的制定，為設計提供基礎數據，管網的調節和快速處理。

2.4安全管理

2.4.1報警管理

報警窗口。報警設有優先級管理，多條報警信息會根據優先級順序彈出，高優先級別報警信息還會增加相應的報警方式。當最高優先級別報警產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，實現聲、光報警，提示值班人員進入發生報警的畫面，防止值班人員忽略。值班人員接到報警信息后可以根據情況選擇重置或確認以取消報警框。

報警傳送。報警根據優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中存在的所有報警內容，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據，方便調度人員分析管理。

2.4.2用戶權限管理

根據不同的職工身份對應不同的用戶權限，如操作員、調度員、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里的操作權限。系統為每個角色定義可訪問及操作的內容范圍，保證系統信息及操作指令的安全，防止因誤操作而造成的生產運行事故。

用戶可以通過自己身份密碼登錄系統訪問其對應權限內的數據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，處于登錄狀態后禁止異地登錄操作，以提升系統安全性。

2.5地理信息系統

GIS地圖顯示當前所有換熱站的地理位置及管線敷設路徑，可動態顯示選中換熱站的重要參數，可以使調度人員更加直觀了解管網情況，提高工作效率。具體功能包括：1）地圖上的熱水管網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，方便管網搶修時的分析控制工作。3）地圖可實現自由縮放，方便查找目標。

結論：

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

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