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供热计量：大数据下的热网安全与节能

摘要：随着互联网的日益普及，人们对互联网技术的利用率越来越高，由此而来的大数据为社会各行各业带来很大变化。在集中供热领域，各省市供热部门正面临着众多数据孤岛、不能统一运营管理、热网节能难于落地等痛点。本文阐述了一种“平台运营”模式——实现热网大数据统一运营，并对其进行深入挖掘与分析，服务于热网安全与节能。
一、行业背景分析
供热是北方城市的重要基础设施之一，传统分散供热方式造成能源浪费、环境污染，已不适应现代社会的发展需要，而集中供热可以解决这些问题。发展到2014年，我国400多个城市建设了集中供热设施，许多县城也有了供热设施，形成很大规模。
热用户不断增加，怎样更好、更有效地管理整个热网和热用户计量成为人们迫切关注的问题，供热信息化建设无疑成为行业热点。目前，行业内信息化IT系统热点做法有：（1）热计量技术：通断时间面积法、户用热量表法、温度面积法、流量温度法、散热器热分配计法；（2）热网监控技术：热源集中控制系统、无人值守换热监控系统、公建分时分区控制系统；（3）信息系统：GIS地埋信息系统、热计量系统、供热收费系统、供热调度中心、大屏幕监控系统等。
二、供热行业痛点
随着北方采暖地区既有建筑供热计量改造工程的顺利展开，供热信息化建设也得到同步发展。各省、市供热部门都摒弃“一家独大”的原则，市场需求扩大引来众多信息化厂家角逐供热改造市场。热力公司信息化系统现状有以下几种：
•众多系统形成数据孤岛与信息孤岛，无法产生整体节能价值；
•某小区安装9个厂家热计量装置，运行9套供热计量系统，且互不兼容；
•某热力公司锅炉集中监控装置、换热站监控装置、户用计量装置都由不同厂家提供；运行着一套锅炉集中监控系统、多套换热站监控系统、多套户用计量系统，数据不能无缝对接，不能实现按需供热，巨大投资没有产生节能价值；
三、解决方案——大数据统一运营
1、采用平台架构
供热平台运用分布式存储架构、负载均衡服务、高并发采集服务、无线数据传输、辅助控制决策等先进技术，打破数据孤岛，集供热计量系统、热网监控系统数据于一体，以“大数据+云平台”的运营模式带来供热节能发展历程上技术与管理的双重大变革。
优势
1.基于SOA的企业应用体系架构：可集成任意厂家DTU、采集装置、计量/传感装置，硬件装置即服务、基础设施即服务、应用软件即服务；
2.分布式存储架构：可存储100万用户量、10个供暖季数据，且允许动态扩容；
3.高并发分布式DTU接入服务：可同时与1万套采集装置通信，且允许动态扩容；
4.分布式计算：1分钟内完成10万仪表的采集、处理、入库；
5.统一运营模式：集供热计量系统、热网监控系统数据于一体，为实现按需供热、计划生产提供辅助依据，最终实现热网安全与节能；
2、关键技术实现
上层服务的统一化，首先需要集成各厂家仪表。集成方法有三种，如下表所示。在已经安装采集装置的工程应用中，推荐使用方案二；在未安装采集装置的新热改项目中，推荐使用方案三。
3、多方共赢的供热平台
平台搭建目的是实现多方共赢的生态圈，平台使用方有供热办、供热公司、仪表厂家、用热户，为各个使用方提供的服务如下图所示：
四、大数据下的热网安全与节能
1、供热行业为何有大数据？
既有建筑供热计量改造的展开使供热信息化建设已经不限于热源、热网和换热站，监控延至用户未端，每户采集的数据有室温、设定温度、阀门状态、累积热量、流量、供水温度、回水温度、室外温度等，每个用热户计算值约有10个，对于供暖500万平方米的热力公司，大约有10万用热户，1小时便有100万的存储量。
2、如何使用大数据
大数据的存储、挖掘，其最终目标为热网安全与节能，那么，如何利用热网大数据实现最大的节能价值，这是目前供热行业的最大难题。广东艾科技术股份有限公司作为供热平台运营模式的实践者，在宁夏吴忠、北京怀柔、新疆博乐等热力公司的供热平台工程实践中，总结了一套成熟的热网安全与节能实施策略。
3、大数据产生的价值
大数据应用于供热行业中，最终目标只为热网的安全与节能。
对于热网安全产生的价值：a.无人值守，最低人工成本也可保障热网安全；b.远程实时监测，热力公司老总、供热办监管人员可随时随地获知热网运行状态。
对于热网节能所产生的价值：
a.水力平衡、热损分析，大数据帮助热力公司运维热网。从热源、热网、热力站、热用户监测数据的大汇总，不难分析出热网水力平衡状态、热损状态，帮助热力公司再次完成热网质调节；
b.按需供热辅助决策，助力实现热网节能。从整个热网以往供暖季的历史数据中可挖掘出不同室外气候下的供需调节系数、分时分区调节系数，制定总供暖季节能，根据室外气候、末端室温参数为热网调度提供每时生产辅助策略。
五、结语
“大数据+云平台”技术服务于热网的安全与节能，必将带来供热节能发展历程上技术与管理的双重大变革。