城市热网大数据云平台解决方案课件.pptx

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1、城市热网大数据云平台解决方案目录1城市热网大数据云平台方案背景2城市热网大数据云平台方案构成3城市热网大数据云平台方案拓扑和硬件终端4城市热网大数据云平台应用案例2.1热力集中监控云平台2.2换热站无人值守监控系统2.3热量表集中抄表方案背景随着科学技术的日新月异，尤其是物联网3G/4G移动互联网技术的飞跃，自动控制水平也得到了快速的发展和广泛的应用，国家城市建设进入十二五阶段提出了智慧城市构想和新型城镇化建设，需求用户对供热质量的要求不断提高和能源紧张的今天，提高供热质量同时节约能源势在必行。信息化和自动化的融合是智慧建设的技术框架重要思路，减少重复系统投入。城镇热网远程监控系统是通过对供热

2、系统的温度、压力、流量、开关量等进行测量、控制及远传，实现对供热过程有效的遥测及控制。城镇热网远程集中监控系统是区域供热系统中的重要组成部分，它将实时、全面了解供热系统的运行工况，监视不利工况点的压差，保证区域供热系统安全合理地运行，并可根据运行数据进行供热规划和科学调配，为热力部门提供准确、有效的重要数据。达到整个系统的节能目的；提高了供热品质及舒适度，延长了设备的使用寿命。供热系统是一个多参量、大滞后的复杂系统，供热系统综合节能控制技术，有针对性的解决供热系统热源、管网、终端用户三个部分实际问题，提供三个主要环节的信息化管理平台，实现了热源控制一体化，管网智能化，终端用户信息化；解决了系统

3、整体过量供热，管网存在水力失调，室温存在冷热不均的问题，达到整个系统的节能目的。提出“集中监控 智慧热网”构想监控中心：云服务利用互联网软件技术开发基于WEB的远程监控应用，将监控中心，调度中心，巡检维护人员，用户，设备维护供应商等相关单位角色，及上级安全，能耗监管单位都能在一个平台下共享信息，智慧调度。依托通信运营商的网络，根据现场环境可以采用GPRS/3G、ADSL/VPN网络实现24小时在线监控，采用嵌入式数据通信终端实时采集现场数据发送到云平台。采用PLC或者ARM嵌入式控制器实现现场换热控制系统智能化数据采集和远程控制，实现对现场设备变频器运行状态，温度，压力，流量等仪表的数据监测，

4、另外还有换热房安全视频监控等。数据传输：物联网现场测控：智能化提出“集中监控 智慧热网”构想工业余工业余 热热远郊常 规热电 联产燃气大型热 源厂基础负荷部分供热及 调峰负荷调峰及 备用热源土壤源、水源、热泵太阳能电主要热源补充热源城市热网监控系统构成热力集中调度监控云平台热力大用户集中热量抄表调度监控云平台1)对热网换热站设备运行状况、供热状况进行整体监测。2)采集各换热站温度、压力、液位、电源电压、电源电流等现场数据等）。采集与设备远传启动停止）。4)对相关数据进行处理,形成历史数据。5)形成数据信息化,信息共享，提供领导查询数据。换热站控制站监控1)完成对换热站内相关数据采集、实时监测。

5、2)完成对供热设备现场的自动控制。3)可以查看的当前相关资料情况。4)提供报警功能，越限时可提供多媒体报警。5)完成对以上各类数据的处理，包括曲线分析、数据报表等功能。供暖大用户集中抄表可对供暖计费热量表进行为测量，并传回调度监控中心调度中心计算预收费管理热力换热站实时监控系统热网集中监控云平台架构热网集中监控云平台架构工作门户n领导角色门户n调度员角色门户n工程师角色门户n多角色工作视窗n重点事项问题n应急响应预警功能简介应用特点GIS可视化监控n场景监控n设备监控n事务调度n车辆调度（扩展）n三维可视化（扩展）n支持百度LBSn支持商用GIS引擎n支持三维GIS引擎（扩展功能）功能简介应用

6、特点工况监控n综合工况监控n实时数据监测n历史数据查询n数据曲线分析n运行数据告警n支持组态OPCn支持灵活可配置n告警转派工和上报流程机制功能简介应用特点设备管理n资产设备n备品备件n工具器材n资产设备与监测配置灵活可配置n备品备件出入库管理n工具器材领域归还管理功能简介应用特点巡检管理n巡检计划n巡检看板n巡检记录（日常巡检/告警巡检/设备点检）n巡检反馈n巡检异常记录nPDCA工作闭环管理n巡检看板可视化管理n告警反馈巡检通知单流程化管理n巡检反馈转维修请求功能简介应用特点维修管理n工单受理n维修看板n维修派工n维修记录n维修领用n故障类型/知识库n支持多种来源受理n维修可视化管理n维修

7、派工工作流管理n维修记录和领用、故障类型知识库融合协同功能简介应用特点综合统计分析n综合查询n统计报表n（巡检/工单/派工/维修/领用）n决策分析n（巡检绩效/维修绩效/设备对比/工单执行/工单趋势）n多条件综合查询n多维度报表统计n多模型数据分析功能简介应用特点监测配置管理n场景设施n网关/采集器配置n通道模板n采集状态监测n传感器/仪表n参数模板n传感器/仪表组态配置n与组态配置同步n适合多场景灵活配置n满足多系统状态功能简介应用特点移动作业管理n巡检数据采集n维修派工单n人员考勤定位n地图应用n支持多种地图LBSn信息数据推送n故障问题拍照功能简介应用特点无人值守换热站自动控制系统无人值

8、守换热站的自动控制系统主要完成数据采集、自动控制、参数存储、实时通讯、故障报警等功能。可独立完成本地控制，也可受控于监控中心。换热站数据采集将站内的温度、压力、流量、水箱水位、电动调节阀状态、补水泵的启停状态、循环泵电流、电压、报警等参数采集、显示并上传监控中心。换热站系统控制换热站的调节系统采用PID调节控制，通过设定运行参数，控制一次网电动调节阀的开度，实现调节过程，保证用户室内温度达到规定；完成循环水泵进行自动控制，补水泵进行自动控制；水箱水位自动控制；系统停电控制；停水控制。对其故障实现实时报警和连锁启停切换控制。提出两大产品应用方案EIOT物联网管控平台：两化融合EIOT是利用通信运

9、营商SP服务建立的云服务平台，在此基础上自主研发的基于WEB互联网应用的集中监测平台，满足监控中心、调度中心、巡检维护人员、用户、设备维护厂商等不同角色共同应用平台应用特点：应用灵活，支持大屏幕调度、工业平板电脑触控，普通办公电脑，PAD/手机终端等移动互联网设备在线测控终端：物联网与智能化控制WL-98型供热现场测控终端：HMI+I/O+视频服务器+DTU，实现对现场恒压供水变频柜运行状态，锅炉仪表，环境数据及安全数字化监控应用特点：安装方便，适合新老站房新装和改造，维护施工方便应用拓扑结构（两套方案）PLCI/OVS同等效果，因地适宜不同现场情况选择不同改造方式整体解决方案应用价值换热站监

10、控系统解决了热网运行失调现象，实现了热网平衡运行，大大提高了供热效果。起到了节能降耗的作用，换热站根据室外温度的变化，自动调节供水温度，从而最大程度的节约了能耗，并且提高供热的服务质量。换热站监控中心的数据几乎与现场数据保持同步，这是以往热网运行中投入多大的人力及物力都不可能实现的。避免了偷汽、漏汽现象，由于24小时在线运行，杜绝了用户偷汽的想法，现场计量出现故障可以在最短的时间内发现，并将故障时间记录备案。避免计量方面的损失。通过仿真系统对热网进行水力、热力计算，热网的控制运行分析，使热网达到最优化运行，利用故障诊断、能损分析了解管网保温、阻力损失情况，设备的使用效率，使热网的管损达到最小值

11、，以达到最经济运行，通过历史数据和实时数据的比较，分析管网应用案例武汉德威热力股份公司是德威能源集团旗下的控股子公司，是武汉市“冬暖夏凉工程”的项目法人建设单位；是继燃气、自来水之后的又一城市公用事业企业；也是专 业负责供热规划、设计、安装、维修和经营管理的专业供热企业。担负着武昌、青山、洪山地区“冬暖夏凉”工程的光荣历史使命。公司坚持“以人为本，追求卓 越”的企业精神创新奋进，将德威热力建设成江城坚实的城市公用事业企业；热力行业的标杆企业；规模效益俱佳的现代企业！武汉德威热力股份有限公司是拥有专业的技术和专业人员的公司，有专门的维护维修队伍，可提供设计、施工、运营、维护一条龙服务。全程服务从

12、根本上杜绝了建设单位、施工单位、管理维护单位的责任不明、相互推诿现象；公司定时检修系统，免除了用户在维护维修方面的后顾之忧。2010年12月，由我司投资建设的“冬暖夏凉”工程城市热网全线贯通，并首次实施集中供热。2011年我司首次使用“双热源”供暖，确保用户度过一个温暖的冬季。回收烟气全热，有两个难题：如何将烟气中露点温度以下的低品位全热如何将烟气中露点温度以下的低品位全热（20-50）取出，用来加热）取出，用来加热60以上以上 的热网水？的热网水？烟气冷凝水呈酸性，严重腐蚀换热面。烟气冷凝水呈酸性，严重腐蚀换热面。5针对燃气锅炉供热系统，提出直接接触式换热与吸收式热泵结合的烟气全热回收新流程

13、。供热效率提高供热效率提高10%以上以上回收冷凝水回收冷凝水11排烟80一次网回水锅炉锅炉 受热受热面面燃燃气气一次网供水锅锅炉炉燃烧燃烧室室锅炉锅炉 受热受热面面燃燃气气一次网回水60一次网供水高温烟气燃烧燃烧室室吸收式吸收式 热泵机热泵机组组排烟排烟20换换 热热 塔塔锅锅炉炉20-505987.57655.310820.020004000600080001000012000用气量（万立方米）天然气供暖存在的主要问题天然气供暖存在的主要问题 天然气供气安全问题 消耗量大 峰谷差大 当地污染问题 燃气仍然存在Nox污染 天然气成本问题128亿亿80%xxx市市2016年用气结构图年用气结构图

14、33%47%2%常规热电联产常规热电联产余热回收热电联余热回收热电联产产不同供不同供热方式污染物排放热方式污染物排放21.310.38.034.914.97.25.61.41.04.32.11.640.035.030.025.020.015.010.05.00.045.0燃煤锅燃煤锅炉炉燃气锅燃气锅炉炉排放排放(g/GJ)NOxSO2粉尘粉尘提高天然气的供热效提高天然气的供热效率率关关键键全热=显热+潜热降低排烟温度，充分回降低排烟温度，充分回收收烟气烟气热热量。量。现状系统排烟温度约8090度燃气燃烧反应方程式CH4+2O2=CO2+2H2O1Nm3 天然气燃烧后产生天然气燃烧后产生1.65

15、kg水水蒸气。蒸气。降到降到20，可，可使使效效率率提提升升15%-20%。010 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150排烟温度（）92.088.084.080.0112.0108.0104.0100.096.0过量空气系数天然气低位热值效率（%）提高天然气供热效率的途径提高天然气供热效率的途径露点温度区露点温度区间间如何提高天然气的供热效率？如何提高天然气的供热效率？提升提升15%-20%4技术示范及推广应用11热回收项目热回收项目降低供热成本763万元/年余热回收量8.48万GJ/年大龙热力裕祥锅炉房烟气全热回收项目大龙热力裕祥锅炉

16、房烟气全热回收项目降低供热成本76万元/年余热回收量0.85万GJ/年总后烟气全热回收项目总后烟气全热回收项目降低供热成本286万元/年余热回收量3.18万GJ/年燕山石化星城锅炉房烟气全热回收项目燕山石化星城锅炉房烟气全热回收项目降低供热成本280万元/年余热回收量3.0万GJ/年以总后锅炉房为例，经第三方测试锅炉热效率提高值为12.26%，锅炉排烟温度达20以下以下xxx永安热力有限公司南环供热厂烟气全永安热力有限公司南环供热厂烟气全燃气内燃机热电联产系燃气内燃机热电联产系统统，发，发明明了高了高温温烟气烟气和和热水热水驱驱动的动的全全热回热回收收新新流流程程。输出热量提高输出热量提高30

17、%以上以上8烟气烟气 80发电用户供热 中冷中冷水水 换换热器热器烟气烟气 换热换热器器高温烟气缸套水换缸套水换热热 器器缸套水燃气内燃燃气内燃机机常规流常规流程程新流新流程程发电用户供热中冷中冷水水 换换热器热器燃气内燃燃气内燃机机排烟排烟20换换 热热 塔塔高温烟气缸套水热热吸吸 泵泵收收 机机式式 组组xxx南站热电联供现场图南站热电联供现场图xxx西站热电联供现场图西站热电联供现场图xxx热电联供系统现场图热电联供系统现场图xxx西站系统原理西站系统原理图图xxx南站第三方测试结南站第三方测试结果果xxx第三方测试结果第三方测试结果9技术示范及推广应用技术示范及推广应用经第三测试冬季系

18、统综合效率均在90%以上以上xxx节能示范楼热电联供工程xxx南站能源系统示范工程xxx西站热电联供能源站工程xxx热电联供项目输出热量提高输出热量提高40%以以上上10烟气余热占电厂原供烟气余热占电厂原供热热排烟约排烟约80汽轮机汽轮机过量空气系数大空气空气天然气天然气量的量的40%S汽水汽水 换热器换热器蒸汽蒸汽热网回水热网回水热网供水热网供水排汽排汽余热余热 锅炉锅炉解决了困扰燃气电厂供热能力不足（热电比小）、解决了困扰燃气电厂供热能力不足（热电比小）、燃燃气消耗量大的问气消耗量大的问题题针对燃气轮机热电联产针对燃气轮机热电联产供供热系热系统统，发，发明明了源了源网网一体一体化化烟气烟气

19、乏乏汽协汽协同同回收回收新新流程流程汽轮机汽轮机天然气天然气S蒸汽蒸汽热网供水热网供水热网回水热网回水大大 型型换换 热热 塔塔排烟排烟10板式板式 换热器换热器吸收式吸收式热泵机组热泵机组余热余热 锅炉锅炉9F背压背压机组机组9F抽凝抽凝机组机组额定供热量626MW531MW烟气降至10热量260MW260MW输出热量提高41.5%48.9%已立项或启动的项目已立项或启动的项目xxx高安屯燃气热电厂海淀北部燃气热电厂通州能源中心高井燃气热电厂11技术示范：技术示范：在未在未来来城热城热电电厂厂中中应用应用烟气余热回收成本：燃气锅炉与燃气三联供成本相似，约为35元/GJ。燃气轮机热电联产供热系

20、统余热回收成本约为42元/GJ。xxx市全部应用天然气烟气全回收后，在增加零排放的基础上：燃气锅炉增加2895MW，相应供热面积5790万万 联合循环（按排烟温度10算）增加3000MW，考虑联合循环的燃气锅炉调峰40%，则电厂可以新增1亿亿供热面积 每年节约天然气16.1亿亿Nm规划实施“外热入京”工程，逐步长距离将河北、内蒙等地电厂余热大量进入xxx，满足xxx供热需求和热源替代13其他清洁方式供热燕山石化以低品位工业余热为主，其中循环水余热总量为1465MW，考虑部分可回收利用可增加供热面积2000万万。上述利用本地余热挖潜，可以在零污染排放的情况下，净增加供热面积1.78亿亿，基本满足

21、近五年xxx供热增长需求近近期期远远期期第四供水车间第四循环第四供水车间第四循环水水厂厂燕山石化循环水余热供燕山石化循环水余热供暖暖流程流程简简图图 热电协同技术与xxx地区城市清洁供热 2030年可再生能源装机容量比例超过50%，非化石能源发电量力争超50%风电出力与电网负荷表现出较强的反调峰特性 新能源发电出力波动性大，而我国调节能力好的水电站、抽水蓄能电站、燃气电站等灵活调节电源比重低，系统调节主要依靠煤电机组，要加大实施煤电机组灵活性改造火力发电的定位是为可再生能源调峰2030发电装机比例某省某典型日风电出力和负荷曲线2030发电量结构热电联产占比逐步增长 热电联产电厂终将成为火力发电

22、厂的主力军 随着发电厂改为供热机组比例的增加，热电联产占火力发电的比例越来越大 东北三省比例高达70%除了内蒙，新疆等地，其他供暖地区比例也超过50%长距离输送使更大比例的火力发电厂成为热电厂 既然热电联产的另一产出是电力，发展城市集中供热就要兼顾电力064281210装装机机（亿（亿kW）火电热电35%30%25%20%比例比例15%10%5%0%2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016全国热电在火电装机中的比重弃风、弃光问题突出 风电、太阳能发电多数集中于北方供热地区 三北风电装机容量最多，占全国的比例高达77.

23、6%，三北服务于供暖的热电联产机组装机容量占火电机组50%以上，占全国热电联产机组的90%以上风能资源分布热电联产分布2015弃风地区分布2015弃光地区分布热电机组以热定电加大风电消纳的矛盾 新能源和热电联产机组均主要集中在“三北”地区，2016年全国平均弃风率17.1%，总弃风电量497亿kWh，“三北”地区弃风电量占全国弃风电量的98.7%东北地区90%以上的弃风电量发生在供暖期，负荷低谷弃风电量又占总弃风的80%。传统热电厂难以参与电力调峰-以热定电，电网要求增加调峰能力，确保风电、光伏等非化石能源充分消纳 如何解决热电联产的热电产出之间的矛盾，是未来集中供热突出问题常规热电解耦方案

24、可能的解决方案 锅炉旁通主蒸汽满足供热+蓄热罐，实现热电解耦 投资小，简单 问题：供热效率低，调峰幅度小（80%-30%?下限受汽轮机最小工况影响）高峰期高温热 蓄存箱热网循环水主蒸汽旁通加热器减温减压器锅炉凝汽器抽汽乏汽低谷期常规热电解耦方案 可能的解决方案 加装蓄热式电锅炉 相当于旁通主蒸汽，供热效率低低谷期高 温蓄 热式 电 锅炉热网循环水加热器锅炉凝汽器抽汽乏汽G高峰期 高效的热电协同 电力高峰可以视为纯发电电厂，基本不影响发电 电力低谷期发挥最大供热能力，并额外消耗发电量为电力高峰期制造供热量（热泵）还可以储存更高温度的热量（150以上），相当于储存电，以备电力高峰期制热（热泵，全天

25、使用，提高设备利用率）热电协同高峰期22低温热 蓄存箱电力高峰期工电力高峰期工况况高温热蓄存箱储存乏汽余热热网循环水高温罐释放热锅炉乏汽热电协同低谷期热电协同低谷期低温热 蓄存箱电力低谷期工电力低谷期工况况高温热 蓄存箱热网循环水加热器锅炉凝汽器抽汽乏汽电热泵热电协同灵活性调峰热电协同灵活性调峰24电厂乏汽余热低温热蓄存箱高温热蓄 存箱热网供热电力高峰期工电力高峰期工况况电力低谷期工电力低谷期工况况低温热蓄存 箱高温热蓄 存箱电厂余热及抽汽热网供热热泵提热泵提升升 相对于现有的电动热泵供热，具有显著经济优势 热泵低温端（蒸发器）回收热量温度高，热泵COP高 现成的热网提供热量输送，热量输送成本

26、低 投资大幅降低 相对于传统热电厂+电锅炉，电力调峰部分的供热效率提高热电协同增加热电厂发电调节范围高峰期不抽汽，机组纯凝发电，发电功率285MW低谷期，电热泵消耗过剩电力，系统发电功率114MW一台一台300MW机组的热电协同供热系统流程：机组的热电协同供热系统流程：发电调节范围发电调节范围 38%95%热电协同的优势 相比余热回收+电锅炉系统 低谷期热电协同方式消耗并储存的电量可在高峰期释放，蓄能效率70%电锅炉方式日发电功率变化热电协同方式日发电功率变化热电协同的优势 热电协同高峰期比电锅炉方式增加发电功率如下图阴影部分热电协同高峰期增加发电电锅炉低谷期耗电热电协同对比电锅炉方式的优势热

27、电协同对比电锅炉方式的优势 热电协同方式 低谷期消耗1kW电功率 高峰期增加0.7kW发电功率 需要制冷容量4kW的电热泵 需要容积1m的蓄热罐 总投资总投资2800元元高峰期增加发高峰期增加发电电0.7kW低谷期耗电功低谷期耗电功率率 1kW蓄热罐蓄热罐1m电动热电动热泵泵 4kW纯凝火纯凝火电电0.7kW蓄热电锅蓄热电锅炉炉 1kW800元2000元3500元500元 电锅炉方式要达到热电协同方式相同的发电调节范围 高峰期需要0.7kW纯凝火电 低谷期需要1kW电锅炉 需要投资需要投资4000元元热电协同的优势 热电协同方式比电锅炉方式每日增加发电量5.6kWh，供热量减少20.16MJ

28、两种方式低谷期同样消纳1kW低谷电时，热电协同比电锅炉方式每日节约0.9公斤标煤，且增加收益2.0元每日增加发电每日增加发电量量 5.6kWh每日增加供热每日增加供热量量 20.16MJ增增加加 发发电电 收收益益 2.4元元减减少少 发发电电 煤煤耗耗 1.65kgce增增加加 供供热热 收收益益 0.4元元减减少少 供供热热 煤煤耗耗 0.75kgce热电协同方热电协同方式式电锅炉方电锅炉方式式 节能效益：日节节能效益：日节煤煤0.9kgce 经济效益：日增加收经济效益：日增加收益益2.0元元xxxxxx冬奥会申办冬奥会申办成成功功冬奥蓝冬奥蓝 设立设立xxx可再生能源可再生能源示示范区范

29、区，在在xxx建建立国际领先的立国际领先的“低碳奥低碳奥运运专区专区”沿xxx-xxx-延庆一线，分3个区域布 局竞赛场馆和非竞赛场馆xxx电厂热电协同供热方案xxx可再生能源示范区规划（可再生能源示范区规划（2015-2030）实施规模化开发、大容量储能应用、实施规模化开发、大容量储能应用、智能化输电通道建设和多元化应用示范四大智能化输电通道建设和多元化应用示范四大工程工程xxx电厂热电协同供热方案大规模风电并网给电网带来压力 截至2016年底，xxx共有风电装机805万千瓦，区内电网最大负荷仅为185万千瓦，弃风严重 xxx内部火电机组装机容量有较大比例的热电联产，冬季缺少灵活调峰电源，未来随着可再生能源开发力度的进一步加大，其消纳问题将更加突出。xxx电厂热电协同供热方案简介规划热源供热能力注：热指标53W/m2 冬季热电联产与风电弃风的矛盾如何解决？名称装机容量（MW）电厂供热能力（MW）调峰热源（MW）供热面积（万m2）xxx热电厂23008541611xxx发电厂830034206453xxx热电厂23008541611市区源通华盛、东源等504951xxx80151xxx5095xxx311588xxx62118xxx161304xxx99187合计5128126812068谢谢