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关于智慧供热系统的那些事

如今,“智慧”已经成为了一个时髦的修饰词。但是,对于供热等城市能源系统,“智慧”却具有切实的愿景和内涵,人们希望它能够真正的做到智慧。

       智慧供热系统是以供热信息化和自动化为基础,以信息系统与物理系统深度融合为技术路径,运用物联网、空间定位、云计算、信息安全等“互联网+”技术感知连接供热系统“源-网-荷-储”全过程中的各种要素,运用大数据、人工智能、建模仿真等技术统筹分析优化系统中的各种资源,能够支撑供热系统运行过程中人的思考决策的新一代供热系统。

       智慧城市的交通大脑,不再是孤立的控制各个路口信号灯的时序逻辑,而是以监测感知和分析计算为基础,在系统层面上整体优化、协同控制区域内多个信号灯的时序逻辑,自适应设定早晚高峰、晴天雨天、局部阻塞等不同条件下的交通策略,实现最优的交通效率。
       智慧城市的供热大脑,类似于智慧城市的交通大脑,能够在系统层面上按照特定工况条件对多个热源的负荷调度,对管网中的各个泵、阀等调控设备的操作进行整体优化和协同控制,从而实现更安全、更经济的热能供应。这种系统级的优化和控制依赖于更广泛的物联感知,以及更多基于模型和数据的分析决策。

       时间回到2016年,阿尔法狗战胜李世石的人机围棋大战都给予了我们更大信心,使我们更清楚的看到了借助信息系统支撑复杂能源系统的运行调度决策的未来,看到了人类业务专家的智慧被固化到信息系统中,进而被大规模复制所能带来的巨大生产力。
       与工业4.0的核心技术一样,智慧供热的核心技术是“信息物理系统”(Cyber-Physical System,CPS),即工业界所说的“数字化双胞胎”(Digital Twin)。


简单介绍下:

       第一,“智慧能源”意味着人类以更聪明的方式使用能源,即更多包容和消纳低碳、清洁、可再生能源,更多节约能源,更多从系统工程角度出发考虑能源系统的全过程整体优化,建设能源互联网,实现可持续的发展,建成更美好的人类家园。
       第二,DCS、SCADA等工业自动化系统的运用,使得操作人员不再需要跑去现场查看就地仪表和手动操控设备,即:帮助运行控制人员完成在集控室中看着大屏幕上的大量运行数据进行系统的调控决策。使城市能源系统具有自感知、自分析、自平衡、自优化的功能,对人类的各种能源需求做出智慧的响应,构建更安全、更可靠、更舒适、更清洁和更经济的能源系统。
       CPS是一种信息系统和物理系统的融合体,具体是一个通过实时感知物理系统状态,而后在信息系统内通过模型分析形成对物理系统的调控策略,再对物理系统执行调控的循环迭代过程。
       中国城镇化进程的快速推进和清洁供暖转型,使得供热系统调度控制的复杂性和动态性开始超越了人脑能够分析和优化的水平,必须依靠信息系统的智能辅助或代替人的智能系统,进行生产大数据分析、调度控制决策优化,从而利用机器智能创造工业价值。
       CPS的目标是通过复杂系统的自感知、自分析、自优化、自调控,实现系统的自适应协调运行。这一技术架构恰好适用于解决清洁供暖条件下,不确定、波动性、大滞后的城市供热系统动态协调控制,正如同大型城市的智能交通调度控制和城市智能电网调度控制的技术方法。