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關于智慧供熱系統的那些事

如今,“智慧”已經成為了一個時髦的修飾詞。但是,對于供熱等城市能源系統,“智慧”卻具有切實的愿景和內涵,人們希望它能夠真正的做到智慧。

       智慧供熱系統是以供熱信息化和自動化為基礎,以信息系統與物理系統深度融合為技術路徑,運用物聯網、空間定位、云計算、信息安全等“互聯網+”技術感知連接供熱系統“源-網-荷-儲”全過程中的各種要素,運用大數據、人工智能、建模仿真等技術統籌分析優化系統中的各種資源,能夠支撐供熱系統運行過程中人的思考決策的新一代供熱系統。

       智慧城市的交通大腦,不再是孤立的控制各個路口信號燈的時序邏輯,而是以監測感知和分析計算為基礎,在系統層面上整體優化、協同控制區域內多個信號燈的時序邏輯,自適應設定早晚高峰、晴天雨天、局部阻塞等不同條件下的交通策略,實現最優的交通效率。
       智慧城市的供熱大腦,類似于智慧城市的交通大腦,能夠在系統層面上按照特定工況條件對多個熱源的負荷調度,對管網中的各個泵、閥等調控設備的操作進行整體優化和協同控制,從而實現更安全、更經濟的熱能供應。這種系統級的優化和控制依賴于更廣泛的物聯感知,以及更多基于模型和數據的分析決策。

       時間回到2016年,阿爾法狗戰勝李世石的人機圍棋大戰都給予了我們更大信心,使我們更清楚的看到了借助信息系統支撐復雜能源系統的運行調度決策的未來,看到了人類業務專家的智慧被固化到信息系統中,進而被大規模復制所能帶來的巨大生產力。
       與工業4.0的核心技術一樣,智慧供熱的核心技術是“信息物理系統”(Cyber-Physical System,CPS),即工業界所說的“數字化雙胞胎”(Digital Twin)。


簡單介紹下:

       第一,“智慧能源”意味著人類以更聰明的方式使用能源,即更多包容和消納低碳、清潔、可再生能源,更多節約能源,更多從系統工程角度出發考慮能源系統的全過程整體優化,建設能源互聯網,實現可持續的發展,建成更美好的人類家園。
       第二,DCS、SCADA等工業自動化系統的運用,使得操作人員不再需要跑去現場查看就地儀表和手動操控設備,即:幫助運行控制人員完成在集控室中看著大屏幕上的大量運行數據進行系統的調控決策。使城市能源系統具有自感知、自分析、自平衡、自優化的功能,對人類的各種能源需求做出智慧的響應,構建更安全、更可靠、更舒適、更清潔和更經濟的能源系統。
       CPS是一種信息系統和物理系統的融合體,具體是一個通過實時感知物理系統狀態,而后在信息系統內通過模型分析形成對物理系統的調控策略,再對物理系統執行調控的循環迭代過程。
       中國城鎮化進程的快速推進和清潔供暖轉型,使得供熱系統調度控制的復雜性和動態性開始超越了人腦能夠分析和優化的水平,必須依靠信息系統的智能輔助或代替人的智能系統,進行生產大數據分析、調度控制決策優化,從而利用機器智能創造工業價值。
       CPS的目標是通過復雜系統的自感知、自分析、自優化、自調控,實現系統的自適應協調運行。這一技術架構恰好適用于解決清潔供暖條件下,不確定、波動性、大滯后的城市供熱系統動態協調控制,正如同大型城市的智能交通調度控制和城市智能電網調度控制的技術方法。

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