基于互联网的热电厂热力生产调度与管理系统的设计.docx

          基于互联网的热电厂热力生产调度与管理系统的设计                    摘要：结合当前的技术发展和热电厂运营管理需求，探讨构建基于互联网的热电厂热力生产调度与管理系统该系统具有需求计划管理、发电与热力调度、热用户参数控制、应急状态处置、综合信息管理等多种功能，将有助于提高热电厂的精细化管理水平，保证热网运行的经济性和安全性，推动智能化电厂建设，具有较好的应用前景关键词：互联网；热电厂；热力生产；调度管理系统随着国家“节能减排”政策和大气污染防治行动计划的推进，许多以发电为主的电厂转变运行方式，开始对外供热，热力生产与经营管理成为热电厂的主营业务之一同时，我国的集中供热系统发展迅速，供热距离不断增长，供热范围不断扩大然而，传统的供热管理粗放，不能及时掌握用户需求，供热系统运行效率低、热损失大、难以保证热网的经济、安全运行热电厂热力生产调度与管理的精细化水平急待提升互联网、移动通讯、工业控制、电子商务等技术飞速发展，使设计开发基于互联网的热电厂热力生产与运营管理系统成为可能通过互联网可以及时获得大量分散热用户的负荷需求、采集管网实时供汽参数，经管理系统统计、分析、发布，实现数据共享；热、电负荷需求通过系统优化计算，形成各台机组优化调度指令，满足热力需求与机组出力相匹配，实现经济运行；系统同时生成各热用户参数调度指令，通过互联网下传至各终端控制器，实现精准调节，联动控制，最终提高管理效率、降低运营成本，实现智能供热。

1系统架构设计系统平台由三层网络结构组成，上层为集中控制中心，中间层是六个重要功能子系统，下层是就地管网与用户控制终端，系统网络拓扑结构如图1所示图1系统网络拓扑结构集中控制中心与各功能子系统通过工业控制网络连接并接入互联网，各终端通过移动通信网络和互联网接入中间层相关子系统，各热用户通过互联网接入相关子系统热力生产与运营管理全部业务通过互联网、移动通讯网、工业控制网络以及专用网络进行互联，完成数据、指令的采集、传送、处理和共享，实现需求、计划、调度、控制、计量和结算等各项业务流程的管理要求2主要功能设计2．1集中控制中心集中控制中心设置在热电厂内，是热力生产与运营管理的指挥中心和数据中心，由若干服务器、操作员站、工程师站、防火墙、网关、交换机、接口机、实时数据库、历史数据库、大屏幕、网络打印机等构成系统能在电厂热网管理中心实时显示各热用户处蒸汽的瞬时流量、温度、压力、累计流量、断电记录、报警数据（变送器配电故障、压力、温度越限、超流量、失电及通讯异常报警等）、阀门状态等，能对整个热网进行全面的24小时监视及数据记录2．2主要功能子系统热电厂热力生产调度与管理系统系统设计有六个功能子系统，通过热电厂热力生产设备、仪表、自控系统之间的信息采集传输，并对各子系统的信息数据进行智能处理，实现各个子系统协同操作、联动控制。

1）需求计划管理需求计划管理子系统可以很好地解决热电厂热力生产供应和用户需求的匹配问题，包括需求申请模块，各注册热用户借助互联网，通过电脑甚至来填报次日／月用热需求计划，包括温度、压力、流量等参数；需求审批模块，热电厂生产计划管理人员根据热电厂机组状况和供热能力，进行短期、中期供热量预测，形成次日／月向热用户供应热力的计划，下达发布给热用户，如图2热负荷日供应计划曲线，方便热电厂和热用户根据热力供需情况合理组织生产；查询与统计分析模块，用于向供需双方提供查询、统计和分析功能图2热负荷日供应计划曲线2. 发电与热力调度管理发电与热力调度管理子系统将根据热力负荷需求和电网发电计划，同时结合热电厂各台机组能耗水平和设备状况，经过优化计算，生成各台机组供热负荷指令和热力参数，提交给发电厂DCS系统，发出发电和供热负荷调节指令，调节控制相关阀门等执行机构动作，实现热力和发电负荷优化分配，达到热电厂发电和供热综合能耗最低、能效水平最优3. 热网监控热网监控子系统一方面接收远程测量终端传送的热用户蒸汽测量数据信息，实施对用户数据的显示、存储、分析、处理；另一方面，通过互联网、工业控制、远程通信技术，对各支线、各用户远程终端阀门进行调节控制，保证满足用户的参数需求。

4. 应急处置供热系统热源不可避免地会发生故障，当发生故障时，面对成百上千个热用户如何科学决策，应急处置子系统可以提供很好的技术支撑根据管网阻力特性和热力学特性，预先制定故障情况下分级管理策略当热电厂侧出现故障不能保证满负荷供热时，通过计算得出当前供热能力下最佳热力供应方案，向远程终端发送调节控制指令，来科学合理地中断、减少或转移部分热用户的热力供应，既保证重点热用户的供热，避免造成重大财产损失，又能最大限度地保证热网应急状态运行的经济性，同时有利于推动热电厂供热生产和管理的智能化发展输入热电厂在故障状态能提供的供热流量、故障发生的时间，同时选择“按阻力损失最小”还是“按热量损失最小”计算方式，点击“优化计算”按钮，就可以给出故障状态下的合理供热方案，明确关停的热用户，给供热管理提供了方便2．3热力管网与用户控制终端用户控制终端是实现热力输送精确控制的关键，由高速无线通讯模块、数字量与模拟量转换模块、集成智能仪表、小型PLC控制器、电源模块等部分构成，封装在户外型高防护等级终端箱内就地用户控制终端可以实时采集就地热力管道蒸汽的温度、压力、流量等传感器测量参数和管道电动调节阀门的数据，实现就地显示、结算的同时，通过移动通讯网络GRPS（也可以选用4G网络）再经互联网与热网监控子系统服务器连接，实现数据上传。

就地用户控制终端同时负责接收上一级系统发来的控制指令，调节或快开／关管道阀门，实现对用户热力供应的精准调节3结束语将互联网、工业控制、远程通信技术思想应用到热电厂热力生产和运营管理上，不仅是技术管理水平的创新，而且是热力市场管理模式的创新，将有利于推动热电厂热力生产和运营管理向标准化、网络化、数字化、平台化、直至智能化方向发展热电厂热力生产调度与管理系统将改变以往供热粗放管理方式，适应供热生产和经营管理精细化的趋势和要求，进一步丰富了管理技术手段，提升了管理水平，增加了社会服务的透明度，将有助于热电厂取得较好的经济效益和社会效益，具有较好的实用推广价值和应用前景参考文献［1］宋云鹏．“智慧供热”在集中供热中的研究与发展方向探讨［J］．供热制冷，2017（11）：36  -全文完-。