[00133150]基于机理仿真与智能算法的智慧供热技术的研发与应用

①课题来源及背景 本成果属于现代化集中供热领域。随着城市集中供热的快速发展,出现了越来越多的大型或者超大型集中供热企业,为了解决大型热网所面临的管网半径大、用户数量多而杂、供热负荷供需不平衡、二级网水力失调度大和供热风险高等难题。供热行业内先后出现了热力站无人值守、远程集中监控调整、热力站自动跟踪调整、供热企业网络服务平台等先进技术,降低了企业人员工作强度,提升了企业现代化管理水平,但在如何使热网运行状态最优、居民室内最舒适、运行成本最低以及供热风险全面管控等方面缺少科学系统的技术解决方案。为此,我公司以“智能热网研究与应用”科技项目开展为契机,进行项目攻关,制定了“基于机理仿真与智能算法的智慧供热技术的研发与应用”的技术方案,通过研究与实践应用,取得了成果,达到了预期目标。 ②技术原理及性能指标 该成果涉及传热学、热弹性力学、控制理论、系统辨识理论以及大规模网络数值模拟、人工智能算法等,是多学科交叉研究领域。项目构建的新型城市智慧供热系统,研发的整套基于机理仿真与人工智能融合的智慧供热与能效提升技术,将为提升公司智能化管理水平,乃至我国热力行业的健康发展和节能减排提供技术支撑,具有广泛的应用前景。 ③技术的创造性与先进性如下： 1、首次提出了完整的基于机理模型与智能算法融合的智能引擎构建技术路线,解决了现阶段城市智慧供热系统存在的供热能耗高、智能化水平低等关键性、基础性和共性问题; 2、利用信息物联网记录的运行数据和天气预报数据,采用机器学习技术建立数据驱动的热负荷预测模型,实现对热负荷的准确预测,解决供热调整滞后、负荷预测不准确的难题。 3、基于设备物联技术,提出了二网平衡优化控制策略,发明了物联网水力平衡阀,解决了二次网水力失衡的问题,为供热企业提供调整依据。 4、首创了热网GIS与多媒体交互技术相结合的可视化平台,构建供热管网动态仿真模型和空间地理数据库。解决了大型热网调度复杂、热网仿真、管线选型设计等问题,实现了管网信息集成化显示。 ④技术成熟程度、适用范围和安全性 该项目获得2项国家发明专利,1项实用新型专利,2项软件著作权。 该项目智能调控、水力平衡等部分成果在大庆、鸡西地区供热企业推广应用,取得了较好收效。 ⑤应用情况及存在的问题 该项目关键技术主要应用于哈尔滨群力地区1800万平米供热面积,涉及用户约15.3万户, 2018-2019供热期项目经过验证热耗降低1.03瓦/平米, 企业节约成本1102余万元,增加带负荷能力15万平米,增收1031万元,直接经济效益合计2133万元。居民用户室温22℃-24℃,投诉率由3%下降至0.7%。热源厂碳排放减少1.24万吨。同时通过水力工况的改善,本地区热源厂（大唐哈尔滨第一热电厂）热网带负荷能力提升约15万平米,严寒期（室外-26℃）热力站一次网流量由设计8.3吨/万平米降至5.8吨/万平米。 ⑥历年获奖情况 无。