背景介绍
- 智慧供热发展历程：北京热力自2012年起推进供热系统智能化，经历了智能化热网调度体系建设、热网在线仿真与优化调度、基于室温的换热站+单元协同调控、室温气象数据平台等阶段，2022年起开展全市大规模智慧供热改造。
- 挑战：碳达峰碳中和要求供热系统节能降耗，传统供热行业亟需数字化、智能化升级，智慧供热是北方智慧城市建设的重要组成部分。
- 发展历程：我国北方供暖面积211亿平方米，供热碳排放5.5亿吨/年，亟需智慧供热升级。相关政策包括《能源生产和消费革命战略(2016-2030)》、《北方地区冬季清洁取暖规划》等。
- 典型模式：集中供热系统结构包括热源、一级管网、热力站，存在温度传输延迟、强耦合等问题，亟需智慧供热系统辅助调控。
- 智慧供热必要性：能源转型和清洁供热增加供热系统调控复杂性，需智慧供热系统辅助或代替人工智能。
北京热力智慧供热发展历程
- “十四五”之前工作：北京热力开展智能化热网调度体系建设、热网在线仿真与优化调度、成本分析管控、自动化基础建设等。
- 2017年三河项目：实现千万平米级城市热网数字孪生建模，热源供热量优化节省燃气消耗2201.7万m³，节能率5.03%。
- 2019年丰台项目：引入人工智能算法，实现按需精准供热，综合节能量99.93tce，节能率9.22%。
- 2020-2021年门头沟项目：实现“源-网-站-线-户”全过程精准调控，黑山锅炉房节能率3.62%，年节约费用221.6万。
- 2022年至今大规模改造：完成2082.42万㎡和2418.79万㎡改造，采暖季平均节热率6.39%-7.37%，减排二氧化碳1.97万吨-3.39万吨。
智慧供热改造技术路线
- 总体技术路线：基于数字孪生模型的“源-网-荷”协同运行调度，包括机理与数据协同驱动的“智能运行与调控”、以人工智能技术为基础的“数字孪生”全域物联网。
- 核心技术：智慧供热平台，实现全要素数字化表达、“户-线-站-网-源”全链条闭环预测性控制、热负荷多尺度全时空精准预测、特性数据辨识、全系统多目标寻优。
- 设备改造：热源侧增加物联感知设备并升级自动化控制程序；热力站侧进行热网数字孪生建模、锅炉群控改造；楼口和用户侧进行单元精准调控改造、楼口精准调控改造、户级精准调控改造。
改造效果
- 经济效益：2022-2024年实施智慧供热改造约2750万平方米，采暖季平均节热率6.39%-7.37%，节热31.19万GJ-53.68万GJ，减排二氧化碳1.97万吨-3.39万吨。
- 管理、安全效益：全流程信息化管理，故障诊断与应急响应，实时监测与预警机制。
- 社会效益：加速转型，提质增效，人才培养。
- 科技效益：参与编制国家、行业、团体标准，填补行业空白，规范行业发展。
未来展望
- 系统介绍：推进城市热网调度体系与智慧供热调控深度融合，推动城市公共服务系统、建筑数据互联互通和服务统一调度。
- 发展方向：统筹老旧管网改造、智慧供热改造项目，优化智慧供热平台功能，推进AI调控融入调度体系，结合居民热计量改造推动分户按需智慧供热。
- 项目特点：构建全时空态势感知体系和数据流转体系，可视化运营、智能诊断、智能决策、智能运维，“户线站网源”协同联动。
- 技术优势：“云-边-端”协同推动人工智能应用全栈式部署，提供全链路智能化服务，驱动生产运行、客户服务、能耗管理等模式变革。
