在当前中国，采暖范围遍布全国17 个省、市、自治区，占全国面积的60%以上，采暖人口7亿以上。目前我国主要的供热方式为集中供热和分散供热两种主要方式。

其中，集中供热的热源主要以热电联产和区域锅炉房为主，每年供暖消耗煤炭超过5亿吨。能源结构和产业升级形式严峻。具体表现在：

1）我国目前采暖系统仍然比较落后，普遍在低负荷、低效率下运行。

2）我国热网水力失调，据统计，因热网水力失调造成的热损失约为10%，绝大部分锅炉供热系统因为采用直接联接方式，锅炉运行人员普遍靠经验烧锅炉，缺乏对运行工况系统的分析判断，造成供热系统未能在最佳工况下运行。

3）我国热网的控制调节和管理方法还很不成熟，当发生故障时，集中供热系统不能及时发现及排除故障，影响系统的可靠运行。

热网是一种复杂的分布式管网系统，整个集中供热系统是一个非线性的网络；热用户不是孤立存在的，各个热用户之间相互关联，使热网系统存在着强耦合性。

集中供热网的特性使热网控制面临一些问题：

热网的稳定性差--频繁的调节可能造成热网的振荡；

热网的耦合性强--热网局部参数的变化可能导致整个热网状态的变化，增大控制的难度；系统内各换热站独立控制，由于耦合作用热力工况失调难以消除，造成用户冷热不均；

热网的控制响应不及时--当环境温度变化时供热参数未能及时调整，系统不能在最佳工况运行，供热量和需热量不匹配；故障发生时，不能及时诊断报警，影响可靠运行；

由于热网缺少全面的参数测量及数据传输手段，无法对运行工况进行系统的分析判断，数据不全，难以量化管理。现实世界物体的实时信息获取和监控能力有限，物联网是解决这一问题的有效办法。我校杨建华教授团队开发的“基于物联网的热网分布式智能管控系统”改变了传统的供热控制技术，可以从根本上实现供热高效节能环保的突破，实现城市供热系统的物联化、互联化和整体化、智能化、节能化，提高政府的城市管理与服务水平，促进城市的协调发展，打造绿色低碳环境，实现对城市供热的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化，在集中供热行业具有很好的推广前景。

热网分布式智能管控系统通过统一数据接口，将与生产运行调度密切相关的各个系统数据关联起来，全面反映当前热力管网系统的运行状态以及发生的故障信息。系统将实现以下目标：

1) 信息集成，安全高效

整合供热用户、管网、换热站、热源的实时数据，建立供热生产数据库，实现各类信息在统一的管理平台上处理、显示、存储、打印等，通过历史数据和实时数据的比较，分析热网运行状态，并且提供不同的用户权限实现不同供热系统的调度管理，保证了供热过程的安全高效运行。

（换热站现场和换热站现场控制器）

2）远程管理换热站，提高效率

换热站现场数据通过有线及无线等传输方式自动定时传送到调度管理平台，工作人员通过简单的可视化操作界面快速完成工作内容，减少人为操作的失误，提高生产效率，同时节省人力。

(换热站现场控制触摸屏)

（换热站无人值守远程监控界面）

3）智能在线诊断各类故障，减少损失

热网监控中心与现场数据保持同步，利用故障智能预报与在线诊断技术，及时发现不正常工况，避免了偷水、漏水现象。现场计量出现故障可以在最短的时间内发现，并将故障时间记录备案，避免计量方面的损失。提高对事故的应急处理与预案能力，保证供热指标，减少供暖用户的投诉。

4）整体优化，节能减排

管理系统根据室外温度的变化以及热负荷的变化，通过对热网采用神经网络算法按照多变量对象对热网进行整体优化计算分析，使热网达到全网络整体优化运行，统一调节各热力站阀门开度等，使各热力站供（回）水温度接近一致，实现热网整体平衡运行，达到均匀供热、按需供热，最大限度的节能降耗。

5）供热能效考核，提高利润

通过对供热数据的进一步的筛选、统计、分析、对比等，整体了解各能源介质的消耗情况、节能指标完成情况。依据系统处理后的数据指标进行考核，根据对比分析结果，帮助公司领导层进行决策支持，并依据这些数据制定新的节能指标或更加科学合理的考核依据。

“基于物联网的热网分布式智能管控系统”目前该项技术已成功应用在“沈阳皇姑区集中供热网”、“大连辽渔集团动力公司供热网”、“大连船舶重工集团有限公司厂区供热网”。

(大船集团厂区供热网管理人机界面)

专家简介：

杨建华，大连理工大学控制科学与工程学院教授。致力与将自动控制领域的先进理论与最新技术应用于生产实际，为企业解决生产实际中遇到的现场数据采集、数据传输、信息集成与优化控制问题，提高企业的生产自动化与管理信息化水平，创造更好的经济效益与社会效益。

近10年来，多项成果获鉴定，共获辽宁省政府科技进步二等奖一项、中国石油和化工科技进步二等奖一项、辽宁省政府科技进步三等奖两项、辽宁省优秀新产品二等奖一项、农业部乡镇企业局科技进步三等奖一项、中国煤炭工业科学技术三等奖一项。项目组共承担国家、省、市及企业委托项目30余项，合同金额超过800万人民币，尤其是近年来为配合辽宁省老工业基地改造，将最新信息技术应用于省内企业的技术改造及技术进步中，先后为辽宁渔业集团、大连开发区燃气公司、沈阳皇姑供暖公司、大连船舶重工集团有限公司、锦州六陆公司、辽河油田、抚顺中石油八建公司、大连电磁集团等省内企业完成各类项目十余项，提高了企业的生产自动化与管理信息化水平，创造了更好的经济效益与社会效益。

编辑排版：刘  涛

责任编辑：蔡  琳