大南湖电厂明珠二级换热站及供热集控中心控制系统研发及应用项目
国网能源哈密煤电有限公司
一、项目案例基本信息
二 、项目案例详细内容
1.项目案例简介
国网能源哈密煤电有限公司大南湖电厂隶属国神公司，是国家能源集团公司 子分公司，位于新疆维吾尔自治区哈密市花园乡，在运2×30万千瓦空冷燃煤供 热机组，在建2×66万千瓦热电联产机组。在运机组分别于2011年9月、11月 投产发电，并替代原哈密一电厂4×6兆瓦机组向哈密市区供热，当前供热能力 1228.4万平方米，目前供热面积884.74万平方米，约占哈密市伊州区总供热面 积的三分之一，向恒信热力趸售热量供热面积163.95万平方米。是国神公司旗 下唯一一家供热收费、服务到户的电厂。供热一级管网总长约125公里、二级管 网总长约400公里。拥有供热首站2座，换热站115座，其中：自主管理的换热 站63座，物业管理的换热站52座。供热范围覆盖天山西路、天山北路、天山南 路、广东路、爱国北路、爱国南路、光明路、融合路、中山北路、中山南路、建 国南路、新民六路、人民路、环城路及西部新区。2018-2023年大南湖电厂已陆 续完成76座换热站自动化改造，主要设备如下，集中供热节能控制装置 (GDHRG-A-1、GDHRL-A-2、GDHRL-A-3),压力变送器、温度变送器、管段式超声 热量表(一次侧热量表)、电动调节阀、远传水表、电动球阀、智能电表、液位 变送器、UPS 电源。已完成自动化改造的76座换热站已实现自动化控制，已实 现远程调控、精细调节，按需供热。还有17座具备改造条件的二级换热站尚未 完成自动化改造，其余10座换热站不具备改造条件，17座二级换热站仍采用人 工调节，通过二次网需求温度，调节站内站外阀门开度，满足二次网测供热温度 需求，但人工调节无法达到精准控制，人员劳动强度较高，存在一定程度的热浪 费现象。2020年对供热集控中心部分服务器等进行了更新，但依然无法满足三 级等保要求，需要进一步提高供热集控中心控制系统数据处理能力、存储能力、 运行能力，使得供热调度及数据保护得到安全、稳定、有效保障，具备三级等保水平 。
2.主要创新点概述
(1)对小区管网智能平衡调控策略研究，反馈调控换热站节能运行。解决 二级换热站过热热耗浪费问题，实现二级换热站一次网回水温降低，充分利用电 厂热量，扩大供热面积、增加供热收入。应用后将提升供热能力8万平方米，每 年新增供热收入超152万元，并可在一定程度上缓解集中供热供需矛盾。
(2)水力仿真技术与智慧供热相结合，利用水力仿真计算软件为热力公司 进行运行工况分析，提供系统负荷变化后的优化调度方案。使可使各二级换热站 实现远程集中控制、自主运行、精细调整、按需供热、保证整网的热力和水力平 衡，降低人员劳动强度。
(3)利用大数据分析算法，通过软件自学习功能，指导换热站精准调控， 实现，实现整网自动化无人值守，避免出现人工调节的粗放式管理，达到精准控 制，二次网压力控制精准度达到99.8%,误差值±0.1bar, 温度控制精准度达到 99.5%,误差值±0.25℃,且可在网络端(电脑),移动端(手机)实时监控全部 供热数据，包含流量、温度、压力，换热站循环泵、补水泵频率、水箱液位等参数。
(4)优化智慧供热软件架构，显著提高供热集控中心控制系统数据处理能 力、存储能力、运行能力，供热调度及数据保护得到安全、稳定、有效保障。
(5)利用AI 算法，通过换热站历史运行数据、室外气象参数、住户室温及 目标室温数据拟合，指导换热站最佳二次供温，并不断自诊断剔除不合理数据， 自分析运行工况，实现“以室温为目标的站荷联动调控”。
(6)生产、收费、客服“三位一体”化建设，通过生产和收费、客服数据 的互相调用，根据数据分析判断住户用热情况，提前发现问题、处理问题，降低 投诉率，提高供暖质量，实现服务前置化。
3、技术实现路径及方法
拟采取的项目实施技术路线：与国内对二级换热站及供热集控中心控制系统 有研究经验的科研单位或企业合作，在国内外现有最新研究成果的基础上，理论 研究与现场应用研究相结合的方式。具体技术路线见下图：
4.应用情况及可推广前景简述
(1)供热集控中心，实时监测热网的温度、流量、压力等参数，通过数据分析 和预测，自动调整运行参数，实现热网的精准调控和优化运行。在供热面积不变 的情况下，降低热网循环流量，增大供回水温差，节能降耗，从而扩大供热能力， 增加供热收入。
(2)可使自动化改造完成的17座二级换热站实现远程集中控制、自主运行、精 细调整、按需供热、保证整网的热力和水力平衡，降低人员劳动强度。
(3)实现整网自动化无人值守，避免出现人工调节的粗放式管理，达到精准控 制，且可在网络端(电脑),移动端(手机)实时监控全部供热数据，包含流量、 温度、压力，换热站循环泵、补水泵频率、水箱液位等参数，并具有事故状态下 的自动保护功能。二次网压力控制精准度达到99.8%,误差值±0.1bar, 温度控
制精准度达到99.5%,误差值±0.25℃,达到精准控制。
(4)显著提高供热集控中心控制系统数据处理能力、存储能力、运行能力，供 热调度及数据保护得到安全、稳定、有效保障。
(5)现有智慧供热平台已完成升级，达到可利用数据对接模式将运行数据传至 智慧供热平台，对接频次可设置，实现数据实时上传。系统经过有效的参数整定， 配合系统自检，历史存储，事故追忆，数据报表等成熟经验，有效降低人员成本 和安全隐患，提高整个热网系统的可靠性和可视性。数据报表系统可生成每日每 周每月的各种运行和分析报表，可指定查询任意一段时间内的报表数据，并实现 下载和打印。
5.经济效益及社会效益情况
节能降耗：按照2024-2025采暖季实际运行参数，室温下降4.33℃,17座 换热站，42.21万m²供热面积，年节热量1.28万GJ, 以0 . 5GJ/m²为能耗基准， 预计提升供热能力2.56万m²,每年新增供热收入约55.808万元；若按照室温标 准，将室温降到20℃,室温下降9.63℃,年节热量2.64万GJ, 以0.47GJ/m²为 能耗基准，预计提升供热能力5.617万m², 每年新增供热收入约122.4506万元。
人力成本优化：17座热力站成功实现“无人值守、少人巡检”模式。原先 分散在各换热站的人工抄表、现场调节、故障排查等工作，现集中至集控中心， 由少数专业人员即可高效完成，直接降低人工成本。
项目直接惠及大南湖电厂明珠二级换热站所覆盖的热用户。供热质量的稳步 提升，确保了居民在冬季的温暖与舒适，堪称一项重要的民生工程。
自动化、精细化的调控机制有效解决了同一管网内不同用户“近热远冷”的 冷热不均问题，从源头上减少了因供热质量问题引发的社会矛盾和投诉，显著提 升了政府和社会对公用事业服务的满意度。
智能供热作为智慧城市建设的重要组成部分，该项目的成功实施，充分展示 了当地在运用高新技术提升城市基础设施管理水平方面的显著成果，有力助推了 城市现代化形象的提升。
6.项目案例获专利及奖励情况：
实用新型专利1项，论文1篇(核心期刊发表),其中：实用新型专利申请 已成功取得国家知识产权局受理(一种二级换热站向热网水管道补充循环水装 置),论文《基于换热站远程集中控制系统的供热节能优化研究》已在知网期刊 一仪器仪表用户2024年第11期成功发表。
京公网安备 11011502004515号 
