引言

智慧供热是指利用信息技术和物联网技术，实现供热系统的智能化、网络化、信息化和数字化，从而提高供热效率，降低能耗和排放，满足用户的个性化需求。智慧供热是一种具有广阔发展前景的供热模式，它不仅能够提高供热效率和服务水平，满足用户的个性化需求，同时也能够降低能源消耗和环境污染，助力城市节能减排，推动城市的可持续发展。

1供热系统智慧化管控概述

智慧供热就是以供热物理设备网为基础，以供热信息物联网为支撑，通过智能决策系统，为运行管理人员提供辅助决策支持，在确保室内舒适度的前提下，降低运行能耗的供热系统形式的管理中心。这里的供热物理设备网指的是以热源、供热管网、用户系统、就地显示仪表和控制调节设备组成的网络；供热信息物联网则是以传感器、数据采集设备、数据传输设备等组成的网络；智能决策系统基于供热物理设备网和供热信息物联网组成的供热智能分析平台。目前，城区热力公司已经形成了由热源到换热站（中继泵站）再到用户的供热设备网和供热信息物联网，通过上位智能分析平台形成决策指令反馈到热源、换热站、用户下位的设备进行相应调整，实现精准供热。当前但是传统的供热系统存在供热资源利用率低、热力不平衡、用户感知体验差等问题，已经难以满足当前对高效、经济、绿色、优质供热服务的需求。为实现供热能源的高效利用和科学管理，建立精细化、信息化的供热管控模式，推进供热系统智慧化升级刻不容缓。智慧化供热系统是在传统供热系统基础上，综合利用包括物联网、云计算、大数据、人工智能等信息技术手段，构建新型的供热监测、控制和管理模式。智慧供热管控系统通过布设在供热网络各要点的智能传感器，实时获取流量、压力、温度等各项运行数据，并通过有线或无线网络将数据传送至云平台，在云平台上利用模型预测、模糊控制、优化计算等方法分析处理数据，实现对供热系统的监测预警、诊断分析、辅助决策、自动控制和信息服务等功能。从体系结构看，智慧化供热管控系统主要包含传感层、网络层、平台层和应用层。传感层通过各类智能传感器采集热源、传输网络和用户端的运行数据；网络层构建起连接传感器、控制器、执行机构的数据传输系统；平台层提供数据存储、计算分析、建模仿真、优化决策等功能；应用层面向调度人员和终端用户提供监控、预警、调度、诊断、预测等服务。

2智慧供热行业面临的主要问题

2.1缺少整体的供热体系

当前，我国众多城镇的供热网络系统仍有待完善，这严重制约了精准供热的全面化，使得节能减排目标难以实现，同时，供热企业的运营管理水平也有待提升，亟须通过技术创新和应用来突破发展瓶颈。为了提高自身的服务效率、实现精细化发展，供热企业必须倚重全面、精准的数据支持，深入挖掘潜在的节能潜力。城镇化建设进程的加快，供热企业应把握这一发展机遇，通过技术创新、技术引进以及技术应用，来促进企业对能源的有效利用，进而实现节能减排的发展目标。

2.2控制模式与实际系统匹配度有待提升

智慧供热控制软件系统开发直接关系到系统能否安全、可靠运行，能否实现预期目标。目前，智慧供热软件系统开发过程中存在与属地实际供热系统匹配度不高的问题，往往将A地的控制软件直接应用于B地，并未进行充分的系统适应性分析，从而导致了多地供热运行过程中出现局部故障，严重影响了供热系统的安全、稳定运行。

2.3耗能增大

城镇在城镇化的高速进程中由于要承载新的城市功能，而率先发展的是建筑业，无论是新城区的开发建设，还是新建的经济区或工业园区，无论是特色文化旅游区，还是新型农业示范区，无论是海洋经济，还是高铁新城，都在加速建筑面积的扩大，而供热的需求也随之爆发性增加。建筑面积的增加。建筑功能多样性的增加，势必造成热负荷的急剧增加，去年北方城镇供暖能耗为2.01亿tce，占建筑能耗的21%。此外，城市空置率也随着建设而增加，大都在15%~20%，个别地区更高，这些也增加了建筑的能耗损失。

2.4智慧供热相关设备仪表的质量参差不齐

智慧供热系统中智能化调控设备与仪表相当于人的“手脚和眼睛”，它们的质量优劣直接影响平台的计算分析、策略出具、指令下发、精准控制。但遗憾的是，目前市面上的相关产品质量相差很大，有些产品虽然价格便宜，但是精度太低，导致检测数据不准，控制精度不够，无法真正发挥智慧供热系统的作用。

3智慧供热体系的发展与构建措施

3.1建立健全标准规范

智慧供热系统不仅是现代化城市建设的核心要素，而且在提升能效、减少污染物排放方面发挥了重要作用，它代表了供热服务水平的现代化发展方向。在积极应对“双碳”战略目标的背景下，供热行业面临着前所未有的挑战和机遇。为此，必须集中精力为智慧供热系统的设计与实施提供科学、具体的指导方案，这将有力推动智慧供热技术的深入发展，加速技术的普及和应用，并激励整个供热行业的转型升级[7]。通过智慧供热系统的实施，能够促进智慧城市的建设，优化能源利用效率，提高行业管理水平，将为供热行业提供坚实的技术支持，还将引导行业朝着更高效、更环保的方向发展。因此为了确保系统的稳定性和可靠性，亟待建立健全的相关标准规范，以指导系统的规划、设计和实施。

3.2智慧设备网

智慧设备网将热源、热网、热力站、热用户等4部分进行“智慧化”，热源是指将能源形态转化为符合供热要求的热能形态的设施，其智慧化是指采集热源内介质温度、压力、流量等数据，并进行学习、分析和预测，对所有动力设备实现智能化控制和安全管理。热网是指连接热源和热力站，以及热力站和热用户的供热管线的总称，前者为一次网、后者为二次网，其智慧化包括关键节点数据远程监测、管线测漏、井室智能监测和井盖防盗报警等。热力站亦称换热站，是指将热源提供的高参数热量转换为适用于热用户的低参数热量的设施，其智慧化是指采集热力站内介质温度、压力、流量等数据，并进行学习、分析和预测，对所有动力设备实现智能化控制和安全管理。热用户是指从二次网获得热量的供热系统终端，包含楼栋热力入口、楼栋内公共管道和住户系统，其智慧化是指采集楼栋热力入口的供回水温度、压力、流量等关键数据和能够反映建筑内部温度的典型住户室温数据，对楼栋热力入口或住户进行智能化控制和安全管理。智慧设备网的建设从热源、管网、热力站及热用户出发，从基础方面设置智慧化供热关键设备。智慧设备网作为智慧供热的基础，以实现设备网的可调可控、管网平衡与自动调节为目标。热源智慧化设备包括在线远传温度、湿度、压力、烟感、水浸传感器，有毒有害气体检测，水、电、热数据远传表，变频器及配套变频柜、电动阀等一系列锅炉自控设备，以及数据采集器、通信网关、热源智能控制系统等新能源设备。热网智慧化设备包括在线远传温度、湿度、液位、压力、位移传感器，管道泄漏报警系统等管网感知设备。热力站智慧化设备包括在线远传温度、湿度、压力、水浸传感器等传感设备，以及远程电动调节阀等调节设备。热用户智慧化设备包括室温采集器等采集设备，电动调节阀、平衡阀、电控箱等热用户设备以及热表扩展模块等单元阀设备。

3.3实现智慧供热

智慧供热的核心仍然是供热，是以在供热物理设备网基础上建立的以供热信息物联网为支撑，通过智能系统，为用户提供决策支持，实现高质量、高效率、精细化、人性化、低成本的发展；传统的供热模式是满足用户的整体需求，智能化供热系统更加注重不同用户群体的个性化需求，将服务贯穿于各个环节及全寿命周期，用最低的成本、最高的效率，最大程度满足热用户需求。智慧供热的总体目标是：用户舒适满意、系统安全可靠、能源利用高效、低碳清洁经济。智慧供热提供了基于大数据（供热运行大数据）、云计算（公有或私有云平台的计算能力）、物联网（无线射频、NB-IoT等传输模式）、人工智能（大数据清洗、机器学习）等技术的智慧供热整体解决方案，将热力系统打造成为“超强大脑”，为热力企业智慧化升级赋能，最终形成具备区域特色的智慧供热体系。在供热节能方面，供热节能改造以传感器、数据采集设备、数据传输设备等组成供热物联网，实现供热智能化决策，有效降低运行能耗，未来智慧供暖前景可期。为加强城区供热管理，保障供热质量和服务水平，立足实际情况，结合长远发展规划，高标准建设智慧供热管理系统，平台可以通过大数据、人工智能等科技手段，帮助企业降低供热耗能，实现“精准供热”“按需供热”，力争实现供热管理的革命性突破。以科技创新为发展引擎，推动绿色经济发展，实现经济低碳转型，以及在“碳达峰”“碳中和”战略的引领下，春城热力积极推动清洁能源供热改革。

3.4构建多能互补系统

多能互补系统通过一体化管理理念，将多种分布式能源集成到一个综合性的能源网络中，形成一个多元化的能源互联网。为了实现多能互补，需建立一个以“互联网+”为核心的智能能源利用体系。该体系能够有效协调各种能源的运用，增强清洁能源的推广，进而提高供热系统的运行效率。这一模式在城镇供热系统中表现尤为突出，它能整合城镇及其周边的清洁资源，助力实现低碳环保和节能减排的目标。通过引入新质生产力、储能技术、光伏、风电等创新技术和新能源，能优化现有的供热方式，可为传统供热系统带来革命性变革，也是实现可持续发展的重要途径。

3.5加强多部门协同，推进低碳供热落地实施

由于目前与新能源、可再生能源供热发展相适应的投资建设体制、运行维护机制还不完善，城市建设项目主体的积极性、主动性不高，同时街区层面控规阶段难以提出针对地块新能源和可再生能源供热占比指标，项目建设主体对新能源和可再生能源供热占比存在分歧。因此要在控制性详细规划、地块规划综合实施方案征求意见时，充分利用多规合一平台加强协同，加强与市发改委、市城管委、市生态管理局等部门会商，解决新能源和可再生能源供热落地实施问题。

3.6用户交互技术

用户交互技术是实现供热系统智慧化管控的关键技术之一。它主要通过各类软硬件平台，建立系统与用户之间的交互渠道，实现用户需求的收集和快速响应。常见的用户交互技术包括移动APP、小程序、智能语音等。移动APP是实现供热企业与用户互动的重要手段。供热企业可以开发专门的APP，提供订阅供暖、缴费、报修等服务。在供暖季节，APP可以推送供暖提示信息，提醒用户注意采暖事项，避免冻水管等问题的发生。APP还可以定时推送用热知识、节能技巧等用热宣教信息，帮助用户正确安全使用供暖设施。此外，供热企业也可以在APP中设置在线客服或用户反馈渠道，方便用户提出问题、建议和投诉。通过APP收集的用户数据，可以应用大数据分析技术，实现对供热需求的预测。而精确预测用热负荷，可以使热源更合理地安排供暖计划，大幅提高能效。与移动APP功能类似，小程序也可以提供类似的供暖服务互动。相比APP，小程序具有开发周期短、传播快等优势，可以更快速地推出新功能，满足用户需求变化。一些常见功能，如在线缴费、报修预约等，都可以通过小程序快速实现。

结语

目前，供热行业暂无智慧供暖国家统一行业标准，国家应出台智慧供热建设标准与规范，进而指导智慧供热行业健康发展。随着各地城市智慧供热技术标准的发布，解决了部分城市间智慧供热壁垒。智慧供热作为智慧城市建设的重要一环，服务民生，节能增益，是未来供热行业的发展主题。

参考文献

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[2]吴琦,金洋,韩旭.“双碳”目标下的能源发展路径[J].有色冶金节能,2021,37(6):6-9.

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