一、项目概况

威海热电集团负责威海市80%供热面积，目前共有热力站内测控系统（二级站200座）、虚拟站（116个）、远程网络通讯楼宇控制调节阀（18000个左右），调度系统总点数在30万点左右，数据采集频率1秒。

威海热电集团智慧信息化供热调度系统，集地理信息、气象管理、负荷预测、热网监控、客服、收费、热量量远程抄表、远程室内测温系统、生产调度管理和生产计划管理、能源管理、用户室内温度远程监测等各子系统于一体的管控一体综合性服务管理信息平台。以控制为中心，兼顾管理功能，在满足热负荷需求刚性指标的基础上，通过科技手段，实现节能环保，节省经济成本。

二、项目特色

• 数万台设备、近30万个采集点，系统稳定运行。

• 突破传统热网监控，从换热站层过渡到楼栋层级，实现对二次网中楼控阀的采集和监控。

• 实现设备通讯管理功能，系统故障，第一时间找到故障原因。

• 气象数据管理，能耗分析，负荷预测，热网平衡控制等功能的实现，达成了节能降耗、控制成本的目标。 

• 关联地理信息系统，实现水力平衡分析。

• 手机APP/iPad实现移动办公，实时监控。

三、系统架构

系统采用CS架构，采集与监控相互独立，模块化的结构设计在部分系统故障时其它部分能够正常运行，缩小系统受影响的范围，提高系统的安全性。根据通讯状况的不同及数据量大小配置多个采集器，分别采用有线网络通讯，保证数据完整的传输。该系统可分为两层，即数据采集存储层、数据分析展示层。

1、数据采集存储层

主要包括多个KingIOServer采集器、10台实时数据库服务器KingSCADA和2台历史数据库服务器KingHistorian。采用KingIOServer进行实时数据的采集，分别部署于kingscada实时数据服务器；KingSCADA实时获取各热力站的运行数据，包括工艺运行数据和设备运行参数，数据设置有报警限。同时，另两台kingSCADA实时数据服务器获取楼控控制器的运行数据。

历史数据库服务器部署2套kinghistorian，两台历史数据服务器做集群，配置磁盘阵列。历史数据服务器进行实时数据、历史数据的储存，实时数据用于实时分析展示，历史数据用于统计分析、能耗分析等，实现系统的在线监控调度，并将实时数据转化成有价值的管理信息。

2、数据分析展示层

数据分析展示层主要包括1个工程师站、8个操作员站、Web发布服务器、KM服务器。

• SCADA服务器

提供与设备接口层的通讯驱动服务、变量输入/输出服务、变量计算服务、实时报警服务、实时趋势服务、实时监视画面服务、操作权限控制服务；

• 工程师站

主要供管理人员使用，用于系统开发、编辑、修改或更新系统的各种参数和常数，对SCADA服务器所提供的各项服务进行组态、维护、管理；

3、操作员站

作为MCC操作人员实现能源设备集中监视功能、远程操作、参数下传等功能的操作终端；

4、web发布服务器

实现系统Web发布功能，实现网络浏览，能随时随地对现场工艺运行情况进行远程监控；

四、系统功能

1、工艺监控画面

工艺监控可以使得工作人员直观的了解各换热站的运行情况，能够对现场的工艺过程画面进行浏览，了解生产运行的状况、获知关键性的数据：设备的实时运行状态，如一次回水调节阀的开度、PID参数的设置、电流、频率等；一、二次网供回水情况，如温度、流量、压力等。画面中的设备可通过点击弹出操作面板，具备相关权限的操作人员可对进行设备运行参数的在线修改设置，达到远程调控的目的。

图1. 工艺监控画面

2、参数在线设置

可实现对供热系统主要设备运行参数、工艺运行参数进行设置，能够和可编程控制器相结合，实现设备按照设定的参数自动运行，如设备的启停控制，阀门的开度调节。

因参数可以在线修改和设置，充分考虑系统的安全性，对关键参数设定较高的权限等级，只有具备较高权限的操作人员能够进行修改设置。

图2.参数设置界面

3、生产数据管理

生产数据管理实现对热源数据、换热站数据、虚拟站数据、楼控数据、户控数据的实时采集展示和历史数据查询。

实时数据报表格式如下：

图3、生产数据管理

4、热网动态分析模块

在热网水力调试平衡的前提下，调节热源出口与末端用户负荷需求相匹配，是系统实现节能及保证末端用户热舒适性的重要手段，也是热网经济安全运行的关键。

基于实时和历史统计数据及热负荷的准确预测，根据换热站及热用户的实时数据及管网、热用户特性，对全网进行动态的水力及热力平衡分析计算，确定当前热源输出条件下全网最佳的平衡控制方案，从而实现系统的均衡调节和热网的平衡运行。

图4、热网动态分析

5、负荷预测

预测曲线：输入当天的平均温度，根据理论计算得出每个主管道的需热量，绘制曲线。实际曲线：实际热源厂的瞬时热量在曲线上描点，实现与预测曲线对比。

图5、负荷预测

5、气象数据管理

提供手动输入气象数据和自动获取两种方式，并存储每一天的气象数据。应包含今日最高气温、最低气温、风向、风力、平均气温。

6、能耗分析

计量统计功能对热源系统的投入量、转换环节的转换量、热网输送分配环节的输送分配量、用能环节的最终使用量进行分别统计汇总，支持各级管理人员准确和清晰地掌握整个系统的各区域的计量信息。

能耗指标统计：总耗热量、总耗水量、单位面积耗热量、单位面积耗水量；

计算热源、换热站单位面积热量损耗和水耗，五大主管道热耗和水耗对比，采用柱状图的方式实现；换热站能耗分析，对于不同管线的换热站，进行能耗和水耗的对比，采用柱状图的方式实现；

图6、能耗分析对比

图7. 能耗数据对比分析图

7、统计报表

包括热源厂、换热站汇总日报、月报、年报统计；分支线热源日报、月报、年报统计。

图8、日报历史查询

8、水压图

换热站的理论供水压力、回水压力，实际供水压力、回水压力以曲线的方式展示在同一个曲线图中，直观展示水压图的走向。同时在曲线下方以报表形式显示换热站的实时水压图数据。水压图为调度执行提供依据，辅助决策。

图9、水压图

9、设备通讯管理

树形图逐级展开方式，真是系统架构内的设备运行状态和详细信息，实现对设备的通讯诊断，第一时间进行故障点定位。为管理决策提供有力依据，提高效率。 

图10、设备通讯统计

图11、设备通讯统计

10、Web发布功能

通过Web发布服务器实现系统的网络发布，可通过IE浏览器进行工艺画面的浏览，可随时随地进行工艺画面的监控。KingSCADA的Internet应用，实现了对客户信息服务的动态性、实时性和交互性，在Web画面中用户能够对KingSCADA中的数据进行浏览，包括实时数据、历史数据、报警数据以及事件数据，对于具有操作权限的用户还可以进行相关操作。

11、报警预警

报警预警可使操作人员第一时间内获知运行过程中设备故障/保养维护信息和将要产生的生产事故信息。设备故障/保养维护报警：当运行过程中设备一旦发生故障时，或当设备需要保养维护是，相应的区域显示闪烁同时伴随报警语音的提示，提醒维护人员及时到达现场对设备进行维修、保养。生产事故预警：当供回水流量、温度等一旦达到设定的预警值时，就会弹出预警对话框，提醒操作人员及时对生产状况进行调整，预防事故的发生。

报警预警设有优先级管理，各类报警预警进行精确判断，实现故障自动报警、事故自动预警，并显示所有报警预警列表及详细的报警预警信息。支持多种报警方式，如语音报警、短信报警灯，满足用户的视听需求。

图12.历史报警查询

12、事件记录

系统事件记录不只单纯的记录事件数据的信息，同时会把所有与该事件相关的数据、条件记录到数据库，以供事故追溯、设备运转操作分析。

系统发生的较大情况，如设备故障、越限报警、大型设备的启停等情况，或操作人员对设备的操作、参数的调整，可通过事件记录功能记录下这些情况和操作过程作为今后分析事故的基础资料。事件记录的内容包括各种事件信息、事件发生时的用户、事件发生的时间等。

13、系统安全管理

根据组织结构特点可以设置不同的用户权限，如管理者、工程师、现场值班人员。每个用户可以对应一个角色也可以对应多个角色，用户角色的变化直接影响到其在系统里的操作权限。系统为每个角色定义可访问及操作的内容范围，保证系统信息的安全，尤其是生产运行管理的核心数据安全。

每个用户通过合法的用户名密码可以登录系统访问其负责的业务范围的数据信息。登录的用户一旦登录其他人员不能进行在异地登录，登录人员可以设置登录超时，超过设置时间系统将自动退出，用户登录要显示上次登录的时间、地点等信息。

图13.用户管理

14、手机/ipad客户端

为方便管理者及系统使用、维护人员实时了解热网监控调度中心运行情况，系统采用B/S架构，在能访问到互联网的任何地方，只要有权限的管理者、现场负责人、维护人员可以随时通过电脑、手机、iPad浏览热网调度监控中心实时数据，历史数据，曲线，换热站运行情况、一二次管网运行情况等。

我方系统支持手机访问，实现手机跨平台浏览曲线、报表和报警等数据，支持安卓、ios系统的手机客户端展示，方便领导、维护人员、巡检人员等实时了解自己负责区域供热情况。

图14、手机客户端

图15、网页客户端

14、用户测温系统

用户室内温度数据存储在抄表系统的数据库内，通过连接该数据库获取到温度数值，并且在相应的楼控阀界面上显示，同时用户室内温度以单独的列表显示。

五、项目总结

智慧信息化供热调度系统实施应用后，年节约标煤8.5万吨,平均供热单耗由34.9瓦降至28.9瓦，每平方米耗热量由0.438吉焦降至0.362吉焦，节能17.4%；每平方米循环水量由原来的5 升/小时，降至2.5-3.5升，每平方米节电1.5-2度；一个采暖期节约热量252兆瓦，减少投资1.2亿元，减排二氧化硫1992吨、氮氧化物581吨、烟尘1660吨，取得了良好的经济效益、社会效益和环保效益。

2015年1月9日，国家住建部既有建筑节能改造项目部主任梁传志同志参观和调研了威海热电集团，梁传志主任一行对威海热电集团公司的工作给予了充分肯定，威海热电集团公司的智慧供热技术走在了全国前列，值得热电行业学习与借鉴。