對于供熱企業來說，供暖季供熱系統的穩定運行離不開非供暖季的大量準備工作及運行方案的制定。
復盤上一采暖季的工作，供熱人，你是否有很多問號？？？
管網輸配瓶頸，或城市新增供熱面積，如何對管網路由、結構進行改擴建規劃；
管網結構變化，全網最不利末端會發生什么變化，管網設備是否需要進行改造；
需要新增熱源、新增中繼泵站、新增分布式泵、二級網改造，如何對設備進行精確選型；
城市供熱系統多源互補、互聯互通后，如何在全采暖季過程中，充分利用清潔、低成本熱源以降低系統能耗及碳排放，如何實現多熱源負荷分配；
針對可能發生的應急工況，如何制定應急預案，實現應急工況快速響應及處置，保障供熱穩定安全。
面對這些挑戰，英集動力viHeating®智慧供熱仿真分析與決策優化軟件為您解答：“基于模型做預測，基于預測做決策”，viHeating®基于GIS系統，可通過組態化形式搭建1:1的供熱系統工藝機理仿真模型，內嵌自主研發的熱工水力計算內核，以設備基礎信息、運行工況信息、實時運行數據等數據信息為輸入參數，可實現對供熱系統大滯后輸配、站點耦合運行、規劃設計方案、實時調度運行、應急處置方案等進行仿真模擬計算為運行調度人員提供決策支持。
非供暖季的業務計劃與運行預案工作，大致分為三類：增改擴建規劃類、運行調度方案類、應急處置預案類。
增改擴建規劃類
案例一：薄弱管網改造或管網新增面積方案分析
根據熱網歷史運行數據，運用viHeating®仿真計算功能定位出管網的輸配瓶頸部分，開展相應現場勘察及診斷分析，從而提出管網改造提升方案。
城市面積發展擴大后，管網最不利末端發生變化，可運用viHeating®分析定位最不利端位置及工況，以及管網水泵是否滿足新結構下的水力工況要求。
運用viHeating®對改造前后的管網進行相同工況的水力計算，改造后的管網在熱源供熱量及管網流量大幅增加的情況下，熱源供回水壓力變化較小。同時，管網計算參數均滿足運行要求。
運用viHeating分析計算出的增改擴建方案，可以有效降低管網壓力，節省水泵電耗，從而提高輸配效率、降低運行成本、保障運行安全。
案例二：管網設備校核或選型計算
水泵作為供熱系統的關鍵“動力”設備，除了首站循環水泵、中繼泵，一級網中的分布泵對供熱運行也起著至關重要的作用。當供熱末端區域資用壓頭不足時，如何對該類設備進行選型校核？
該地區供熱主要分為2個區域，西邊區域距離熱源比較近，采用閥門調節；東邊距離較遠，考慮管網壓力、電耗等因素，采用分布泵調節。由于供熱區域變化，部分分布泵站點的供熱面積增加，需要對原有的水泵進行設備校核。
部分熱力站新增面積后，假設采用分布泵調節的站點流量保持不變，站內阻力不變，仍為5m計算，將水泵實際運行參數與額定參數對比結果如下。
計算參數
1）熱源供/回水壓力設定0.7MPa，回水壓力0.28MPa
2）熱力站流量設定：6.4m3/h·萬平米的流量。
3）負荷設定：站點設定負荷+負荷百分比（100%）
運用viHeating算出采用分布泵調節的熱力站的運行需求，計算結果見下表。
可以發現熱力站所需要的揚程均在分布式變頻泵的額定范圍內，即現有的分布泵型號滿足新的水力工況要求。通過實際運行，也驗證了各個站點水泵只需要通過調節頻率等，即可滿足運行要求，避免了更換、新增設備等產生的不必要的投資。
結論：
快速定位管網輸配瓶頸環節，通過水力仿真計算，對比改造前后管網計算結果，實現增改擴建方案的定量分析與科學制定。
針對供熱系統規模擴大及結構改變，實現現有設備選型校核計算，設備技改方案合理制定。
運行調度方案類
案例一：多熱源負荷分配優化方案分析
多熱源優化主要考慮兩方面問題，一是綜合運行成本最優，不同形式熱源供熱成本不同；二是綜合運行能效最優，天氣變化導致不同熱網部分熱負荷需求變化。因此，不同熱源的最優“供熱區域分配”也隨之不斷變化，如何找到供需“平衡點”，在保障供熱需求的同時，如何充分利用清潔、低成本熱源以及有效控制系統運行成本？通過viHeating®多熱源優化調度功能，化繁為簡，一鍵即可解決不同工況下多熱源聯網運行與系統運行成本優化難題。
該運行管網由5個熱源提供熱量，供熱面積約2200萬平米。如何對這5個熱源進行合理的負荷分配？
首先確定兩個相對低單價熱源，根據各熱源的負荷范圍、流量范圍、壓力范圍等約束條件，viHeating®可進行智能尋優計算，以運行成本最優生成推薦運行方案。
能源單價：
1）熱源1、熱源2和熱源3熱單價：65.13元/GJ，熱源4、熱源5熱單價：49.18元/GJ
2）電價：0.7元/kWh；
優化思路：在滿足熱工水力條件下，低成本熱源4、熱源5盡量多供，其余熱源少供。
通過viHeating®的自主優化運行計算得出6個方案，各方案的熱源負荷及總成本對比見上圖。藍色代表各方案總成本，其它顏色代表各熱源負荷；從計算結果表明，系統優選出總成本最優為方案1。
案例二：管網解列優化管網互聯互通后，管網聯通方式多種多樣，如何根據供熱條件的變化，對目前的管網進行解列優化，既能保證管網的安全穩定運行，又能減少能源消耗？
案例總供熱面積超過2000萬平米，包括2個供熱分區。由3個熱源提供熱量。熱源1、熱源2為熱電聯產，熱源3為燃氣鍋爐，成本高出熱電聯產機組50%以上。
優化前：供熱過程中，熱源1單獨供熱，熱源2與熱源3聯合供熱，其中熱源3作為調峰熱源。在供暖初期、中期及末期，調峰熱源的出力均較大，系統運行成本較高。
對此，通過viHeating®的水力仿真功能對于進行管網解列，通過比較熱源及熱網的運行參數，選擇出最優的解列方案。
按照新的解列方案，調峰熱源在供暖初期、中期及末期的出力均有所降低，可實現全網節熱量5%，節省運行成本千余萬元。
結論：
根據不同熱源供熱成本，可實現對多熱源負荷分配方案進行尋優并確定最優方案，能顯著降低供熱運行成本。
利用水力仿真功能可實現多種管網解列方案的計算，結合天氣情況、熱源出力、設備特性等因素，進行熱負荷熱需預測，實現熱源、熱網、熱力站、熱用戶全過程要素統籌優化，制定管網最優解列及運行調度方案。
應急處置預案類
案例一：泄漏爆管隔離方案
在管網運行中，由于壓力上升導致管網出現泄漏甚至爆管，會對供熱系統的安全穩定運行造成重大影響。
viHeating®可以在熱網數字孿生模型中設置對應的泄漏點，并快速進行爆管分析計算，自動尋找和關閉對應的閥門，生成影響范圍最小的應急隔離方案。
系統給出的方案如上圖所示，關閉閥門后將出現新的管網解列方式，并自動統計參與解列閥門、受影響熱力站及影響面積。
案例二：熱源故障應急預案
當熱源出現故障跳機等情況，需要快速進行切網運行，將對供熱系統影響降至最小。
圖中，假設熱源5出現故障，導致供熱出力由800MW降至550MW，無法滿足系統供熱需求，需要緊急制定聯網（切網）方案，將熱源5與熱源1聯網，通過viHeating®的仿真計算，可快速制定應急預案，大大縮短故障的應急響應時間，將一網需要超一天的應急處置縮短至數小時內即可重建全網熱工水力平衡。
結論：
熱網泄露爆管時，快速生成影響供熱范圍最小的解列隔離方案，保障熱網的安全穩定運行。
熱源發生故障時，通過仿真計算快速制定切網方案，并快速重建管網的水力平衡。
在城市能源系統清潔化、規�；�、復雜化發展的背景下，供熱企業面臨管網增改擴建、運行調度方案分析、應急處置預案制定的需求增多，響應及時性要求變高，同時難度亦隨之不斷增大。以建立供熱系統數智模型為主要抓手、以人工智能、云計算、物聯網、大數據等信息技術為支撐，助力供熱企業實現提質降本增效的企業精益化管理，通過供熱系統資源配置優化，實現清潔、低碳、安全、高效供熱，是英集動力自創立以來一直努力踐行的目標與使命。
關于英集動力
英集動力科技有限公司是浙江大學常州工業技術研究院在智慧能源系統領域的產業化平臺，致力于為能源及熱網系統提供新一代智慧能源解決方案。依托浙江大學優厚的人才與科技實力，在復雜熱工水力系統的物聯感知、建模仿真、負荷預測、實時優化等方面具有多項達到“國際領先”技術水平的自主核心技術。
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