分布式能源智能热网冷热一体化的实施

黄晨恺

摘要：介绍了某分布式能源智能热网的设计与实施，不同于多数分布式能源智能热网的冷、热主站分开统计的方式，采用供冷、供热热主站智能一体化的方式，并采用计算机技术和无线通信技术结合实施，以达到智能、高效、节约的管控方式。

关键词：智能热网；分布式能源；计量；冷、热主站一体化

0引言

分布式能源系统直接面向用户，按用户的需求就地生产并供应能量，具有多种功能，可满足多重目标的中、小型能量转换利用系统，在智能化电厂这方面，并不需要将热、冷主站分开实施，本文详细阐述了在该分布式能源智能热网的设计与实施，提供高效且智能的综合主站来计量冷、热及监控管理等工作，包含设计与实施过程中的一些重要细节。

1 概述

某工程建设2×30MW级燃气—蒸汽联合循环冷热电三联供分布式能源站，配置为两套分轴布置的燃气轮机配抽凝式汽轮机发电机组及2套配套的余热锅炉。

其中集中供冷采用溴化锂制冷技术，通过冷源水管道经热交换实现用户的供冷需求，同时管道管道中的冷水经过热交换设备后水温上升，经回水管道回流至溴冷机进行冷却，从而实现整体的集中供冷。

综上所述，若采用传统分开热、冷流量主站的计量方式，设备浪费不节约，且监控繁琐，管理易引起混乱，故设计一体化主站的计量来进行监控。

2 智能热网的实施

首先需明确智能化的重要措施，初步设计总结如下：

能够满足国家及地方技术监督局对热网实时监控与计量管理系统及贸易结算的要求，配置一套完整的热网宽量程计量与实时监测系统。

系統设有一个主站、调度端中心站和设在用户远端的热网智能终端以及一次仪表组成。

能进行整个热网系统的运行分析，具有实时管损、过热度计算和显示、强大的统计和查询功能。实时采集各用户子站的温度、压力、流量和其他多项仪表运行参数及一次表原始信号，实时监测每个计量仪表的运行情况，可以实时进行故障源头的初步判断。

整个网络需要设立一个独立的热网服务器，专门负责热网数据的采集，并同时具有在厂内局域网热网信息发布功能。厂区的局域网交换机与热网服务器建立一个端口映射，GPRS终端主动上网链接到服务器进行数据采集。

具体实施情况：

①用户侧流量计量装置的安装，如下图

以直径（D）为80m的蒸汽管道为例，整体的直管段长度建议不少于60倍的直径实际长度为4800mm。其从引压管位置至测温点部分直管段最好布置在计量房内。（60D）

②众所周知，流量计正确计量范围有一定线性，在小流量期间测量精确度不稳定，需要在流量计算机内手动设置正确计量的最小流量值，此点较为关键，附下图常见涡街流量计在各个工况下可测饱和蒸汽的流量范围：

③热网主站：主站监控软件系统采用先进的控制原理和编程方法编写而成，具有良好的人机界面，强大的功能：监测每个计量点的压力、温度、差压/频率、瞬时流量、累积流量，瞬时热量、累积热量、交流断电、阀门状态信号。

网络接入宜采用数据专线传输，不包含互联网，以保证网络安全，采用UPS电源接入，以保证现场突发情况下不影响各客户端及主站的实时统计。

3.供冷及监控系统的并入

供冷的计量及远程监测管理系统是一项综合性系统工程，通过一次设备采集现场水热量、进水温度和回水温度等实时数据，然后对制冷量进行运算和积算等，将运算的数据和结果上传至上位机，上位机接收数据后对现场的实时数据、累计数据及运算结构进行处理、显示、存储，同时还可根据各用户参数的特殊要求进行超限报警、产生各种报表数据及实现办公网数据共享

将供冷计量及远程监测系统分为以下几个组成部分：

1）用户就地现场设备系统；

2）监控调度中心系统；

3）集中供冷监控管理软件系统；

其中2、3两项可以兼容到原有的热网管理调度中心和热网智能管理平台，这些功能与热网功能一致，功能并入热网后可实现冷、热、机组三位一体来实现智能化管控。

供冷用户就地设备系统包括：流量计、温度传感器（PT1000）、智能热量计算机、远控阀门、4G工业传输终端、UPS电源设备和其他设备。其中供冷与供热不同之处为就地测量装置和方式不同，流量计选型可具备标准RS-485串行通讯接口，支持国际通用标准MODBUS-RTU通讯协议和GPRS等多种无线和有线通信组网方式，具有累积脉冲当量输出。可远程网络接入到现行的智能热网管理系统。

供冷主站数据管理平台亦采用工业生产数据采集、整合和分析的全过程解决方案。工业数据智能管理系统从热电企业的实际需求出发，将分散的“计量源”进行整合，完成监控、报表和分析等功能，更好的实现生产的统筹管理，节能降耗，提升企业的竞争力。

通过之前现行的智能热网管理软件新增供冷计量管理模块，供冷管理子模块系统一样包含了供冷数据接收功能、供冷数据实时监测功能，报表统计功能、历史数据分析功能等。

4.总结

供冷计量及远程监控系统的调度中心可以采用现行的智能热网管控系统的硬件设备核心系统，服务器具有足够的性能和扩展空间，可以实现供热/供冷等数据的采集、计算、存储和发布等功能。

作为新一代供能模式，分布式能源系统是集中式供能系统的有力补充，作为服务于当地的能量供应中心，它直接面向当地用户的需求，布置在用户的附近，这为智能一体化主站建立了良好的基础，达到智能、高效、节约的目的。

参考文献：

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