国家电投集团东北电力有限公司大连开热分公司（以下简称大连开热），其前身为成立于1986年的大连经济技术开发区供热公司。2016年4月1日，为做强做优供热产业，发挥智慧供热品牌优势，总公司将大连开热调整为直接管理，带领大连开热开始探索智慧供热模式，大连开热迈入全新发展阶段。

大连开热原有供热模式采用PLC控制系统控制供水温度，依靠运行调度人员人为调控供水温度，依据室外气温，根据个人经验设定当日二次管网供水温度。由于无法监测用户室内温度，往往出现过供、欠供现象，并且需要经常人为调控，费时费力，热耗居高不下，供热效果不佳。为改变现状，大连开热探索采用智慧供热模式解决实际问题。

为了提升供热效果，同时控制能耗指标，引入室内温度监测系统，掌握热用户室内温度情况，做到有的放矢。然后基于室内温度监测系统，建立供水温度自动调节控制系统，根据用户室内温度变化，自动控制供水温度，改变原有人为调控供水温度的供热模式。这样供水温度可以随用户室内温度变化实时自动调整，避免过供、欠供现象，降低热力站耗热量。

（1）建立室内温度监测分析体系

2018-2019供暖期，大连开热选择5个典型换热站，实际供热面积共计39万㎡（3500个住户），按照14%的比例，对供热区域尝试安装了500台室内测温设备，作为试点。监测人员通过观察供暖期的室内温度监测记录，并结合实际入户调查室内温度情况，发现有些测温设备由于安装位置不合理，采集的室内温度与用户实际生活区域的室内温度有很大偏差，产生大量无效数据，对计算平均室内温度有很大干扰。

因此，安装人员及时调整了测温设备安装策略，对测温点位置不合适的测温设备进行位置调整。在非供暖期，大连开热对区域内各热力站所辖小区进行了大面积测温设备安装工作，在热力站每个机组对应的小区中均选择了具有代表性的住户安装测温设备。至此，大连开热掌握了获取热用户有效室内温度的监测方法，逐步建立起室内温度监测分析体系。

（2）建立供水温度自动调节控制系统

建立室内温度监测分析体系后，可以获取各供热机组对应供热区域的有效平均室内温度。将用户平均室内温度作为重要运行参数，引入热力站运行控制逻辑中，调节系统运行，建立供水温度自动调节控制系统。

将用户室内温度作为输入参数，与室外温度一同输入建立的负荷预测模型，由模型自动下发供水温度曲线，形成自动调节模式，替代手动设定供水温度的传统调节模式。

试点热力站按照自动调节供水温度的新模式投入试运行后，大连开热逐步完善负荷预测模型与室内温度监测分析系统的各个环节，在耗热量控制方面取得良好突破。以采用传统供热调节模式的2018-2019供暖期与部分区域改用自动调节供水温度新模式的2019-2020供暖期作对比，2018-2019供暖期室外平均温度为2.03℃，供暖期单位面积耗热量0.2933GJ/㎡；2019-2020供暖期室外平均温度为1.79℃，供暖期单位面积耗热量为0.2818GJ/㎡。可见，在供暖期平均气温同比下降 0.24℃的条件下，改用自动调节供水温度新模式后相比采用传统供热调节模式时的单位面积耗热量仍下降达3.92%，有效证明新建立的自动调节供水温度的新模式效果良好，智慧供热初步实现。

为进一步优化供热效果，控制耗热量指标，2020—2021供暖期，工作人员结合换热力机组区域特点调整机组的逻辑函数，尝试建立为每个机组建立个性化逻辑控制。工作人员参考运行历史数据，逐个调试机组的修正函数。根据不同的供暖方式，设置不同的基础供水温度。散热器供暖方式基础供水温度设置在35℃左右，地面辐射供暖方式基础供水温度设置在33℃左右。根据建筑物围护结构特性，对围护结构较差、室内温度随室外温度变化较快的区域采取较快升温的调节方式，对围护结构保温性能较好、室内温度随室外温度变化较慢的区域采取较慢升温的调节方式，实现每个机组都有对应的自动调节曲线。截至2020-2021供暖期，大连开热并网面积933万㎡的供热区域全部按照自动调节供水温度的新模式投入运行。2020-2021供暖期单位面积耗热量为0.2739GJ/㎡，相比传统供热模式0.2933GJ/㎡，下降比例达到6.61%。

（3）引入循环泵转速自动调节

起初，建立自动调节模式是为了自动调节供水温度。供热运行调节包括“质调节”“量调节”，二者协调互补，共同实现经济运行。因此，待供水温度自动调节模式成熟后，大连开热引入循环泵转速自动调节。也就是继实现自动“质调节”后研究自动“量调节”。将循环泵转速与用户室内温度关联，进一步实现了智慧供热，实现热负荷随热需求同步调整，达到改善供热效果、节能降耗的目标。这样，循环泵转速过高及流量超供的现象得到避免，热力站耗电量得到进一步降低。

通过自动调节控制系统，大连开热实现了供水温度与循环泵转速的自动调节，将换热站运行调节与用户供暖质量关联起来，逐步实现智慧供热。自动调节控制系统逻辑图如图1所示。

图1 自动调节控制系统逻辑图

（4）供水温度与循环泵转速自动调节的应用

依据建立的负荷预测模型与自动调节控制系统逻辑，通过自动运行参数设置模块，进行对应室外温度条件下的供水温度与循环泵转速参数设置。为达到供暖效果提升的目的，将目标室内温度参数和调节系数作为人为干预参数，在基础供水温度的基础上，利用负荷预测模型的模拟功能，自动计算并设置供水温度。循环泵转速按照参考流量配比在供暖初期人为进行设定，在供暖期即可依靠智慧供热模式参照对应室外温度自动调节循环泵转速，实现“分阶段、变流量”的目的，达到调节耗电量的效果（自动运行参数设置模块参考数据表见表1）。例如当日室外温度为-15～-5℃时，传统供热调节模式下，因无法对区域内180个机组同时进行循环泵转速调节，为满足用户侧热负荷需求，只能按照当日最低气温（-15℃）条件下对应的流量配比2.7kg/㎡设置该机组循环泵转速为1300r/min，其余时段通过质调节调整供水温度控制供热量。而采用智慧供热模式后，可以由自动调节控制系统按照当日各时段的室外温度自行对180个机组下达循环泵转速调节指令，在日间温度在-10～-6℃时，该机组循环泵将自动调节转速至1200r/min；日间温度升高至-5℃以上时，该机组循环泵将自动调节转速至1100r/min。智慧供热模式使循环泵转速实现分时段调节，避免了传统供热模式下循环泵频繁高转速运行造成的电能浪费，实现大幅降低机组耗电量的目的。

自动运行参数设置模块参考数据表

表1

续表

上述技术已成功应用于大连开热并网面积933万㎡的供热区域，通过建设自动运行调节的智慧供热模式，实现了人工调控的传统供热模式向自动化、智能化的智慧供热模式的转变；同时提高了供热质量，整个供暖期用户室内温度波动控制在±0.5℃范围，实现了“恒室内温度”管控，杜绝了用户投诉（改造前后24h内室内温度监测曲线对比图见图2）；在生产方面实现了日计划、日统计、日分析的（热、水、电）能耗指标数字化精细管控，进一步降低了能耗指标。截至2021-2022供暖期，热力站单位面积耗电量降至0.390kWh/㎡，热力站单位面积耗热量降至0.2567GJ/㎡，能耗水平在供热行业达到先进水平。采用传统供热模式与采用智慧供热新模式的单位面积耗热量对比见表2。

图2 改造前后室内温度曲线对比图

传统供热模式与智慧供热新模式

单位面积耗热量对比

表2

由此可见，智慧供热在提高供热质量，降低热力站能耗方面效果明显。大连开热将在实践中继续探索既满足热用户供热舒适性需求，又能够避免过量供热，从而促进企业节能增效的技术手段和管理模式，并愿意和广大的供热同行一道，共同努力，不断创新，为清洁供热建设与行业实现“双碳”目标做出积极贡献。