互联网+热电厂热力生产运营一体化管理平台的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种互联网+热电厂热力生产运营管理的全新应用，属于互联网+工业控制、远程通信技术应用领域。
【背景技术】
[0002]随着国家“节能减排”政策和大气污染防治行动的推进，高污染高能耗的小热电逐步关停，取而代之的是越来越多的燃煤大机组开始对外供热，这些以往以发电为主的电厂通过供热改造逐步成为热电厂，热力生产与经营管理已经成为这些电厂的主营业务之一。
[0003]当前随着供热管道保温技术发展，热电厂供热距离越来越长，供热范围越来越大，热用户越来越分散，但是热电厂关于热力生产与运营管理上依然停留在传统模式上，技术水平不高，管理比较粗放，计划性、经济性、实时性、开放性、劳动效率等方面都急待提升。主要弊端如下:1)单一的热力供应调节手段，即只调节电厂总出口热力供应，造成整个管网热力参数(流量、压力、温度)要升高一起升高，要降低一起降低，对于每个支线管网和用户的热力参数缺乏远程精确调节控制手段，容易造成热力输送过程中的损失和不经济性。2)热力生产缺乏预知性和计划性会造成发电生产波动，由于无法事先获得热用户的需求，热力生产只能随着热用户实际需求变化而变化，造成热电厂热力和发电生产两方面相互影响，对于电网和用户需求的响应速度和精度较差。3)应急管理水平较低，缺乏应急处置技术手段，即当热电厂机组或某条管网支线出现故障时，只能采用电话通知方式，无法立即切除或者转移负荷，容易造成较大供热中断影响。4)热用户计量与结算大多数采用人工方式，SP人工抄表、手工制单、快递寄送单据、上门收费、银行转账等，虽然也有采用预付费和网银方式，但总体还是比较落后。
[0004]随着互联网、移动通讯、工业控制、电子商务、网络金融、大数据等技术飞速发展，设计并开发一套适用于热电厂热力生产与运营管理的一体化平台系统成为可能。通过集成互联网+工业控制、远程通信等技术成果，可以将热电厂从热力生产到运营管理的全部业务整合在一个平台系统中，从而实现从用户热力需求申请、计划管理、热电厂热力与发电优化调度、热力输送与用户控制、在线计量、信息发布共享直到线上支付结算的一体化管理。
[0005]该一体化管理平台系统由一个集中控制中心、六个重要功能子系统、各用户和管网的远程控制终端以及各个热用户组成，集控中心是热力生产和经营管理的指挥中心、数据中心，六个功能子系统分别承担相应业务功能、实现管理要求，各远程和用户控制终端采集并上传实时热力参数数据，并接收热电厂热力输送与控制子系统发来的指令去控制阀门执行机构，热电厂生产与经营人员通过集控中心实现一体化监控和管理。
[0006]将互联网+工业控制、远程通信技术思想应用到热电厂热力生产和运营管理上，不仅是技术管理水平的创新，而且是热力市场管理模式的创新，将有利于推动热电厂热力生产和运营管理向标准化、网络化、数字化、平台化、直至智能化方向发展。
【发明内容】
[0007]发明目的:本发明的目的在于设计并开发一种融合了互联网+工业控制、远程通信技术应用，涵盖热电厂热力生产运营管理全过程的一体化管理平台系统，以实现热力生产、输送、计量、结算等业务管理的标准化、网络化、自动化、数字化、电商化，从而提高安全性、经济性和整体管理水平。
[0008]技术方案:为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案:
通过互联网+工业控制网络、移动通信网络，将热电厂热力生产运营一体化管理平台各个部分进行连接，形成数据和功能互联互融的全新系统拓扑架构，包括集中控制层、功能应用层和终端控制层三层网络架构，其中集中控制层为一个集中控制中心，用于集中管理和监控热力生产与运营；功能应用层包括六个重要功能子系统如:热力与发电优化调度子系统、热力输送与控制子系统、管网安全管理子系统、计划管理子系统、综合信息发布与查询子系统、结算与电子商务子系统，用于实现热力生产与运营中的各项业务和功能；终端控制层包括若干远程管网和用户控制终端，所述远程管网与用户控制终端通过移动通讯网络接入互联网。所述集中控制中心和各重要功能子系统通过工业控制网络连接并接入互联网，所述热力与发电优化调度子系统与热电厂各台机组分散控制系统(DCS)通过工业控制网络连接，所述热力输送与控制子系统与各远程管网与用户控制终端通过互联网和移动通信网络连接，个用户与热电厂通过互联网实现计划管理、热费计算和数据交换。通过互联网和工业网络，将热电厂热力生产与运营全部业务和目标要求全部整合在一个平台下，实现数据共享和业务融合，优化生产运营效率，实现经营运行和管理提升。
[0009]进一步地，所述热力与发电优化调度子系统包括:
基于全能量平衡控制策略的机组热力与发电优化控制模块，将热力需求和发电负荷需求合并作为机组总能量需求，锅炉主控指令响应发电和供热总能量需求变化，汽机主控指令响应机组功率和抽汽流量需求变化，供热抽汽阀位指令兼顾对于发电负荷影响控制供汽压力，由此改进并优化常规燃煤机组协调控制逻辑，解决常规发电优先控制策略所带来热力需求响应滞后、热力参数波动过大的弊端，在同时快速响应热力和发电负荷需求方面寻找到平衡点，实现电、热供需平衡协调。
[0010]以及，基于最优化原理的机组负荷调度模块，根据热电厂各台机组能耗水平和设备状况，通过最优化方法，将热力需求和发电负荷需求，分别在各台机组中进行动态负荷分配，使得在满足相同热力和发电负荷总输出条件下，热电厂综合发电和供热能耗最低、能效水平最优。
[0011]所述热力输送与控制子系统，包括:
各管网、用户热力参数调节控制模块，将用户热力参数需求或者系统要求作为设定值，实时热力参数作为反馈值，按照闭环控制逻辑，实时发出控制指令，通过远程管网与用户控制终端，远程调节管网与用户的阀门执行机构，实现一对一精确控制。
[0012]互联网通讯管理模块，通过互联网、移动网络通信，实现子系统控制主机与远程管网与用户控制终端之间的双向通讯，热力参数数据和控制指令的传送。
[0013]以及，可视化监控模块，在指定重要区域，通过移动通讯网络和互联网，传送实时视频监视图像，实现远程监控和无人值守。
[0014]进一步地，所述管网安全管理子系统，包括:
热用户需求侧管理模块，根据用户用热类型，分成可中断、部分中断、不可中断等优先级别，形成中断热力供应的先后顺序；根据用户用热参数要求，预置部分热力供应条件下的低限和高限参数保证值。
[0015]以及，管网运行安全应急预案模块，在热电厂机组发生故障或者管网设备出现异常，不能保证正常热力供应时，根据故障影响程度，设置1、11、111级(1级为最高)应急处置预案，当故障发生时，子系统手动或自动启动应急处置程序，通过紧急切断或转移热负荷的方式，快速调节特定远程管网与用户控制终端，切除少量、部分或绝大部分用户，将影响降到最低。
[0016]进一步地，所述远程管网与用户控制终端，包括:
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