智信远景:智慧供热走入千家万户离不开云的帮助

作者:王聪彬   【原创】   2021-10-13 10:13:45

关键字: 亚马逊云科技 智慧供热

智慧供热使用云计算、人工智能等技术,通过对供热相关数据采集及分析,对热源、热网、末端的各个供热环节进行智能调控,可进一步实现热网资源的配置优化,提高热网输送的能力。

供热在中国三北地区是一种刚需的存在,其中集中供热又是最主要的方式,即在某一区域内,由唯一的一个热源向区域内所有的居民区进行供热服务。

目前,中国是集中供热应用最大的国家。2020年12月31日,住房和城乡建设部发布《2019年城市建设统计年鉴》显示,截止到2019年底,全国集中供热面积达近110亿平方米,其中城市集中供热面积达92.51亿平方米,县城集中供热面积达17.48亿平方米。

虽然供热规模大,但大多数供热企业管理粗放,主要表现在管理缺乏计划性,凭经验而不是运用科学的方法和工具,所以也造成了严重的资源浪费,有很大的节能减排的优化空间。智慧供热使用云计算、人工智能等技术,通过对供热相关数据采集及分析,对热源、热网、末端的各个供热环节进行智能调控,可进一步实现热网资源的配置优化,提高热网输送的能力。

传统供热还有很多提升空间

供热企业大多是利用燃气锅炉或者是热电厂余热作为热源,供热企业会建设一个覆盖到各用热单位入户处(接口处)的阀门处为止的输送管道,也称一次管网。然后经过换热站的换热器,把一次网的蒸汽或热水的热量传给二次网,也就是各用热单位内部各个单体建筑物之间的管道。通过二次网把热量送到热用户,热用户再通过室内散热器把热量发到室内,保证在冬季室内保持一定的温度,以满足人们的生活、生产需求。

供热行业目前主要的应用系统包括热源管理系统、热网调度运行系统、收费系统,覆盖了热源、热站、用户。智信远景CEO张小迎表示,多个独立的系统会造成多个数据孤岛,而且供热网络中的自控软件也存在运维的问题。

热力行业急需运用先进的科学技术,优秀的商业模式,科学的管理方法,引进优秀人才进行变革和创新。通过物联网技术和传感器设备进行智慧供热的改造,设备数量会呈现指数级增长,这就需要通过云来进行管理和调控。

智信远景是服务于供热企业和热用户,提供智慧供热SaaS揽月云平台服务。张小迎表示,县域级供热公司相对分散,如果独立建设IT系统不仅成本高,而且每年供暖季只有4到5个月,基础设施建设也会出现闲置。

智信远景独创了二次网调节功能,基于传感器和物联网,结合对传统PLC的远程控制,构建了真正意义上的智慧供热系统。并且自主研发了NB-IoT设备,可以迅速部署,实时上云,执行云端的AI程序和专家系统指令。

揽月云平台可以实现供热的三大改变,第一,安全,对所有从热源到换热机组到末端用户的设备进行安全性监控和报警,及预测性运维;第二,节能,通过结合行业经验,基于机器学习设计智能调控算法;第三,舒适,系统可以自主调节每一户的热供给,解决了传统供热的二次网水力平衡问题,保证每个热用户的舒适性。

目前揽月云平台已接入了2千个换热站,覆盖供热面积12000万平方米,累计节能4000万,节约折合燃煤5万吨。

智慧供热加速普及

最早揽月云平台采用自建私有云模式运营,但是在发展的过程中面临了两大重要挑战,一是研发运维的双重压力,揽月云系统架构完全由技术团队安装、优化、维护,不仅要负责开发,还要在运维上投入大量精力;二是如何快速应用新的技术,需要引入机器学习模型,更好地解决行业痛点。

“SaaS的服务模式注重稳定性和连续性,我们希望通过云原生的模式构建平台,同时采用微服务架构。”智信远景CTO张选潮说道。

2019年9月,智信远景开始与亚马逊云科技展开合作,2020年5月成为亚马逊云科技合作伙伴,2020年9月实现了整体迁移,目前揽月云平台已经前完全架构在亚马逊云上。通过众多开箱即用的托管服务,帮助智信远景降低了运维成本,将更多精力投入到核心的业务研发中,产品功能发布周期由3个月缩短至1个月。

智信远景:智慧供热走入千家万户离不开云的帮助

在上云之前,智信远景有着各种类型的数据库,包括内存数据库Redis、结构化数据库MySQL、非结构化数据库MongoDB、列式存储ClickHouse等。基于亚马逊云科技的智能湖仓架构,智信远景四周就完成了数据库和数据仓库的逻辑架构设计,并实现数据转化,使用了Amazon RDS、 Amazon S3、Amazon Glue、Amazon Athena、Amazon Redshift等产品。

同时利用Amazon SageMaker还上线了三个模型,第一,毛刺数据检测模型,实现毛刺数据的识别和剔除,保证对换热站负荷的准确预测与智能调控,提升产品的竞争力;第二,负荷预测模型,保证区域内热量供给更加合理、精准;第三,热力站调控模型,精准的阀门大小调控,实现二次网回水调节。

智信远景帮助石家庄正定县盛世华安小区进行换热改造,一期共9栋楼,建筑面积18万平方米,改造之前单位能耗0.42GJ每平方米,高于北方城市平均热单能耗的0.35GJ每平方米。智信远景对每个建筑单元入口前安装了NB-IoT单元阀门,以及在热用户家中投放NB-IoT室温采集器,同时将换热站、建筑、天气等数据接入平台,基于智能调控算法调节供给。改造后实现了单位能耗0.27GJ每平方米,节热率达到44%,每年节约热费57万,电费5万,减少碳排放1550吨。

针对一次网生产和调度,去年智信远景对热电联产企业临汾热力热网调度运行系统进行了升级,整合供热大数据平台,通过专家模型与人工智能技术,结合生成了临汾热力自己的节能模型,系统可以自动对供热状况做出评价,发现供热问题。平均节能10%,节能效益达到每年1000万,未来也将扩展到200多个热力站。

自2019年与亚马逊云科技合作以来,揽月云平台新接入换热站552个,覆盖供热面积3000万平方米,累计节能折合标煤10万吨,减少碳排放30万吨。

未来智信远景将加深与亚马逊云科技的合作,通过智能湖仓架构提高数据处理时效性和分析能力,通过Amazon SageMaker训练更多的机器学习模型。同时揽月云平台也将进入公共建筑节能、中央空调系统智能化,以及分布式能源等领域。

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