供熱用智能控制系統(tǒng)技術條件編制說明

—1—《供熱用智能控制系統(tǒng)技術條件》編制說明一、工作簡況（一）任務來源1.政策支持2017年12月，國家發(fā)展改革委、國家能源局、財政部等部委發(fā)布《北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃（2017—加快供熱系統(tǒng)升級。積極推廣熱源側運行優(yōu)化、熱網(wǎng)自動控制系統(tǒng)、管網(wǎng)水力平衡改造、無人值守熱力站、用戶室溫調控等節(jié)能技術措施。通過增設必備的調節(jié)控制設備和熱計量裝置手段，推動供熱企業(yè)加快供熱系統(tǒng)自動化升級改造。利用先進的信息通訊技術和互聯(lián)網(wǎng)平臺的優(yōu)勢，實現(xiàn)與傳統(tǒng)供熱行業(yè)的融合，加強在線水力優(yōu)化和基于負荷預測的動態(tài)調控，推進供熱企業(yè)管理的規(guī)范化、供熱系統(tǒng)運行的高效化和用戶服務多樣化、便捷化，提升供熱的現(xiàn)代化水平。2020年4月，工信部發(fā)布《關于深入推進移動物聯(lián)網(wǎng)全面發(fā)展的通知》提出：加快移動物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡建設，加快推進5G網(wǎng)絡建設，繼續(xù)深化4G網(wǎng)絡覆蓋，進一步加大NB-IoT網(wǎng)絡部署力度；進一步擴展移動物聯(lián)網(wǎng)技術的適用場景，拓展基于移動物聯(lián)網(wǎng)技術的新產品、新業(yè)態(tài)和新模式；推進移動物聯(lián)網(wǎng)應用發(fā)展，圍繞產業(yè)數(shù)字化、治理智能化、生活智慧化三大方向推動移動物—2—聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展。健全移動物聯(lián)網(wǎng)產業(yè)鏈，加快云管邊端協(xié)同的服務平臺建設，規(guī)范移動物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展秩序。2021年9月，中共中央、國務院發(fā)布《關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》，提出全面提升供熱系統(tǒng)能效相關要求。2022年2月，國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合發(fā)布《關于完善能源綠色低碳轉型體制機制和政策措施的意見》提出：完善建筑綠色用能和清潔取暖政策。鼓勵在具備條件的地區(qū)推進供熱計量改革和供熱設施智能化建設。目前，供熱系統(tǒng)普遍存在系統(tǒng)靈活性不足、智能化水平不高等問題?！笆奈濉睍r期，在碳達峰、碳中和工作整體布局下，我國供熱產業(yè)將進入減污降碳協(xié)同治理的新階段。推廣智能供熱系統(tǒng)對于全面提升供熱系統(tǒng)能效與智能化水平、加快推動傳統(tǒng)供熱行業(yè)向現(xiàn)代供熱的轉變、助力全社會碳達峰碳中和具有重要意2.實踐基礎城鎮(zhèn)集中供熱作為一項重要的民生工程一直受到各級政府和社會的關注，是國家在基礎建設領域中重點支持的行業(yè)，提高供熱質量，降低供熱成本、減少污染排放一直是供熱行業(yè)研究的重要課題。長期以來，由于一次熱網(wǎng)的水力平衡涉及整個熱網(wǎng)的安全運行，大多數(shù)供熱企業(yè)非常重視，投入大量資金和精力進行研究和整改。取得了顯著的成果，管網(wǎng)的熱損失率和失水率明顯—3—下降。而現(xiàn)有的二次網(wǎng)的管理手段部分還停留在人工調控階段，隨著供熱企業(yè)對二次網(wǎng)管理重視程度不斷提高，近年來越來越多的供熱企業(yè)開始進行二次網(wǎng)智能平衡技術的應用推廣，在應用過程中普遍存在以下問題：（1）從現(xiàn)有情況來看，很多老舊二次網(wǎng)規(guī)劃設計混亂，建設標準低；有些建設時間長，管網(wǎng)老化嚴重，上述原因致使二次管網(wǎng)的水力失調現(xiàn)象普遍和嚴重，加之調節(jié)手段的匱乏，使得二次管網(wǎng)存在嚴重的熱力失調，管網(wǎng)中末端用戶與前端用戶受熱不均，末端用戶室內供熱溫度不達標而前端用戶高于標準要求，致使用戶投訴率居高不下。應對由于二次網(wǎng)熱力失調而造成的熱用戶投訴問題，熱力公司調度過程中，只能是為了提高末端住戶的室內溫度而提高整個熱力站的二次網(wǎng)供熱運行參數(shù)，使原本偏冷的用戶室溫接近達標，但是原本過熱的用戶由于缺乏限制手段，供熱參數(shù)也同步上升，室溫變得更高了。由于室內溫度太高，許多前端用戶往往采取開窗通風的方式降溫，從而造成了熱能的大量浪費，整個熱力站過度供熱嚴重，系統(tǒng)能耗增加。另一種常見的調節(jié)手段是，通過加大二次網(wǎng)循環(huán)水泵的流量，降低二次網(wǎng)供回水溫差，通過大流量去掩蓋和改善二次網(wǎng)的失調。這種辦法會大大增加二次網(wǎng)運行電耗，提高二次網(wǎng)回水溫度，降低機組換熱器的換熱效率，影響整個熱網(wǎng)的水力和熱力運行工況。（2）隨著二次網(wǎng)平衡的規(guī)?；茝V，其設備、技術和方案尚處于持續(xù)發(fā)展的階段，呈現(xiàn)出百花齊放的特點。很多供熱企業(yè)—4—所采用的二次網(wǎng)平衡方案來自多個廠家的方案，在現(xiàn)場安裝的產品種類較雜。供電方式、通信方式、調控策略等的差異化使得產品通信協(xié)議多樣化，廠家之間的產品通信協(xié)議、平臺軟件均不兼容。供熱企業(yè)每采用一個廠家的產品就要安裝一套采集系統(tǒng)和軟件平臺，造成重復投資浪費，尤其還給供熱企業(yè)后期的維護和使用帶來了很大的難題。一旦某個廠家撤出，其已經安裝的產品和系統(tǒng)基本無法繼續(xù)維護和使用，只能全部替換，給企業(yè)造成較大損失。有些供熱企業(yè)試圖采用統(tǒng)一的軟件平臺和通信協(xié)議，但是由于對設備了解的局限性，導致這些平臺功能和通信協(xié)議有較多不完善之處，為后期的使用埋下了巨大隱患。種種問題使得供熱企業(yè)對于二次網(wǎng)平衡信息化改造心存疑慮，客觀上也制約了行業(yè)的發(fā)展。實踐過程中二次網(wǎng)平衡控制的基本思路是：通過建立供熱用智能控制系統(tǒng)，以換熱站為單位，通過在用戶熱力入口處設置流量調節(jié)裝置，即加設智能控制閥，利用平衡控制算法調控各個控制閥的開度，以平衡前端用戶和末端用戶的循環(huán)流量，使二者的實際流量都接近于滿足供熱需求的理想流量，從而達到熱量均勻、按需分配的目的。山東普賽通信科技股份有限公司研發(fā)的供熱用智能控制系統(tǒng)，展示了二次網(wǎng)調節(jié)要實現(xiàn)的精細化、數(shù)據(jù)化、無人化、信息化的目標，更好地利用已經安裝到戶的閥，通過調節(jié)其開度、流量，徹底地解決二次網(wǎng)失衡問題，實現(xiàn)節(jié)熱、節(jié)電、節(jié)省人工、降低投訴率的目的。同時該系統(tǒng)獲得山東省節(jié)能獎，—5—系統(tǒng)產品已經成功應用于國內外多個地市項目，累計使用面積超過1億平方米。產品根據(jù)預設值穩(wěn)定流速，解決戶間干擾問題。不受管道壓力變化以及其他戶開關閥影響，實現(xiàn)流量的均衡分配，按需供暖。有效節(jié)熱20%，節(jié)電50%。降低投訴率，減少人工?；谝陨蠈嵺`，山東普賽通信科技股份有限公司向山東科技咨詢協(xié)會提出《供熱用智能控制系統(tǒng)技術條件》團體標準的立項申請。本標準規(guī)定了供熱用智能控制系統(tǒng)的術語和定義、硬件、系統(tǒng)軟件、應用功能和技術要求。同時對通信協(xié)議通過統(tǒng)一的標準加以規(guī)范，制定數(shù)據(jù)上行和下行標準化通信協(xié)議，最終實現(xiàn)廠家之間終端設備互聯(lián)互通。通過本標準的制定和實施，一方面可以極大降低供熱企業(yè)對設備的使用和維護成本，打消顧慮；另一方面解決二次網(wǎng)平衡控制，實現(xiàn)均衡供熱。形成各換熱小區(qū)有針對性的差異化智慧供熱，降低供熱能耗，取得節(jié)能減排的效果，從而推動行業(yè)的發(fā)展。山東科技咨詢協(xié)會于2025年1月2日發(fā)布關于《供熱用智能控制系統(tǒng)技術條件》（魯咨協(xié)字〔2025〕2號）團體標準立項的公告，本標準正式立項。（二）主要工作過程1.成立標準編制起草組項目牽頭單位山東普賽通信科技股份有限公司組織成立了標準編制起草組，起草單位制定了起草編寫方案與進度安排，明確任務職責，確定工作技術路線，開展標準研制工作。編制工作—6—編制起草組下設三個組，分別是資料收集組、草案編寫組、標準實施組。資料收集組負責國內有關供熱智能控制設施的相關文獻資料的查詢、收集和整理工作，梳理我國“雙碳”政策及路徑，分析供熱系統(tǒng)各環(huán)節(jié)，調研智慧供熱標準體系建設情況。草案編寫組負責以資料收集組的成果為基礎，起草標準草案、征求意見稿和標準編制說明、送審稿及編制說明的編寫工作，包括后期召開征求意見會、征求意見，以及標準的不斷修改和完善。標準實施組負責標準發(fā)布后，組織相關企業(yè)開展標準宣貫培訓會，對標準進行詳細解讀。并根據(jù)標準對企業(yè)研發(fā)機構進行規(guī)范化管理，為切實保障管理有效，并對標準實施情況進行總結分析，不斷對標準提出完善意見。2.收集整理文獻資料標準編制起草組收集了國內有關供熱控制系統(tǒng)相關標準。主——GB/T17799.1電磁兼容通用標準居住、商業(yè)和輕工業(yè)環(huán)境中的抗擾度——GB/T22239信息安全技術網(wǎng)絡安全等級保護基本要求——GB/T31866物聯(lián)網(wǎng)標識體系物品編碼Ecode——GB/T——GB/T33901工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)儀表身份標識協(xié)議—7———GB/T34072物聯(lián)網(wǎng)溫度變送器規(guī)范——GB/T34073物聯(lián)網(wǎng)壓力變送器規(guī)范——CJ/T188戶用計量儀表數(shù)據(jù)傳輸技術條件3.研討確定標準主體內容標準編制起草組在對收集的資料進行整理研究之后，標準編制起草組召開了標準編制會議，對標準的整體框架結構進行了研究，并對標準的關鍵性內容進行了初步探討。研究確定標準的主體思路、基本框架、重點內容、關鍵指標等。4.調研、形成草案為了真實、詳盡地了解現(xiàn)階段我省供熱情況，解決二次網(wǎng)失衡帶來的熱耗高、電耗高、投訴率高的問題，牽頭單位組織開展實地調研，與供熱企業(yè)、居民用戶進行交流，統(tǒng)計安裝智能控制系統(tǒng)的山東某小區(qū)某年度，安裝前及安裝后采暖季流量分布及室內分布情況，驗證系統(tǒng)在節(jié)省流量、節(jié)省熱量、提升管理水平方面的優(yōu)勢，并力求調研的公平性和代表性。在前期工作的基礎之上，標準編制起草組通過理清邏輯脈絡，整合已有參考資料中有關供熱智能控制系統(tǒng)的相關要求，并結合新技術在供熱系統(tǒng)中的實際要求，按照簡化、統(tǒng)一等原則編制完成團體標準草案。5.標準立項論證及內容完善2015年1月2日，山東科技咨詢協(xié)會組織召開了本標準的立項論證會議。專家組從標準立項可行性、必要性及起草單位承擔能力等方面進行研究討論并一致同意推薦立項。同時為保證標—8—準內容的準確性和科學性，專家組對標準內容進行了逐章逐條地審閱并提出修改建議。起草組根據(jù)專家建議修改完善標準內容，形成標準征求意見稿。二、標準編制原則、主要內容及其確定依據(jù)（一）標準編制原則1.目標性原則。編制出明確且無歧義的條款，并且通過這些條款的使用，全面提升供熱系統(tǒng)能效與二次管網(wǎng)用戶端熱力平衡調節(jié)的智能管理，加快推動傳統(tǒng)供熱行業(yè)向現(xiàn)代供熱的轉變、助力全社會碳達峰碳中和活動的標準化、規(guī)范化。2.統(tǒng)一性原則。統(tǒng)一的內容包括：術語及定義等，保證服務標準能夠被使用者無歧義地理解。3.協(xié)調性原則。注意與現(xiàn)行智慧供熱尤其是二次管網(wǎng)用戶端平衡調節(jié)的相關文件政策及相關國家標準相互協(xié)調、相輔相成，充分發(fā)揮規(guī)范性文件的功能，獲得良好的應用效應。便于使用。5.規(guī)范性原則。遵守有關的基礎標準以及相關法律法規(guī)和規(guī)（二）標準主要內容1.主要條款本文件規(guī)定了供熱用智能控制系統(tǒng)的術語和定義、硬件、系統(tǒng)軟件、應用功能和軟件及安裝測試的技術要求。本文件適用二次管網(wǎng)用戶端熱力平衡調節(jié)的智能管理。—9—2.主要技術指標、參數(shù)本標準的主要技術指標及參數(shù)為系統(tǒng)建設的系統(tǒng)架構、系統(tǒng)功能、系統(tǒng)性能、系統(tǒng)設施、系統(tǒng)安全和通信協(xié)議相關要求。系統(tǒng)架構圖如下：系統(tǒng)建設要求如下：2.1控制系統(tǒng)應能實現(xiàn)對室內溫度自動控制和遠程手動設置控制參數(shù)。2.2采用室內溫度控制時，控制系統(tǒng)應符合但不限于以下規(guī)——分戶型熱用戶應能通過實時監(jiān)測室內溫度與室內溫度設定值進行比較，根據(jù)溫度偏差調節(jié)控制閥開度；——樓棟型熱用戶應能通過實時監(jiān)測各熱用戶室內溫度值計算出各熱用戶平均值，并與室內溫度的設定值進行比較，根據(jù)室內溫度的設定值與實測各熱用戶溫度平均值的偏差調節(jié)控制—10—2.3采用回水溫度控制時，控制系統(tǒng)應符合但不限于以下規(guī)——應能通過實時監(jiān)測熱用戶回水溫度，并與其設定值進行比較，根據(jù)溫度偏差調節(jié)控制閥開度；——回水溫度設定值可由操作人員或軟件智能計算進行遠程設定。2.4采用供熱管網(wǎng)供回水平均溫度控制時，控制系統(tǒng)應符合但不限于以下規(guī)定：——應能通過實時監(jiān)測熱用戶供回水溫度值計算出平均溫度，并與其設定值進行比較，根據(jù)供回水平均溫度偏差調節(jié)控制閥開度；——供回水平均溫度設定值可由操作人員或軟件智能計算進行遠程設定。2.5控制系統(tǒng)的執(zhí)行過程應通過控制參數(shù)設定值與實時運行數(shù)據(jù)的偏差相比較，計算控制輸出信號，并發(fā)送至控制閥實時調節(jié)操作。2.6控制系統(tǒng)執(zhí)行控制的間隔時間應根據(jù)熱用戶建筑物圍護結構物理特性、室內系統(tǒng)末端散熱裝置類型、室內溫度動態(tài)響應速度和系統(tǒng)控制策略確定，控制間隔時間不宜超過60min。2.7控制系統(tǒng)應能顯示控制閥開度、室內溫度、回水溫度、供回水平均溫度等相關控制參數(shù)的反饋值，并應具備對供熱系統(tǒng)運行狀態(tài)實時監(jiān)測和對通信系統(tǒng)在線狀態(tài)監(jiān)測的功能?！?1—（三）確定主要內容的依據(jù)標準編制過程中，在參照智慧供熱尤其是二次網(wǎng)平衡調節(jié)相關國家、行業(yè)標準的基礎上，結合山東普賽通信科技股份有限公司實踐經驗，確定本標準的主要內容。三、試驗（或驗證）的分析報告、技術經濟論證以及預期效益基于某小區(qū)調控的試驗驗證情況：（一）系統(tǒng)兩大調控模式1.基于室溫的流量調控：當室溫高于設定溫度時，流量控制閥關??；當室溫低于設定溫度時，流量控制閥開大，最終室內溫度接近設定溫度。系統(tǒng)安裝正式運行后，會根據(jù)每戶的溫度對住戶管道的流量調節(jié)閥進行調整，實現(xiàn)溫度符合預設。在一段時間的動態(tài)調整后，即固定每戶流量，并一直維持恒定狀態(tài)，當供暖期中出現(xiàn)個別住戶室溫異常時，再進行微調整。總的流量控制實現(xiàn)節(jié)流節(jié)能，保證了所有住戶室溫可控且在正常范圍內，減少投訴率和用熱浪費。這種控制模式適合于住戶室內已經安裝智能溫度采集器的現(xiàn)場項目。2.基于回水溫度的流量調控：基于室溫的流量調節(jié)系統(tǒng)需要在每戶安裝室溫采集器，如果現(xiàn)場不具備入戶安裝室溫采集器，—12—則可采用回水溫度測定的處理方案。由于二次網(wǎng)結構的復雜性和多樣性，導致其調控難度大。尤其在缺乏可視化的數(shù)據(jù)支撐和有效的調控手段的情況下，二次網(wǎng)調