城市智慧供热技术标准.doc
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城市智慧供热技术标准.doc
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ICS91.100
DB
河北省工程建设地方标准
PDB13(J)/TXXXX-20XX
备案号:
JXXXXX-20XX
城市智慧供热技术标准
Technicalspecificationsforcitysmartheatingtechnology
20XX-XX-XX发布20XX-XX-XX实施
河北省住房和城乡建设厅发布
前言
根据河北省住房和城乡建设厅《2019年度省工程建设标准和标准设计第三批制(修)订计划》(冀建工〔2019〕45号)的要求,由河北工大科雅能源科技股份有限公司会同相关单位共同编制本标准。
在标准编制过程中,编制组对城市智慧技术现状进行了深入的调研研究,认真研究分析了我国城市智慧供热技术的现状和发展。
本标准共分8章和3个附录,主要内容有:
1.总则;2.术语;3.智慧供热系统基本规定;4.城市级智慧供热管理平台建设技术要求;5.企业级智慧供热监控平台技术要求;6.智慧供热热源技术要求;7.智慧热力站技术要求;8.智慧供热二网系统技术要求。
本标准由河北工大科雅能源科技股份有限公司负责具体技术内容的解释,由河北省建设工程标准编制研究中心负责管理。
执行过程中如有意见或建议,请寄送至石家庄市工大科雅能源科技股份邮箱公司(地址:
石家庄市长安区和平东路393号,邮编:
050000,电话:
0311-67690956,邮箱:
yf-j001@),以供今后修订时参考。
本标准主编单位、参编单位、主要起草人和审查人员名单:
主编单位:
河北工大科雅能源科技股份有限公司
河北建筑设计研究院有限责任公司
参编单位:
主要起草人:
审查人员:
目录
1总则 1
2术语 2
3智慧供热系统基本规定 4
3.1智慧供热总体架构 4
3.2智慧供热总体技术方案 4
3.3智慧供热系统数据采集一般要求 5
3.4供热信息模型与数据交换技术要求 9
4城市级智慧供热管理平台建设技术要求 10
4.1架构设计 10
4.2数据采集与传输 12
4.3功能模块 13
4.4软硬件环境 14
4.5系统建设规范 15
4.6验收要求 15
5企业级智慧供热监控平台技术要求 16
5.1主要功能要求 16
5.2运行要求 16
5.3控制目标与策略 19
5.4系统安全性要求 19
5.5软件技术要求 20
5.6硬件基本要求 21
5.7与城市级智慧供热平台的接口规范要求 22
6智慧供热热源技术要求 24
6.1热源数据采集与调控一般要求 24
6.2中继泵站/隔压站数据采集与调控一般要求 25
6.3热源/隔压站能耗计量及数据采集传输要求 26
6.4源网联动技术要求 27
7智慧热力站 28
7.1一般规定 28
7.2智慧热力站自控系统(标准站)技术要求 29
7.3智慧热力站自控系统(标准站)控制功能要求 30
7.4热力站能耗(热、电、水)计量技术要求 30
7.5智慧热力站感知与调控设备性能要求 31
7.6智慧热力站设备安装施工规范要求 31
7.7智慧热力站验收要求 32
8智慧街区热水供热管网和供暖热用户 33
8.1一般规定 33
8.2街区热水供热智能平衡系统 33
8.3智能阀平衡系统 33
8.4温控计量一体化系统 34
8.5通断时间面积法热计量系统 36
8.6室温采集系统 38
附录A城镇供热台账数据 40
附录B中间库数据库结构 49
附录C数据编码规则 59
本规程用词说明 63
引用标准名录 64
附:
条文说明 66
Contents
1GENERALPROVISIONS 1
2TERMS 2
3BASICREQUIREMENTS 4
3.1Generalarchitectureofsmartheating 4
3.2Generaltechnologyschemeofsmartheating 4
3.3Generalrequirementsforsmartheatingdataacquisition 5
3.4Technicalrequirementsofheatinginformationmodelanddataexchange 9
4TECHNICALREQUIREMENTSFORTHECONSTRUCTIONOFCITY-LEVELSMARTHEATINGMANAGEMENTPLATFORM 10
4.1Architecturedesign 10
4.2Dataacquisitionandtransmission 12
4.3Functionalmodule 13
4.4Hardwareandsoftwareenvironment 14
4.5Systemconstructionspecification 15
4.6Acceptancerequirement 15
5TECHNICALREQUIREMENTSOFENTERPRISEINTELLIGENTHEATINGMONITORINGPLATFORM 16
5.1Generalfunctionrequirements 16
5.2Operationrequirements 16
5.3Controlobjectivesandstrategies 19
5.4Systemsecurityrequirements 19
5.5Softwaretechnicalrequirements 20
5.6Hardwaretechnicalrequirements 21
5.7Interfacespecificationrequirementswithcityscaleplatform 22
6SMARTHEATINGSOURCEREQUIREMENTS 24
6.1Generalrequirementsfordatasourceacquisitionandregulation 24
6.2Generalrequirementsfordataacquisitionandcontrolofrelaypumpstationandisolationstation 25
6.3Energyconsumptionmeasurementanddataacquisitionandtransmissionrequirementsofheatsourceandisolationstation 26
6.4Technicalrequirementsofsourcenetworkcoordinateregulation 27
7SMARTHEATINGSTATION 28
7.1Generalrequirements 28
7.2Automationsystemrequirementsforstandardizedsmartheatingstation 29
7.3Automationsystemcontrolfunctionrequirementsforstandardizedsmartheatingstation 30
7.4Technicalrequirementsforenergyconsumptionmeasurementinheatingstation 30
7.5Performancerequirementsofsensingandcontrolequipmentinsmartheatingstation 31
7.6Eequipmentinstallationandconstructionrequirementsinsmartheatingstation 31
7.7Acceptancerequirementsofsmartheatingstation 32
8SMARTBLOCKHEATINGNETWORKANDHEATINGUSER 33
8.1Generalrequirements 33
8.2Smartbalancesystemforblockheatingsystem 33
8.3Intelligentvalvesbalancesystem 33
8.4Integrationsystemoftemperaturecontrolandheatmetering 34
8.5On/offtime-areaheatmeteringsytem 36
8.6Indoortemperatureacquisitionsystem 38
APPENDIXAURBANHEATINGACCOUNTDATA 40
APPENDIXBINTERMEDIATELIBRARYDATABASESTRUCTURE 49
APPENDIXCDATAENCODINGRULE 59
EXPLANATIONOFWORDINGINTHISSPECIFICATION 63
LISTOFQUOTEDSTANDARDS 64
EXPLANATIONOFPROVISIONS 66
1总则
1.0.1为规范城市智慧供热系统建设内容和技术应用,做到可靠适用、技术先进,保证建设质量,制定本标准。
1.0.2本标准适用于河北省新建、改建、扩建的智慧供热平台以及各热力企业供热智能化系统的建设与验收。
1.0.3城市智慧供热技术除应符合本标准的规定外,尚应符合国家和河北省现行有关标准的规定。
2术语
2.0.1智慧供热smartheating
智慧供热是基于物联网架构,以供热系统智能感知与调控设备为基础,以公网数据传输为依托,以大数据挖掘专家系统为核心的供热智能化运行模式。
2.0.2城市级智慧供热管理平台city-levelsmartheatingmanagementplatform
城市供热管理部门使用的城市集中供热系统信息采集、调度分析以及供热质量监测评价的供热管理平台,平台应包括三大功能:
政府部门管理与服务、供热行业管理与服务、供热民生服务。
2.0.3企业级智慧供热管理平台Enterprisesmartheatingmanagementplatform
供热企业使用的集中供热系统信息采集、调度分析以及供热质量监测评价的供热管理平台
2.0.4物联感知层sensinglayeroftheinternetofthings
提供对热源、管网、换热站、住户的感知能力和执行能力,通过感知设备、执行设备及传输网络实现对市区范围内各层级供热系统基础设备、室外环境、设备和人员等要素的识别、信息采集、监测和调控。
2.0.5数据传输层datatransportlayer
为城市智慧供热感知层数据提供大容量、高带宽、高可靠的网络传输方式和结构,包括以光纤、宽带、4G、5G、蜂窝无线网络,以及集群专网等一些专用网络。
2.0.6智慧供热应用层smartheatingapplicationlayer
在物联网感知层、数据传输层之上,将供热系统各层级采集数据、服务信息,通过大数据分析和人工智能算法代替传统人工经验,达到回归优化调控策略、全网自动调节,实现供热精准化调节,提高企业效益;以热用户采暖需求(室内热舒适度监测)反馈进行热力站/热源的自动优化调节,代替传统的以热源/热力站调控为主(气候补偿)、热网平衡分配的供热调节模式,实现按需供热,提升居民供暖质量和满意度。
2.0.7中间数据库intermediatedatabase
独立于业务数据库之外、具备数据转储和数据仓库功能的数据库。
3智慧供热系统基本规定
3.1智慧供热总体架构
3.1.1智慧供热应以省、市、县(市、区)和供热企业四级联动、三级管控的供热管理体系为架构。
城市(含县、市、区)级智慧供热以企业级智慧供热为数据基础,宜以顶层设计、统一标准、政府推动、整体提升为原则。
3.1.2智慧供热管理平台技术构架应由物联感知层、数据传输层和应用层三个层面组成。
3.2智慧供热总体技术方案
3.2.1各企业数据及室温数据宜通过网络传输至省或城市(区县)级智慧供热管理与服务平台。
3.2.2城市智慧供热技术方案应参考图3.2.2-1的原理建设。
图3.2.2-1智慧供热总体技术路线
3.3智慧供热系统数据采集一般要求
3.3.1智慧供热系统数据应根据数据类型进行划分,宜分为供热台账数据、供热运行数据、供热投诉数据、供热应急保障数据、供热故障数据、气象数据、环境监测数据、能源消耗数据。
3.3.2供热运行数据采集范围和单位量纲应按照表3.3.2-1、表3.3.2-2、表3.3.2-3、表3.3.2-4、表3.3.2-5及表3.3.2-6规定实施。
另外应对热力站下辖典型热用户进行室内温度的数据采集。
表3.3.2-1热水锅炉运行数据采集范围及单位量纲
序号
采集项
单位
1
供水温度
oC
2
回水温度
oC
3
额定负荷
MW
4
负荷率
%
表3.3.2-2热源出口运行数据采集范围及单位量纲
序号
采集项
单位
1
累积供热量
GJ
2
瞬时流量
m³/h
3
供水温度
oC
4
回水温度
oC
5
供水压力
MPa
6
回水压力
MPa
注:
热源可为热电厂、锅炉房、地热及其他热源。
表3.3.2-3热力站一次侧运行数据采集范围及单位量纲
序号
采集项
单位
1
一次累积供热量
GJ
2
一次瞬时流量
m³/h
3
一次供水温度
oC
4
一次回水温度
oC
5
一次供水压力
MPa
6
一次回水压力
MPa
表3.3.2-4热力站机组二次侧运行数据采集范围及单位量纲
序号
采集项
单位
1
二次供水温度
oC
2
二次回水温度
oC
3
二次供水压力
MPa
4
二次回水压力
MPa
表3.3.2-5建筑热力入口数据采集范围及单位量纲
序号
采集项
单位
1
累积热量
GJ
2
瞬时流量
m³/h
3
供水温度
oC
4
回水温度
oC
注:
指具备采集条件的建筑热力入口
表3.3.2-6住户热力入口运行数据采集范围及单位量纲
序号
采集项
单位
1
累积热量
GJ
2
瞬时流量
m³/h
3
供水温度
oC
4
回水温度
oC
5
室内温度
oC
注:
指安装分户热计量系统的住户入口
3.3.3智慧供热平台宜采集各市(县)供热信息平台的热用户电话投诉数据,不宜采集供热企业电话投诉信息平台的数据。
智慧供热平台与市(县)级平台宜实现自动数据信息交换方式采集数据。
3.3.4供热应急保障数据应包括应急资源和供热应急预案,城市级供热主管部门、供热企业均宜根据实际情况动态更新供热应急保障数据。
应急保障数据应包括应急队伍、应急队伍人员、应急装备、应急物资、应急预案以及应急方案等数据信息。
3.3.5供热事故数据宜包含所属城市、所属单位、事故地点、事故类型、事故形式、事故发生时间、事故等级、事故影响范围等数据信息。
3.3.6气象数据应由气象部门提供,宜包括天气、最高温度、最低温度、风向、风速、太阳辐射等信息。
3.3.7环境监测数据应由生态环境部门提供,宜包括空气质量指数、空气质量级别、空气质量状况。
3.3.8能源消耗数据应由供热企业定期人工上报或通过自动数据采集每个热源当日的供热能源消耗量和储备量。
按能源分类不同应按照表3.3.8-1进行数据获取。
表3.3.8-1能源消耗数据采集类型
序号
能源类型
能源消耗量
单位
备注
1
天然气
当日耗气量
Nm3
--
2
煤
当日耗煤量
t
标注煤的热值或折算为标准煤
3
电
当日耗电量
kWh
--
4
热电联产
当日耗热量
GJ
--
3.3.9管网GIS系统应基于GIS地图绘制一次网管网图,且应采集管道直径、管道材质、管道长度、敷设年代、敷设方式及生产厂家等信息。
3.4供热信息模型与数据交换技术要求
3.4.1城镇供热台账数据应包括供热企业、热源、热力站、机组、居建小区、公建单位、用热建筑以及典型室温监测点等基础信息,具体要求见附录A。
3.4.2市级平台中间库应按照城市名称首拼_供热信息平台首拼为规则命名;供热企业中间库应以城市名称首拼_供热企业简称首拼_供热信息平台首拼为规则命名。
中间库结构应该附录B构建。
3.4.3基础数据编码规则应为层次代码结构,宜以供热企业、热力站、机组、楼栋及住户为主线制定编码规则,具体见附录C。
4城市级智慧供热管理平台建设技术要求
4.1架构设计
4.1.1系统架构
城市智慧供热系统应在满足制度标准和网络安全的前提下,形成省级、市级、区县级、企业级的四级联动,实现政府对城市供热的集中监管,具体见图4.1.1-1所示。
图4.1.1-1城市级智慧供热管理平台建设架构
4.1.2网络架构
1城市级智慧供热管理平台依托当地政务外网、互联网、VPN网络建设,形成覆盖区县(城市)、供热企业的整体网络。
2热用户室温监测数据通过物联网平台直接上传到城市级平台。
供热企业信息平台通过VPN网络与城市级智慧供热管理平台连通,实现企业与市级平台数据交换。
各供热管理部门可通过政务网访问城市级智慧供热管理平台。
具体网络架构见图4.1.2-1。
图4.2.1-1网络架构图
4.2数据采集与传输
4.2.1城市智慧供热数据采集要求及方式应按照以下原则实施:
1供热监管信息平台应采用中间库的方式,实现城市级智慧供热管理平台与供热企业信息系统间的数据交换。
中间库应按照附录B标准建立。
2各供热企业应将生产系统或业务系统的数据提交到中间库,并向城市级供热管理部门提供中间库服务器的IP地址、端口号、SQL用户名、SQL密码、中间数据库名称等信息。
3城市级智慧供热管理平台宜通过VPN网络,实现从供热企业的中间库抽取数据,具体见图4.2.1-1。
图4.2.1-1数据共享交换关系图
4供热企业应建立本地生产系统或业务系统的城镇供热台账数据与城市级智慧供热管理平台城镇供热台账数据的编号对应关系。
数据编码规则见附录C。
5供热企业将本地生产系统或业务系统的数据提取到中间库时,应先按编号对应关系转换成城市级平台相应编号,再通过数据交换系统交换到城市级智慧供热管理平台中间库,中间库的数据库结构见附录B。
6对于没有监控平台的供热企业宜先建立企业级供热监控系统,然后按照中间库方式上传运行数据。
4.2.2数据上传频率应按照以下原则实施:
1供热运行数据应由供热企业上传至中间库,与市级平台从中间库采集的频率保持一致,均为每小时上传或采集一次。
2供热投诉数据、供热应急保障数据、供热故障数据应由供热企业上传至中间上传或采集一次。
3供热台账数据应按需更新采集。
4.3功能模块
4.3.1城市信息资源库宜满足整个系统平台的信息收集、存储、梳理、分类、汇集、转换、加工处理、整合共享、开放等功能任务。
4.3.2信息可视化系统宜能提供“一站式”管理信息支持功能。
4.3.3城市能耗管理模块应实现能源的动态采集及多维度分析功能。
4.3.4城市运行管理模块应实时监测并展示城市各供热企业的实际供热运行状况、供热质量、节能状态,并综合评估各区县、各供热企业的管理水平。
4.3.5城市行业管理模块应实现对区县的供热投诉、供热质量、服务水平、工程建设、安全生产等行业管理数据汇总及综合分析功能。
4.3.6城市安全管理模块应建立城市供热应急信息库,实现供热事故的动态跟踪,实现事故影响范围及时间的综合分析。
4.3.7城市基础信息采集、存储模块应对全市供热企业、热源、热网、热力站、用热建筑、热用户等基础信息进行采集、存储及可视化展示。
4.4软硬件环境
4.4.1监控中心软件环境应满足以下要求:
1服务器应安装windowsServer2012R264位以上操作系统。
2客户端计算机配备应windows1064位专业版操作系统。
3所有电脑设备应安装防火墙、杀毒软件。
4所有电脑设备应配备办公软件。
5所有安装软件应为正版,可升级、可维护。
6所有软件在施工过程中、验收之前应装载到相应的电脑设备上。
4.4.2监控中心硬件环境应满足以下要求:
1台式机:
CPU主频3.6GHz以上,内存为8G,硬盘为500G。
2应用服务器:
CPU为8核CPU,内存为16Gb内存,硬盘为40Gb系统盘+100Gb数据盘,操作系统为WindowsServer2012R264位以上操作系统。
3数据库服务器:
CPU为16核CPU,内存为64Gb内存,硬盘为50Gb系统盘+500Gb数据盘,操作系统为WindowsServer2012R264位以上操作系统。
4存储设备:
容量不低于1.8Tb×5。
4.5系统建设规范
4.5.1基础数据获取应遵循本标准规定的数据编码规则。
4.5.2信息采集数据库应遵循本标准规定的数据库结构,详见附录B。
4.6验收要求
4.6.1应通过计算机软件确认测试评审。
4.6.2应通过专门测试机构进行系统测试评审。
4.6.3提供完整的需求说明书、软件设计说明书、数据库设计说明书、测试报告、操作说明书等材料。
4.6.4软件产品已置于配制管理之下。
4.6.5软件平台测试运行正常,达到设计功能要求。
5企业级智慧供热监控平台技术要求
5.1主要功能要求
5.1.1企业级智慧供热监控平台应具备供热运行智能调控、智能收费及远程管理、热用户智能服务功能。
5.1.2供热运行智能调控应具有以下功能:
1内置大数据分析及数据挖掘专家系统;
2能够根据气候参数变化、热用户采暖需求、热网特性等信息,提供供热运行调控策略。
5.1.3智能收费及远程管理应具有以下功能:
1收费系统与热用户智能监控终端设备、平衡调控智能系统对接。
2可自动启闭收费管理智能阀。
3
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