斷崖式降溫:哈爾濱獲批21億元取暖資金,智慧供暖提升居民幸福感
近期,受今冬以來最強寒潮天氣影響,我國大部分地區氣溫暴跌,保障供暖被視為最直接、最要緊的民生大事。尤其是針對處在嚴寒地帶的東北而言——以黑龍江省為例,在11月末多個地區出現降雪,隨后便迎來入冬最強降溫,而低溫天氣將持續到12月上旬。
凜冬之下,每家每戶的溫度,成為了居民的幸福指數;城市供熱產生的碳排放量,成為政府治理城市的成績單。為確保民眾溫暖過冬,同時支持開展減污降碳等方面工作,財政部日前下達了2023年北方地區冬季清潔取暖資金預算,金額高達134.4億;哈爾濱也在近日成功入選2022年北方地區冬季清潔取暖項目試點城市名單,從2022年起至2024年將獲得中央財政21億元清潔取暖項目資金支持。
作為試點城市,哈爾濱供暖期足有六個月,在如何提高供暖質量,同時兼顧生態環境方面率先形成了有效方案:2019年,哈爾濱太平供熱公司與華為云攜手,對傳統熱網進行智慧化改造,實現“熱源、管網、換熱站、住戶”一體化全網協同和精細化調控。在保障居民供熱均衡、提升居住滿意度的同時,也為節能減排作出了積極貢獻。在2021年-2022采暖季,13萬熱用戶享受到了智能供熱成果,節省原煤10652噸(標煤9453噸),減少碳排放25145噸,加速邁向“碳中和”目標。哈爾濱對智慧供暖的積極探索,不僅形成了值得借鑒推廣的好經驗、好做法,也具有很好的示范意義。
從復雜入手,瞄準供暖系統頑疾
走進太平供熱公司位于5樓的生產指揮中心,可以看到,有一塊占滿一面墻的大屏幕,顯示著公司所負責的全部范圍的供熱情況。在這塊屏幕上,公司的生產人員可以直接調出某小區供熱電子沙盤畫面,小區的室內溫度一目了然。
據介紹,這是因為每一層樓的管線上都安裝了遠程控制閥門,公司根據天氣溫度變化等情況,可以隨時調節,來控制每一戶的室內溫度,從而保證每戶供暖均衡。“從去年供暖開始,家里溫度一直比較穩定,始終在22.5℃上下微微浮動。”該小區居民表示,自從智慧供熱啟動后,家里溫度處于恒溫狀態,非常舒適。
實際上,在哈爾濱這樣的大型集中供暖地區,溫度失衡一直是令居民和供熱企業感到頭疼的事情。
而核心原因,就是集中供熱系統本身的復雜性。如果可以從哈爾濱的高空向下透視,這座“冰城”的地表之下擁有一個個縱橫交錯、規模龐大的供暖管道網絡。隆冬時節,熱源廠提供高溫的熱水或蒸汽經過這些道路管網輸送到熱力站。在熱力站內進行熱量交換后,再由小區管網將熱水送到熱用戶室內的暖氣管中進行散熱。
需要注意的是,多年來,熱源廠、熱力站和管網之間的系統彼此孤立,數據無法互聯互通,加之自動化設備標準不同,數據質量參差不齊,導致無法進行有效的數據分析,也就無法精準監控供熱質量。
與此同時,每一個熱力站背后擁有龐大的用戶群,由于熱的滯后性和無法避免的熱損耗,導致熱量傳輸時離換熱站遠的小區就會比較冷,反之則更熱。而單獨的樓宇,由于管道老化等問題,也會出現層與層之間的溫度不一致。
熱力站如何進行精準分熱?以往是依托熱力站工作人員憑借室外溫度和自己的經驗,向熱源廠直接溝通熱量需求,簡單的進行增加和降低熱量,但這就導致了“供熱過度”和“供熱不足”兩種情況同時出現,以至于形成被調侃多年的現象:“頂層開窗底層穿襖”。熱量多到用戶要開窗散熱,意味著總體熱能的巨大浪費,與之相應的便是熱力公司的虧損和成本增高。
更值得關注的是,從宏觀角度來看,由于能源的過度使用,也有可能造成一座城市的碳排放超標,阻礙政府積極推進碳中和與碳達峰的規劃。
引入AI技術,全面實現智慧供熱
如何在保障和提升供熱均衡的同時,兼顧節能減排、安全高效,華為積極探索人工智能等數字技術與傳統供熱行業融合發展新路徑,在哈爾濱市進行了先行探索。哈爾濱太平供熱有限公司聯合華為,基于物聯網、大數據、人工智能技術對原供熱系統進行全流程改進,供熱企業可以感知用戶室溫,AI能力可以助力調節供熱各環節閾值,進而讓供熱效率大幅提升。
據公開數據顯示,推動智慧供熱后,太平供熱從歷史供熱能耗0.38GJ/m2,(遠低于嚴寒地區供熱的平均水平(0.49GJ/m2))基礎上,進一步降到0.35GJ/m2,整體節能10%以上。
可觀數據的背后,行業更關注的是技術如何深入供熱系統的肌理,怎樣運籌帷幄高質量保障供暖工程。具體來看,在數據管理上,華為云提供了數據統一集成平臺,可精準采用供熱系統數據,并對異常數據進行診斷和清洗,同時將缺失數據補齊,深入挖掘數據價值。
在供熱平衡方面,華為云依托天籌AI求解器打造AI調優算法,通過和運籌優化技術深度融合,可以根據環境因素(室內、室外溫度、風速、管網情況、房屋情況、地理位置等綜合信息),對換熱站、樓棟、用戶閥門進行最優控制,使熱源熱量平衡分配給每個用戶。
與此同時,依托華為云知識計算結合歷史數據和過往沉淀的經驗不斷優化,助力供暖方案不斷升級。如今,太平供熱的智能調控目標成功率達到99%,用戶室溫分布集中在20-24℃范圍內,且平均占比達到95%以上,真正發揮了每一份熱的價值。
在降低能源消耗方面,華為云AI熱需預測結合多時段、多維度數據,對熱源實現人工智能負荷預測,預估生產熱量,從而避免能源過度浪費。而預測甚至可達小時級別。
值得一提的是,在運維和安全方面,太平供熱實現了對供熱系統7*24小時智能化運維,可以對異常情況及時告警保證系統安全,減少供熱運維人力成本15%。
可以看到,升級后的哈爾濱智慧供熱系統,實現了監管從“人管”到“數管”,供熱企業從“人控”到“智控”,支撐“保供暖”這項哈爾濱重要民生工程,持續向好優化,加速實現從“智暖冰城”到“智暖中國”的全面升級。此后經年,便可無畏寒冷,在溫暖中度過漫長冬季。