能源管理軟硬件服務商,性價比之選 計量點滴智慧
7月31日,在“5G物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)大會”上,華為蜂窩物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品線副總裁刁志峰表示,“NB-IoT在協(xié)議標準上屬于5G,這一塊的部署可稱為5G NB-IoT;此外,投資NB-IoT,就是投資5G。”
NB-IoT全稱為窄帶物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議,在華為的推進下,于2016年6月,在3GPP正式凍結,確立了協(xié)議標準。
NB-IoT具備四大特點:
廣覆蓋,將提供改進的室內(nèi)覆蓋,在同樣的頻段下,NB-IoT比現(xiàn)有的網(wǎng)絡增益20dB,相當于提升了100倍覆蓋區(qū)域的能力;
具備支撐連接的能力,NB-IoT一個扇區(qū)能夠支持10萬個連接,支持低延時敏感度、超低的設備成本、低設備功耗和優(yōu)化的網(wǎng)絡架構;
更低功耗,NB-IoT終端模塊的待機時間可長達10年;
更低的模塊成本,企業(yè)預期的單個接連模塊不超過5美元。
為什么智慧供熱應用選擇NB-IoT?
我國北方城鎮(zhèn)供熱被稱為區(qū)域供熱或者集中供熱,即在人口密集區(qū),建設覆蓋一定居住人口的熱力管網(wǎng)以及支撐該人群取暖熱負荷的集中熱源。以水為載體,將熱源生產(chǎn)的熱沿著熱力管網(wǎng)輸送至各個居住小區(qū),而在小區(qū)內(nèi)建設獨立的二次網(wǎng)循環(huán)系統(tǒng),通過換熱機組將熱力主管網(wǎng)的熱交換至二次網(wǎng),通過二次網(wǎng)在住宅中的循環(huán)散熱,保證住戶室內(nèi)在寒冷的冬季保持溫暖舒適,從而將熱源生產(chǎn)的熱消費掉。因此,城鎮(zhèn)供熱系統(tǒng)有兩大特點:供熱系統(tǒng)網(wǎng)絡化、覆蓋人口密集區(qū)。這兩大特點,決定了城鎮(zhèn)供熱系統(tǒng)在信息化過程中非常適用基于運營商的物聯(lián)網(wǎng)絡。即NB-IoT協(xié)議。
運營商的蜂窩網(wǎng)絡覆蓋了全球超過50%的地理面積,90%的人口,是一張覆蓋完整的網(wǎng)絡。因此,基于運營商的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議非常適合包括城鎮(zhèn)供熱在內(nèi)的城市公共事業(yè)服務的信息化建設。
(圖片來源:瑞典Nxity)
當前,5G作為我國國家戰(zhàn)略,5G網(wǎng)絡的建設走在世界各國之前,三大運營商已經(jīng)完成NB-IoT協(xié)議在現(xiàn)有4G網(wǎng)絡中的部署,全國范圍內(nèi)已經(jīng)可以商用。而在5G網(wǎng)絡中,本身就包含NB-IoT協(xié)議。因此可以說,在中國,基于NB-IoT協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng),已經(jīng)完全可以商用。
NB-IoT云控閥
在智慧供熱中如何應用
在城鎮(zhèn)供熱若干年的信息化進程中,換熱站自控以及熱力管網(wǎng)的水力計算一直是核心業(yè)務系統(tǒng)。系統(tǒng)管理控制的思路是熱源的負荷預測,以及一次管網(wǎng)的熱負荷分配。而隨著智慧供熱概念的提出,以及互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云服務等新技術的推動,城鎮(zhèn)供熱企業(yè)作為傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)企業(yè),已經(jīng)可以改變看天生產(chǎn)的粗獷管理方式,通過信息化系統(tǒng),物聯(lián)網(wǎng)技術,熱消費側的各種設備數(shù)據(jù)采集精確把握用戶用熱需求,通過實時控制設備來實現(xiàn)真正意義上的按需供熱,達到二次網(wǎng)水力平衡調節(jié),減少過量供熱的浪費現(xiàn)象,不但能夠大幅節(jié)能,而且為北方城市的冬季減霾做出貢獻。
基于末端控制的調節(jié)思路如下圖:
過量供熱:頂?shù)走呌脩粲脽嵝枨蟛煌?,供熱不?/p>
解決方案:通過智能云控閥(NB-IoT)調節(jié)達到用熱平衡,按需供熱。
智能云控閥作為末端能效調節(jié)設備,不僅僅能夠節(jié)能增效,相當程度上也能夠提升供熱公司針對熱用戶的服務功能,在實現(xiàn)更精細的用戶管理基礎上,大限度地減少人力成本。
服務更專業(yè)
智能云控閥不僅僅具備流量調節(jié)功能,同時采集熱用戶回水溫度,結合熱用戶所在換熱站的運行數(shù)據(jù),例如二次網(wǎng)供溫、循環(huán)泵運行頻率,二次網(wǎng)供壓等數(shù)據(jù),在云端進行運算,讓運維人員更了解用戶,了解熱用戶的實時用熱情況,從而提升熱用戶的體驗和感受。
管理更規(guī)范
智能云控閥同時具備鎖閉閥的一切功能,因此,與供熱公司的繳費系統(tǒng)、客服系統(tǒng)結合,可以通過云控閥實現(xiàn)更精細,更規(guī)范的管理。例如對于欠費用戶,可以通過閥門限制熱用戶的用熱,控制室溫,達到催繳的目的。對于報停用戶,可有效的關斷熱供給,進一步減少熱浪費。
運維成本更低
智能云控閥作為一個物聯(lián)網(wǎng)設備,基于運營商網(wǎng)絡,保持永久連接狀態(tài),運維人員通過Web,手機APP隨時可以到達該設備。從而大大減少運維人員跑用戶、跑站、與用戶當面溝通等高運維成本。
智慧供熱給供熱行業(yè)帶來的變革
所謂智慧供熱,即利用當今先進的互聯(lián)網(wǎng)+、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云服務等產(chǎn)品技術,改變傳統(tǒng)供熱企業(yè)粗放的生產(chǎn)及管理運營方式,提高能源利用效率,實現(xiàn)數(shù)據(jù)支撐下的按需供熱,大大減少過量供熱等能源浪費。要知道,我國北方城市一個冬天的供熱能源消耗,和英國全國一年所有能源消耗相當。只有熱用戶用熱、供熱企業(yè)供熱更精細、更智慧,讓每一份熱發(fā)揮價值,我們才能真正建設節(jié)約型社會,才能讓人們享受冬日溫暖的同時,還大家青山綠水。
如何利用物聯(lián)網(wǎng)、云服務、大數(shù)據(jù)等先進技術,我們認為,首先,要改變供給側節(jié)能的思路,從末端控制著手,每棟建筑的建筑年代、建筑特性、節(jié)能保溫效率、每戶家庭的面積、朝向、用熱習慣等都不相同,因此,必須對每戶家庭熱供給進行調節(jié)控制,才能真正實現(xiàn)按需供熱,不浪費每一份熱。而當前的物聯(lián)網(wǎng)技術,云服務技術,為我們實現(xiàn)真正的智慧供熱提供了可能。
每一戶家庭的入戶管道上加裝基于NB-IoT協(xié)議的智能云控閥,每個智能閥都通過運營商網(wǎng)絡連接云端,向云端調度控制服務上傳數(shù)據(jù),并響應指令,進行用熱調節(jié)。根據(jù)該家庭的面積、朝向、天氣影響、甚至用戶行為習慣等參數(shù),根據(jù)用戶實際用熱需求實時調節(jié)家庭用戶的熱供給,讓用戶在滿足室內(nèi)舒適恒溫的基礎上充分節(jié)能。
由于供熱系統(tǒng)的時延特性及網(wǎng)絡化特征,末端進行調節(jié)后,對應的二次網(wǎng)系統(tǒng),換熱站各個設備也需要實時隨動,即換熱站也需要根據(jù)小區(qū)實際用熱從一次管網(wǎng)取熱,一次管網(wǎng)熱供給通過換熱站中的一次網(wǎng)電動調節(jié)閥門完成,由智慧供熱平臺通過云端向換熱站中的控制系統(tǒng)下發(fā)指令,完成調節(jié)。一次管網(wǎng)中的每個小區(qū),即每個換熱站根據(jù)實際用熱需求調節(jié)后,參數(shù)繼續(xù)向上反饋,由云端智慧大腦通知熱源生產(chǎn)系統(tǒng)(DCS),這樣,熱源系統(tǒng)得到的生產(chǎn)負荷接近實際需求,具有實時數(shù)據(jù)支撐的精確調度目標。通過整個云端智慧大腦對于完整供熱網(wǎng)絡環(huán)節(jié)的實時調節(jié)和調度。完成智慧的按需供熱。如下圖:
隨著物聯(lián)網(wǎng)設備在城鎮(zhèn)供熱領域的普及,以及城鎮(zhèn)供熱智慧大平臺的建設,未來城鎮(zhèn)供熱必將發(fā)展成為一個智慧的、全覆蓋的、實時可控的、高效節(jié)能的城市公共事業(yè)服務網(wǎng)絡。一個連接整個管網(wǎng)設備,連接所有運維人員、管理人員、決策人員的智慧大系統(tǒng)。
智慧供熱發(fā)展路線圖
城鎮(zhèn)供熱作為一個高度復雜的大延時系統(tǒng),僅僅依靠系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的人力經(jīng)驗實現(xiàn)智慧化管理是很難的。因此,大數(shù)據(jù)及AI(神經(jīng)網(wǎng)絡及機器學習)將會發(fā)揮巨大作用。
基于物聯(lián)網(wǎng)、云服務等技術,我們能夠實現(xiàn)城鎮(zhèn)供熱系統(tǒng)的實時監(jiān)測與控制,那么,如何讓系統(tǒng)更智慧,就需要更多的數(shù)據(jù)積累,需要大數(shù)據(jù)與機器學習等AI技術的應用。例如對于熱用戶的室溫推測,對于熱用戶室溫影響的因素很多:
戶內(nèi)供熱數(shù)據(jù):戶型、面積、朝向、采暖方式(地熱、)回水溫度等
相鄰用戶數(shù)據(jù):左鄰、右鄰,及上下相關熱用戶的戶內(nèi)數(shù)據(jù)
小區(qū)建筑數(shù)據(jù):小區(qū)所在維度、小區(qū)入住率、建筑外墻保溫數(shù)據(jù)等
氣象信息:歷史溫度數(shù)據(jù)、實時溫度數(shù)據(jù)、天氣預報數(shù)據(jù),陰晴日照數(shù)據(jù)、風速等
可以看到,以上多種數(shù)據(jù)對建筑用熱需求均有影響。因此,引入大數(shù)據(jù)及AI技術應用是非常必要的。智慧供熱系統(tǒng)需要不斷的積累、完善,通過對系統(tǒng)內(nèi)各種歷史數(shù)據(jù)、天氣變化、以及不同建筑用熱特征等積累數(shù)據(jù)進行自學習,建立相應的模型,采用機器學習的優(yōu)化算法,不斷完善,讓系統(tǒng)更智慧。
實際上,大數(shù)據(jù)技術應用并不是只應用于數(shù)據(jù)大,而是需要滿足以下兩個條件:
數(shù)據(jù)在一定的范圍內(nèi)足夠完整
小區(qū)供熱二次管網(wǎng)涉及到的換熱站、機組、樓前設備、戶內(nèi)設備監(jiān)控數(shù)據(jù),熱用戶繳費數(shù)據(jù),熱用戶戶型、面積、朝向以及居住人口等用熱數(shù)據(jù)等組成了一個完整的供熱、用熱系統(tǒng),并且我們現(xiàn)有的技術手段,能夠收集和獲得這些數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)能夠持續(xù)不斷產(chǎn)生
城鎮(zhèn)供熱系統(tǒng)中,各個設備的數(shù)據(jù)是具備生長性的,這些設備上的數(shù)據(jù)源源不斷地生成,而且不僅是物聯(lián)設備數(shù)據(jù),系統(tǒng)中運維人員的行為數(shù)據(jù),決策人員的操作數(shù)據(jù)等,都會進入云平臺進行數(shù)據(jù)復用,產(chǎn)生價值。(攬月云平臺僅數(shù)千個換熱站設備數(shù)據(jù),18-19采暖季數(shù)據(jù)記錄突破100億條)
因此,城鎮(zhèn)供熱系統(tǒng)完全具備大數(shù)據(jù)的應用基礎,而作為一個綜合性、復雜的、具備顯著時延特點的大數(shù)據(jù)系統(tǒng),基于大數(shù)據(jù)的AI技術,即神經(jīng)網(wǎng)絡與機器學習,將會在這個領域大展身手。讓系統(tǒng)中的每個閥門、每個泵等受控設備的每一次調控,背后都是通過AI學習過的虛擬專家的智慧決策,這才是真正意義上的智慧供熱。
我們期待大數(shù)據(jù)及AI技術能夠在城鎮(zhèn)供熱及其他社會公共事業(yè)服務領域廣泛應用,通過先進技術的應用,降低社會綜合成本,為建設真正節(jié)約型城市和社會出力。