智慧燃气是指依托高度发展的信息与通信技术、低碳能源技术与能源互联网技术构建的以天然气、生物质燃气、氢气等低碳气体燃料为核心能源,涵盖各种能源综合应用高效管理、智能运营、便捷服务等的一体化低碳能源生态系统。
智慧燃气是指依托高度发展的信息与通信技术、低碳能源技术与能源互联网技术构建的以天然气、生物质燃气、氢气等低碳气体燃料为核心能源,涵盖各种能源综合应用高效管理、智能运营、便捷服务等的一体化低碳能源生态系统。智慧燃气旨在为用户提供安全、低碳、智能、开放的能源服务,其涵盖智能气网、可再生能源利用、储能调峰、多能协同、碳资产管理等内容。智能气网是指依托“云、大、物、移、智”等新一代信息与通信技术,基于城镇燃气系统所构建的本质安全、智能高效、开放融合的能源管理、运营和服务系统。贯穿于设计、建造、气源、输配、调度、服务、应急等城镇燃气的各个环节,相关领域包括智能管网、气源管理、智能计量、智能服务、智慧厨房、智能应急等方面。其中智能管网是智能气网的核心。智能管网是指依托新一代信息与通信技术,基于城镇燃气管网所构建的标准统一、精准感控、安全智能的燃气输配运营管理系统。狭义地说,智慧燃气指的是智能气网,其业务涵盖当前国内城镇燃气企业开展的燃气系统相关的输配、供销气、燃气分布式能源等内容;广义地说,智慧燃气指的是智能气网充分融合其他能源形式的一体化能源互联生态系统。智能气网是智慧燃气在当前能源格局和发展阶段下的具体体现,也是当前燃气企业近期发展的目标。智能管网的实现主要从“建、防、检、控、智”五方面推进。通过信息化、标准化、智能化和低碳化的基础设施规划、设计、建设,构建物理数字一体化的本质安全管道系统,包括以下四个方面:首先,建立本质安全的物理管道系统。严格遵循现行相关标准,积极应用新材料新工艺、新设备,建成本质安全的物理管道系统。其次,建设管网静态信息数字化模型。主要通过建立地理信息系统(GIS),实现运营区域全域范围地形、管网数据的高效管理,建立信息查询、检索、制图、统计、分标和维护等功能,为各业务系统提供管网模型基础数据。探索建设数字化交付平台,基设计阶段、施工阶段积累的数字化信息,建立管网的静态数字孪生模型,结构化整合管网的地理位置、设备、施工、检验等信息。再次,建设管网动态信息数字化模型。建立管网工况及用气信息等数据的自动采集、实现对管网运行状态的全景化监测。通过对燃气设备设施、管线阀井及阀室等节点加装各类采集、监控模块,建立数据采集与监控(SCADA)系统,形成完善的数据采集标准。探索建设管网动态数字孪生模型,接入管网运行、巡检、设备维检修等数据。最后,建设管道系统规划、设计、建设的数字化支持系统。基于GIS系统,建设管网仿真系统,支持管网运行和改扩建工程决策辅助。建设工程建设信息化系统,统一管理工程项目规划立项、设计、施工,形成数字化的工程建设管理能力。探索建设工程项目碳排放管理,通过应用低碳材料、绿色能源等,降低管网设施、工程建设的整体碳排放。一方面,建设高效的智能化防护设备设施体系。向内,建设关键运行参数(压力温度、流量等)、可燃气体浓度等关键安全参数的监测、超限报警、联锁自动切断机制,搭建管网系统自动化防护体系;探索新型泄漏监测与定位方法,构建智能化防护体系。向外,综合利用管道变形监测、井盖监测、第三方破坏防护设备等新技术、新设备,构建外部破坏防护体系。
另一方面,探索应用阴极保护数值预测与评估技术、关键设备(调压器、流量计阀门、仪表等)故障诊断与预测技术等,构建管网系统预测性维护系统,推动行业由定期检修向预测性检修转变,减少过度维修,提高劳动生产率,降低安全隐患和设备故障发生率。
构建全空间、全时间、多维度的管网运维体系。具体包括:首先,基于地理信息系统,打造一张图管理的智能化巡检体系。基于风险、隐患等数据智能制定巡检任务,基于北斗精准定位支持,开展高效巡检。融合多源数据,形成巡检、第三方施工、风险隐患一张图管理,有效支持巡检工作高效开展。其次,建立高精准的立体化泄漏检测体系。综合应用多种检测手段,结合北斗精准位置,有效整合多种来源的泄漏浓度数据,探索燃气泄漏反演理论与方法,计算泄漏区域内可燃气体浓度分布情况和变化趋势,形成泄漏云图,预防二次灾害,为管网安全评估提供可靠的数据依据。最后,构建系统化的安全屏障管理体系。综合理管网系统安全保障屏障,搭建多层级、多尺度的安全屏障监测指标体系。构建多层次、全方位调度体系,实现多情景的高效、精准调度。
组建综合调度中心,集成各类生产运营系统(GIS地理信息系统、SCADA数据采集与监控系统、车辆GPS监控系统、应急预案管理系统、用户管理系统等),全面监测运行人员、车辆、管网设备设施状态,为调度决策提供有效资源与数据支撑。针对日常运行、季节性保供、事故应急等多种场景,探索高效精准的调控策略,确保管网安全可靠运行。
构建智能主动/辅助决策体系,对建、防、检、控的工作形成有效数据支撑。在管网建设方面,基于管网运行数据监测、水力仿真等工具,形成管道新建、改造辅助决策工具,形成多时间尺度的管网新建、改造方案,优化管道路由方案、建设方案。在防控机制方面,一方面通过广泛采集管网运行数据、设备设施故障特征数据,建立故障诊断与预警模型,构建设备设施预测性维护体系;另一方面探索管网系统防护体系智能化“体检”方法,高效修补防护体系漏洞。在巡检运维方面,基于风险、隐患等数据智能制定巡检任务,结合多种来源的泄漏浓度数据,探索燃气泄漏反演理论与方法,实现管网泄漏快速定位。在工况调度方面,基于高效准确的水力仿真、负荷预测等工具,构建调度智能辅助系统,为调度人员提供建议,提高调度水平。利用能源互联网技术、碳资产管理技术、负荷预测技术,实现管道气、液化气、生物质气、氢气等各种气源的智能调度、互补,保障能源系统高效供应,为客户提供高效、低碳的能源服务,为供应主体高效创造经济价值。依托智能化计量设备,充分利用物联网、云计算、大数据分析等新一代信息通信技术,构建以计量数据的智能化采集、分析和利用为核心的计量管理体系。针对居民用户,全面普及安装具有安全切断及自诊断功能智能燃气表,通过低功耗通信网络将用户用气和报警数据上传分析。针对工商业用户,打造工商业定制化计量和管理服务系统。系统自动计算各级管网及终端用户用气情况,自动核算各级购销差,对异常数据自动报警,并通过远程控制系统快速响应,确保计量准确、本质安全。计量设备全部采用金额进行计费,具备银行级安全等级,能根据用户类型实时或定时远传状态及报警等数据信息。在大数据分析基础上构建以户内本质安全为核心的新一代智能服务体系。综合智能服务平台以能源互联网技术为支撑,注重用户用能安全,满足用户个性化需求,让用户获得更安全舒适的用能体验。一般传统户内系统存在如下问题:燃气表封装在橱柜中,户内接口多、安全隐患多;巡检入户率低,安全隐患靠用户发现;服务点少,购气报修不方便。智能服务通:线上+线下结合,搭建便利的云服务平台,实现优质云自助服务,一扫以往各方痛点。比如通过APP掌上营业厅或利用支付宝生活号、微信公众号等手段,实现燃气缴(抄表模式、卡表购气、物联网智能表模式)、在线客服、开销户申报、工单申报安全宣传等服务;实现云外勤,即利用云平台对外勤工单统一管理、智能化派单(外勤人员地理位置、服务能力等因素快速派单)、外勤抢单(提升外勤人员工作和积极性、降低服务成本);实现云呼叫,即实现多种服务渠道统一服务处理(APP掌厅电话客服、支付宝生活号、微信公众号),统一排队、统一接听、智能弹屏、智能回复。依托开放式信息系统平台,以实现“本质安全、人居和谐、绿色高效、智能互联”智慧厨房的户内一体化为目标,打造满足用户安全需要和生活习惯的燃气综合应用系统。智慧厨房管理系统应纳入更高层级云平台,并与其他市政用户端共享数据。居民用户享受无差别、一站式智能安全体验。①本质安全,即使用户发生严重擦作失误的情况下,系统也可避免造成安全伤害事故;②人居和谐,即户内燃气设施的专业、美观、人性化,与建筑装修融合,可满足不同风格的定制化需要;④智能互联,即燃气用能充分贯穿智能家居的各方面,为用户提供美好的综合用能体验。
利用实时通信、地理信息、北斗定位、远程视频、同步监控等技术手段,搭建指挥中心、应急现场和抢修单元(人员、车辆等)多位一体的立体应急体系,使应急响应快速及时、应急决策准确有据、应急资源调度合理、抢修过程安全有序、信息传递便捷可靠,提高突发事件处理能力和应急抢修效率。

供应安全:打造以燃气为核心能源的城市多种能源协调供应体系。运营安全:构建以燃气为主的城市能源系统运营安全体系,合理采取措施,提前预判风险,避免安全事故。用能安全:实现智能本质安全用能体验,确保用户生命财产安全。绿色供能:以燃气为载体的多种绿色能源耦合供应,实现城市主体能源供应的高效、绿色。绿色用能:采用分布式等新型用能方式,实现城市用能的高效、绿色。绿色城市:能源系统和城市规划设计、人居环境相统一融合实现绿色城市。智能管理:规划、建设、生产、运营、服务全业务智能管理。智能控制:气源、输气、配气、储气、调压、用气全能流链条智能控制。透彻感知+互联通信+大数据平台+智慧大脑,构建全方位智慧能源系统。系统开放:基于广泛的城市燃气支持,建立以分布式微网群为代表的能源高效应用体系。平台开放:依托云平台技术,广泛对接融合燃气及相关能源系统,构建开放的燃气物联网平台。数据开放:依托大数据管理技术,实现数据开放共享,为政府、市民、能源企业等提供数据服务,构建智慧城市数据共享平台。注:内容摘选《中国城镇智慧燃气发展报告(2022)》
本文转自:《矿发信息科技》
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