摘要：提出了智能燃氣社區(qū)體系，包括用氣信息智能采集系統(tǒng)、供氣管網(wǎng)運行智能管理系統(tǒng)、綜合用能系統(tǒng)、智能用氣服務平臺、智能用氣管理系統(tǒng)。

關鍵字：智能燃氣社區(qū)；  智能采集；  智能管理

Study on Intelligent Gas Community System and Key Problems

Abstract: The intelligent gas community system is proposed．The system includes intelligent collection system of gas consumption information，intelligent management system of gas supply network operation，comprehensive energy consumption system，intelligent gas consumption service platform and intelligent gas

consumption management system．

Key word: intelligent gas community；intelligent collection；intelligent management

1 概述

隨著智能技術的進步，中國城市也向智能化方向發(fā)展，智能社區(qū)、智能用電社區(qū)等的建設和關鍵技術也日漸成熟。《北京市“十二五”能源發(fā)展建設規(guī)劃》要求建設安全穩(wěn)定、清潔高效、多元互補、智能控制、城鄉(xiāng)協(xié)調的現(xiàn)代城市能源體系，城市智能燃氣網(wǎng)也提上了建設日程。全國各地的燃氣供應都有了一定的智能化實踐，并取得了一些成果。

為了提高企業(yè)運營效率，提升企業(yè)運營安全，北京燃氣集團確定了以信息化促進管理現(xiàn)代化和運營數(shù)字化，打造國內一流、國際先進的燃氣企業(yè)的信息化建設目標。通過多年的努力，北京燃氣集團逐步建立完善了輸配管網(wǎng)監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(SCADA系統(tǒng))、地理信息系統(tǒng)(GIS系統(tǒng))、企業(yè)資產管理系統(tǒng)(EAM系統(tǒng))、管網(wǎng)運行系統(tǒng)、模擬仿真系統(tǒng)等諸多與燃氣管網(wǎng)運營相關的子系統(tǒng)，企業(yè)運營信息化水平有了很大的提高。由于各子系統(tǒng)在不同時間分別構建，子系統(tǒng)之間相對獨立，隨著管網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大以及對業(yè)務過程控制要求的日益提高，生產運營管理面臨著新的挑戰(zhàn)。為了進一步提高企業(yè)綜合運營水平，強化企業(yè)運營安全，必須全面構建新一代的智能燃氣管網(wǎng)。

智能燃氣管網(wǎng)的總體架構，在縱向結構上主要包括物理感知層、網(wǎng)絡通信層、共享數(shù)據(jù)層、運營執(zhí)行層、決策分析層；在橫向業(yè)務模塊上主要包括規(guī)劃建設、運營調度、完整性管理、應急搶險、用戶服務管理、數(shù)據(jù)中心等系統(tǒng)，這些模塊之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、及時互動、智能決策等。

智能燃氣社區(qū)是智能燃氣管網(wǎng)的一個重要構成，是依靠各種先進的技術及科學的管理，實現(xiàn)安全、便捷、節(jié)能的用戶用氣體驗以及利于調峰、提高企業(yè)效益的需求側管理。

智能用電社區(qū)的特征是“友好互動、清潔環(huán)保、安全可靠”^[1]，而智能燃氣社區(qū)的特征應為“安全可靠、節(jié)約能源、方便適用”。

2 智能燃氣社區(qū)體系

智能燃氣社區(qū)體系，可以在小到社區(qū)、大到衛(wèi)星城的用氣區(qū)域構建，主要側重于需求側服務管理，可根據(jù)區(qū)域用戶的特點進行設計。其主要功能應包括：全面、及時、準確的用氣信息采集，供氣管網(wǎng)運行自動監(jiān)控，利于節(jié)能的燃氣綜合用能方式，智能用氣服務，自助繳費服務、用能信息自助查詢，有效的用氣管理，必要的信息展示。智能燃氣社區(qū)可融合和拓展智能社區(qū)的功能，更好地為用戶服務。

①用氣信息智能采集系統(tǒng)

用氣信息智能采集系統(tǒng)的作用是為智能監(jiān)控、決策分析提供數(shù)據(jù)，其特點是全面、及時、準確。

用氣信息智能采集系統(tǒng)利用物理感知層的具備控制、測量、傳感、通信等功能的各種終端設備，如智能燃氣表、智能調壓器、視頻監(jiān)控器等采集有關數(shù)據(jù)，通過各類數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡，如有線專網(wǎng)、無線APN、城域網(wǎng)、廣域互聯(lián)網(wǎng)、無線自組網(wǎng)等拓展多種無線通信方式而構建的由通信網(wǎng)+互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)組成的智能網(wǎng)絡通信系統(tǒng)，將現(xiàn)場數(shù)據(jù)以多種方式傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心。

②供氣管網(wǎng)運行智能管理系統(tǒng)

供氣管網(wǎng)運行智能管理系統(tǒng)的作用是通過管網(wǎng)完整性管理、精準的調控、系統(tǒng)運行異常情景識別及智能處理保證管網(wǎng)可靠運行，其特點是可靠、自動監(jiān)控、高效。供氣管網(wǎng)運行智能管理系統(tǒng)包括管道完整性管理系統(tǒng)及管網(wǎng)運行監(jiān)控系統(tǒng)。管道完整性管理系統(tǒng)，通過建立詳細的管道及設備的相關數(shù)據(jù)庫，采用先進高效的檢測手段及智能決策分析軟件(例如安全等級識別分析軟件等)，實現(xiàn)自動預警，制定維護方案。

管網(wǎng)運行監(jiān)控系統(tǒng)，利用先進的監(jiān)控技術以及管網(wǎng)運行決策分析軟件，包括數(shù)據(jù)分析軟件、管網(wǎng)動態(tài)模擬軟件、用氣量預測軟件及智能決策分析軟件(例如結合用戶需求側管理的管網(wǎng)運行優(yōu)化軟件等)^[2]，通過對用氣信息智能采集系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)進行在線分析，利用智能調壓器、智能安全控制裝置等設備自動采取控制措施，從而實現(xiàn)可靠、高效地自動調控。智能調壓器應具有超壓保護、故障預警自診斷、三遙(遙測、遙調、遙控)功能。

③綜合用能系統(tǒng)

綜合用能系統(tǒng)，可以為用戶提供安全、方便、舒適、環(huán)保、價格相對低廉的能源，可減小冬夏燃氣負荷差，其特點是安全、節(jié)能、環(huán)保、智慧。其先進性體現(xiàn)在以下幾個方面：以天然氣為主，優(yōu)化結合其他清潔能源，如太陽能、地熱能等，以降低能源成本；采用利于能源梯級利用的三聯(lián)供系統(tǒng)，向用戶提供氣、電、冷、熱的不同用能方式，讓用戶體驗到安全、方便、舒適的用能服務；采用用能新技術，除傳統(tǒng)的家用燃氣灶、家用電器以外，還包括汽車充氣系統(tǒng)等，拓寬夏季用氣需求。

④智能用氣服務平臺

智能用氣服務平臺的建設要站在有利于用戶感受的角度，可提供安全指導和定期巡檢、呼叫服務、便捷的付費結算(自助繳費終端)、用能信息(分時計價信息)及用能策略(節(jié)能技術及方案)服務，其特點是方便、快捷、互動。

智能用氣服務平臺的收費服務，由于向用戶提供氣、電、冷、熱多種用能形式，所以費用結算相對復雜，需要根據(jù)用能管理模式采用分別計費，聯(lián)合收費或單獨收費，不管哪種方式都要求用戶可以借助自助繳費終端付費，達到便捷付費的目的。用能信息服務可以通過各種終端(電腦、工業(yè)PDA、智能手機、平板電腦等)隨時隨地地訪問信息展示平臺。呼叫中心結合服務和物流，提供更快捷的維護服務。

⑤智能用氣管理系統(tǒng)

智能用氣管理系統(tǒng)的建設側重于為企業(yè)經營服務，目的是實現(xiàn)完善的安全預警(用戶防漏防盜措施、安全巡檢方案制度)、及時的應急事故處理、全面的用戶用能信息監(jiān)控、調峰決策分析及方案制定、有效的計價收費、效益評估，使企業(yè)效益最大化。

為了優(yōu)化負荷需要規(guī)劃需求結構，合理發(fā)展用能。主要從負荷管理和采用節(jié)能技術入手，如采用直燃機、分布式能源技術、燃氣汽車等，平抑冬夏負荷峰谷差。通過激勵措施和政策協(xié)調等方式讓部分大用戶避峰讓氣，實施必要的臨時限氣。鼓勵大用戶盡可能達到可中斷程度，使其成為可中斷用戶。減少微小用氣用戶(如小戶型公寓)的直接供氣，而提供冷、熱、電聯(lián)供服務，在達到同樣用能方便性的同時，降低了維護成本，減少安全隱患，利于用氣管理。

要構建完善的用戶管理系統(tǒng)，技術上需要完整的信息采集，從用氣量到用氣性質，分析其對峰谷負荷的貢獻，制定相應的管理方案；采用智能用戶計量收費表，支持方便的預付費、付費提醒以防斷氣、氣價信息通告以引導用戶用氣，具有分時計價功能以方便氣費結算、漏氣報警及智能處理功能、用氣信息采集功能。

3 結語

城市智能燃氣社區(qū)的建設是構建城市智能燃氣網(wǎng)的重要環(huán)節(jié)，是實現(xiàn)有效用氣服務和管理的途徑，其中還有很多問題有待探討，細節(jié)有待完善。一個智能化的用氣方案，可從小區(qū)發(fā)展到城市，為人們提供一個“安全可靠、節(jié)約能源、方便適用”的能源利用環(huán)境。

參考文獻：

[1] 何建軍，徐瑞林，陳濤，等．智能用電小區(qū)[M]．北京中國電力出版社，2012．

[2] 嚴銘卿．燃氣輸配工程分析[M]．北京：石油工業(yè)出版社，2007：107-206．

本文作者：高順利劉蓉 劉燕 杜學平 劉靖