1 概述

隨著智能技術(shù)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(shè)和關(guān)鍵技術(shù)也日漸成熟?！侗本┦?ldquo;十二五”能源發(fā)展建設(shè)規(guī)劃》要求建設(shè)安全穩(wěn)定、清潔高效、多元互補、智能控制、城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)的現(xiàn)代城市能源體系，城市智能燃氣網(wǎng)也提上了建設(shè)日程。全國各地的燃氣供應(yīng)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(nèi)一流、國際先進的燃氣企業(yè)的信息化建設(shè)目標(biāo)。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(chǎn)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(guān)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(gòu)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(wù)過程控制要求的日益提高，生產(chǎn)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(gòu)建新一代的智能燃氣管網(wǎng)。

智能燃氣管網(wǎng)的總體架構(gòu)，在縱向結(jié)構(gòu)上主要包括物理感知層、網(wǎng)絡(luò)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(wù)模塊上主要包括規(guī)劃建設(shè)、運營調(diào)度、完整性管理、應(yīng)急搶險、用戶服務(wù)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(gòu)成，是依靠各種先進的技術(shù)及科學(xué)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(diào)峰、提高企業(yè)效益的需求側(cè)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(yīng)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(gòu)建，主要側(cè)重于需求側(cè)服務(wù)管理，可根據(jù)區(qū)域用戶的特點進行設(shè)計。其主要功能應(yīng)包括：全面、及時、準(zhǔn)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(wù)，自助繳費服務(wù)、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(wù)。

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(zhǔn)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(shè)備，如智能燃氣表、智能調(diào)壓器、視頻監(jiān)控器等采集有關(guān)數(shù)據(jù)，通過各類數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，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(gòu)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(luò)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(zhǔn)的調(diào)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(shè)備的相關(guān)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(yù)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(shù)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(yù)測軟件及智能決策分析軟件(例如結(jié)合用戶需求側(cè)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(diào)壓器、智能安全控制裝置等設(shè)備自動采取控制措施，從而實現(xiàn)可靠、高效地自動調(diào)控。智能調(diào)壓器應(yīng)具有超壓保護、故障預(yù)警自診斷、三遙(遙測、遙調(diào)、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(jié)合其他清潔能源，如太陽能、地?zé)崮艿龋越档湍茉闯杀?；采用利于能源梯級利用的三?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(wù)；采用用能新技術(shù)，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(wù)平臺

智能用氣服務(wù)平臺的建設(shè)要站在有利于用戶感受的角度，可提供安全指導(dǎo)和定期巡檢、呼叫服務(wù)、便捷的付費結(jié)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(shù)及方案)服務(wù)，其特點是方便、快捷、互動。

智能用氣服務(wù)平臺的收費服務(wù)，由于向用戶提供氣、電、冷、熱多種用能形式，所以費用結(jié)算相對復(fù)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(wù)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(jié)合服務(wù)和物流，提供更快捷的維護服務(wù)。

⑤智能用氣管理系統(tǒng)

智能用氣管理系統(tǒng)的建設(shè)側(cè)重于為企業(yè)經(jīng)營服務(wù)，目的是實現(xiàn)完善的安全預(yù)警(用戶防漏防盜措施、安全巡檢方案制度)、及時的應(yīng)急事故處理、全面的用戶用能信息監(jiān)控、調(diào)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(jié)構(gòu)，合理發(fā)展用能。主要從負荷管理和采用節(jié)能技術(shù)入手，如采用直燃機、分布式能源技術(shù)、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(diào)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(wù)，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(gòu)建完善的用戶管理系統(tǒng)，技術(shù)上需要完整的信息采集，從用氣量到用氣性質(zhì)，分析其對峰谷負荷的貢獻，制定相應(yīng)的管理方案；采用智能用戶計量收費表，支持方便的預(yù)付費、付費提醒以防斷氣、氣價信息通告以引導(dǎo)用戶用氣，具有分時計價功能以方便氣費結(jié)算、漏氣報警及智能處理功能、用氣信息采集功能。

3 結(jié)語

城市智能燃氣社區(qū)的建設(shè)是構(gòu)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(wù)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(yán)銘卿．燃氣輸配工程分析[M]．北京：石油工業(yè)出版社，2007：107-206．