集中供暖系统是我国北方冬季最重要的民生工程之一,也是提高居民生活质量的关键设施。随着城市化进程的日益推进,集中供系统的服务面积在逐年增加,由此带来了诸多问题:1)集中供暖系统自身监测点的位置设置不合理,导致监控参数失真;2)现有集中供暖系统中的热量分配不均,无法实现按需供暖、精确供暖,导致热能浪费严重;3)供暖系统运行模式多以人工调控为主,智能化程度较低等问题。因此,建立标准化、合理化、智能化的集中供暖系统数字化能源监管平台具有重要的现实意义。本课题围绕集中供暖系统数字化能源监管平台的设计与应用主要做了以下研究工作:1.通过对集中供暖系统的组成及工作原理的剖析,设计了以物联网为架构,以智能检测设备和执行机构为基础,借助工业以太网为数据传输依托,以计算机技术、通信技术、可视化技术和数据挖掘技术为核心的集中供暖系统数字化能源监管平台系统架构。2.针对集中供暖系统中的电能计量成本普遍较高、检测精度较低等问题。以非线性回归和数据挖掘理论为手段,分析了三相异步电动机相关电参数数据的特点,确定了以电动机线电流为自变量,有功功率为因变量的一元回归建模方式,并构建了基于K-Means聚类算法的一元四次非线性聚类电参数辨识模型。通过现场试验证实了该模型的真实性与有效性。为了解决传统集中供暖系统中频发的谐波干扰问题,研究了谐波产生的原因,从隔离干扰源、切断传播途径和增强装置的抗干扰能力三个角度阐述了系统抗干扰设计的主要思路,即“控制系统与动力系统分离,强、弱电隔离”。3.结合集中供暖用户的实际需求,详细介绍了集中供暖系统数字化能源监管平台的硬件电气结构设计和硬件分层结构设计。围绕“运行参数实时监测、运行设备智能控制、供暖系统安全预警和供暖能耗统计分析”四大基本功能,系统论述了硬件设备选型及实现过程。4.为了提高智能化程度,提出了以现场监控子系统和监控中心系统为核心的集中供暖系统数字化能源监管平台软件设计总体架构,并详细介绍了平台功能目标的软件实现过程。平台的搭建不仅避免了传统集中供暖系统必须在现场控制的弊端,真正实现了“无人值守”,而且不同于传统以“人工经验”为主导的运行模式,平台探索了“能耗数据驱动”运行策略,实现了供暖系统节能优化运行。本文所述集中供暖系统数字化能源监管平台设计相比于传统集中供暖控制系统,不仅实现了对供暖过程的整体监控,而且着重对供暖能耗进行收集、统计与分析,为供暖系统能耗分析提供了详尽的数据样本。通过潍柴集团数字化能源监管平台为对象进行初步验证,取得了较好的应用效果。