智慧供熱系統(tǒng)是以供熱信息化和自動化為基礎(chǔ)，以信息系統(tǒng)與物理系統(tǒng)深度融合為技術(shù)路徑，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、空間定位、云計算、信息安全等“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)感知連接供熱系統(tǒng)“源-網(wǎng)-荷-儲”全過程中的各種要素，運(yùn)用大數(shù)據(jù)、人工智能、建模仿真等技術(shù)統(tǒng)籌分析優(yōu)化系統(tǒng)中的各種資源，能夠支撐供熱系統(tǒng)運(yùn)行過程中人的思考決策的新一代供熱系統(tǒng)。
智慧城市的交通大腦，不再是孤立的控制各個路口信號燈的時序邏輯，而是以監(jiān)測感知和分析計算為基礎(chǔ)，在系統(tǒng)層面上整體優(yōu)化、協(xié)同控制區(qū)域內(nèi)多個信號燈的時序邏輯，自適應(yīng)設(shè)定早晚高峰、晴天雨天、局部阻塞等不同條件下的交通策略，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的交通效率。
智慧城市的供熱大腦，類似于智慧城市的交通大腦，能夠在系統(tǒng)層面上按照特定工況條件對多個熱源的負(fù)荷調(diào)度，對管網(wǎng)中的各個泵、閥等調(diào)控設(shè)備的操作進(jìn)行整體優(yōu)化和協(xié)同控制，從而實(shí)現(xiàn)更安全、更經(jīng)濟(jì)的熱能供應(yīng)。這種系統(tǒng)級的優(yōu)化和控制依賴于更廣泛的物聯(lián)感知，以及更多基于模型和數(shù)據(jù)的分析決策。
時間回到2016年，阿爾法狗戰(zhàn)勝李世石的人機(jī)圍棋大戰(zhàn)都給予了我們更大信心，使我們更清楚的看到了借助信息系統(tǒng)支撐復(fù)雜能源系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)度決策的未來，看到了人類業(yè)務(wù)專家的智慧被固化到信息系統(tǒng)中，進(jìn)而被大規(guī)模復(fù)制所能帶來的巨大生產(chǎn)力。
與工業(yè)4.0的核心技術(shù)一樣，智慧供熱的核心技術(shù)是“信息物理系統(tǒng)”（Cyber-Physical System，CPS），即工業(yè)界所說的“數(shù)字化雙胞胎”（Digital Twin）。
簡單介紹下：
第一，“智慧能源”意味著人類以更聰明的方式使用能源，即更多包容和消納低碳、清潔、可再生能源，更多節(jié)約能源，更多從系統(tǒng)工程角度出發(fā)考慮能源系統(tǒng)的全過程整體優(yōu)化，建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展，建成更美好的人類家園。
第二，DCS、SCADA等工業(yè)自動化系統(tǒng)的運(yùn)用，使得操作人員不再需要跑去現(xiàn)場查看就地儀表和手動操控設(shè)備，即：幫助運(yùn)行控制人員完成在集控室中看著大屏幕上的大量運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)控決策。使城市能源系統(tǒng)具有自感知、自分析、自平衡、自優(yōu)化的功能，對人類的各種能源需求做出智慧的響應(yīng)，構(gòu)建更安全、更可靠、更舒適、更清潔和更經(jīng)濟(jì)的能源系統(tǒng)。
CPS是一種信息系統(tǒng)和物理系統(tǒng)的融合體，具體是一個通過實(shí)時感知物理系統(tǒng)狀態(tài)，而后在信息系統(tǒng)內(nèi)通過模型分析形成對物理系統(tǒng)的調(diào)控策略，再對物理系統(tǒng)執(zhí)行調(diào)控的循環(huán)迭代過程。
中國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速推進(jìn)和清潔供暖轉(zhuǎn)型，使得供熱系統(tǒng)調(diào)度控制的復(fù)雜性和動態(tài)性開始超越了人腦能夠分析和優(yōu)化的水平，必須依靠信息系統(tǒng)的智能輔助或代替人的智能系統(tǒng)，進(jìn)行生產(chǎn)大數(shù)據(jù)分析、調(diào)度控制決策優(yōu)化，從而利用機(jī)器智能創(chuàng)造工業(yè)價值。
CPS的目標(biāo)是通過復(fù)雜系統(tǒng)的自感知、自分析、自優(yōu)化、自調(diào)控，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自適應(yīng)協(xié)調(diào)運(yùn)行。這一技術(shù)架構(gòu)恰好適用于解決清潔供暖條件下，不確定、波動性、大滯后的城市供熱系統(tǒng)動態(tài)協(xié)調(diào)控制，正如同大型城市的智能交通調(diào)度控制和城市智能電網(wǎng)調(diào)度控制的技術(shù)方法。
