一种基于模式识别的精细化节能供热方法技术

本发明专利技术公开了一种基于模式识别的精细化节能供热方法。该供热方法包括：获取供热中心与各热交换站的基础数据和运行过程中的运行数据；根据基础数据和运行数据得到各热交换站的负荷响应特性，建立室内温度响应模型；根据温度响应模型得到各换热站的温度响应函数，建立响应函数数据库；根据温度响应函数以及各热交换站换热设备的传热能力，得到各换热站的最大允许温降Δtmax，计算各换热站的最小流量Gi,min＝0.86Qi,min/Δtmax；根据各换热站最小流量综合各换热站的流量需求，确定各换热站的分配流量；对各换热站进行供热调节，并实时更新温度响应识别数据库中的运行数据、室内温度数据以及供热功率数据。该发明专利技术能保证供热效果和供热系统的安全，对室温进行精确控制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于模式识别的精细化节能供热方法
本专利技术涉及节能供热
，特别是一种基于模式识别的精细化节能供热方法。
技术介绍
集中供热在我国北方地区占有较大的供热规模，城镇集中供热面积达150亿m2，受大规模的煤改气和煤改电影响，集中供热成本在大幅度增加，因此，集中供热系统节能越来越受到各热力公司的重视。现有的集中供热节能控制系统，主要以换热站为独立的控制对象，在各换热站安装气候补偿器，根据室外气温变化调节水泵和阀门的运行状态，从而实现供热调节。但是现有的集中供热节能控制系统没有考虑建筑热惰性造成的室温升降的时滞性和非线性，常常导致控制滞后，或执行器忽大忽小调节，造成供热系统的振荡，影响供热效果和供热系统的安全；且室温与供热量不具有线性特性，因此无法对室温进行精确控制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供了一种基于模式识别的精细化节能供热方法，能保证供热效果和供热系统的安全，对室温进行精确控制。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种基于模式识别的精细化节能供热方法，包括：步骤一：获取供热中心与各热交换站的基础数据；步骤二：获取供热中心与各热交换站运行过程中的运行数据；步骤三：根据获取的基础数据和运行数据得到各热交换站的负荷响应特性，建立每个换热站的建筑室内温度响应模型；步骤四：根据所述温度响应模型得到各换热站的温度响应函数，建立响应函数数据库；步骤五：根据所述温度响应函数以及各热交换站换热设备的传热能力，得到各换热站的最大允许温降Δtmax，根据最大允许温降Δtmax，计算各换热站的最小流量Gi,min＝0.86Qi,min/Δtmax；其中，Qi,min表示最小供热功率；步骤六：根据各换热站最小流量综合各换热站的流量需求，确定各换热站的分配流量；步骤七：根据各换热站的分配流量对各换热站进行供热调节；步骤八：重复步骤二至步骤七，更新温度响应识别数据库中的运行数据、室内温度数据以及供热功率数据。可选的，所述步骤一中的基础数据具体包括：供热中心与各热交换站的连接管网的管道长度、管道直径、管道标高。可选的，所述步骤二：获取供热中心与各热交换站运行过程中的运行数据，具体包括：在供热中心安装微型气象站，记录供热过程中室外的气象参数：温度tw、相对湿度φ、风速v、太阳辐射R；在供热中心安装现场数据采集系统，记录运行数据：供水温度tg、回水温度th、管网总流量Gz；在热交换站安装远程数据采集系统，记录运行数据：供水温度tg,i、回水温度th,,i、管网流量Gz,i、室内温度Ti。可选的，所述步骤三：根据获取的基础数据和运行数据得到各热交换站的负荷响应特性，建立每个换热站的建筑室内温度响应模型，具体包括：根据获取的基础数据和运行数据建立建筑室内温度响应模型为：式中：qi—采暖设计热指标，W/m2；Ti—室内温度，℃；Ai—采暖面积，m2；Qi—供热功率，kW；对各热交换站进行温度响应识别，得到各热交换站的温度响应函数f，f为与Ti、tw、v、R、Qi有关的函数；并根据每次的运行情况更新温度响应识别数据库中的运行数据:温度tw、相对湿度风速v、太阳辐射R,室内温度数据Ti以及供热功率数据Qi；其中，Qi＝1.163Gz,i(tg,i-th,i)，Ti由室温采集系统获取，tw、v、R由供热中心安装的气象站记录得到。可选的，所述步骤五：根据所述温度响应函数以及各热交换站换热设备的传热能力，得到各换热站的最大允许温降，根据最大允许温降Δtmax＝tg,i-th,i,min，计算各换热站的最小流量Gi,min＝0.86Qi,min/Δtmax；其中，tg,i表示供水温度，Qi,min表示最小供热功率，th,i,min表示最低回水温度，具体包括：根据室温需求Ti，结合气象参数tw、v、R，由温度响应函数f确定所需的供热功率Qi，根据Qi＝1.163Gz,i(tg,i-th,i)计算得到最低回水温度进一步得到最大换热温差Δtmax＝tg,i-th,i,min，并根据公式Gi,min＝0.86Qi,min/Δtmax得到最小流量。可选的，所述步骤六：根据各换热站最小流量综合各换热站的流量需求，确定各换热站的分配流量，具体包括：对比各换热站最小流量之和ΣGi,min与锅炉在ΣQi下的最大热效率对应的流量Gz,opt，若ΣGi,min>Gz,opt，则各换热站以各自的Gi,min作为目标流量进行调节；否则，各换热站以各自的Gi,min乘以Gz,opt/ΣGi,min作为目标流量进行调节。可选的，所述步骤七：根据各换热站的分配流量对各换热站进行供热调节，具体包括：各换热站按照控制中心下发的分配流量指令控制水泵运行到目标流量，进入下一调节时间段之前，计算调节时间段内的平均供热功率Qi,mean与所需供热功率Qi的偏差ΔQi，将ΔQi作为下一调节时间段的所需供热功率修正值，根据修正值进行供热调节。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供了一种基于模式识别的精细化节能供热方法，在供热中心安装微型气象站，而不用在每个换热站安装气候补偿器，减少了设备投资；对每个换热站均建立温度响应特性模型，提高了各换热站的节能效果；依据室温需求确定供热负荷，依据换热能力确定换热温差和运行流量，实现了大温差供热，减少了输送能耗，对室温实现精确控制。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例一种基于模式识别的精细化节能供热方法的方法流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供了一种基于模式识别的精细化节能供热方法，能保证供热效果和供热系统的安全，对室温进行精确控制。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术实施例一种基于模式识别的精细化节能供热方法的方法流程图。如图1所示，一种基于模式识别的精细化节能供热方法，包括：步骤101：获取供热中心与各热交换站的基础数据；步骤102：获取供热中心与各热交换站运行过程中的运行数据；步骤103：根据获取的基础数据和运行数据得到各热交换站的负荷响应特性，建立每个换热站的建筑室内温度响应模型；步骤104：根据所述温度响应模型得到各换热站的温度响应函数，建立响应函数数据库；步骤105：根据所述温度响应函数以及各热交换站换热设备的传热能力，得到各换热站的最大允许温降Δtmax，根据最大允许温降Δtmax，计算各换热站的最小流量Gi,min＝0.86Qi,min/Δtmax；其中，Qi,min表示最小供热功率；步骤106：根据各换热站最小流量综合各换热站的流量需求，确定各换热站的分配流量；步骤107：根据各换热站的分配流量对各换热站进行供热调节；步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于模式识别的精细化节能供热方法，其特征在于，包括：步骤一：获取供热中心与各热交换站的基础数据；步骤二：获取供热中心与各热交换站运行过程中的运行数据；步骤三：根据获取的基础数据和运行数据得到各热交换站的负荷响应特性，建立每个换热站的建筑室内温度响应模型；步骤四：根据所述温度响应模型得到各换热站的温度响应函数，建立响应函数数据库；步骤五：根据所述温度响应函数以及各热交换站换热设备的传热能力，得到各换热站的最大允许温降Δtmax，根据最大允许温降Δtmax，计算各换热站的最小流量Gi,min＝0.86Qi,min/Δtmax；其中，Qi,min表示最小供热功率；步骤六：根据各换热站最小流量综合各换热站的流量需求和锅炉的运行效率，确定各换热站的分配流量；步骤七：根据各换热站的分配流量对各换热站进行供热调节；步骤八：重复步骤二至步骤七，更新温度响应识别数据库中的运行数据、室内温度数据以及供热功率数据。

【技术特征摘要】
1.一种基于模式识别的精细化节能供热方法，其特征在于，包括：步骤一：获取供热中心与各热交换站的基础数据；步骤二：获取供热中心与各热交换站运行过程中的运行数据；步骤三：根据获取的基础数据和运行数据得到各热交换站的负荷响应特性，建立每个换热站的建筑室内温度响应模型；步骤四：根据所述温度响应模型得到各换热站的温度响应函数，建立响应函数数据库；步骤五：根据所述温度响应函数以及各热交换站换热设备的传热能力，得到各换热站的最大允许温降Δtmax，根据最大允许温降Δtmax，计算各换热站的最小流量Gi,min＝0.86Qi,min/Δtmax；其中，Qi,min表示最小供热功率；步骤六：根据各换热站最小流量综合各换热站的流量需求和锅炉的运行效率，确定各换热站的分配流量；步骤七：根据各换热站的分配流量对各换热站进行供热调节；步骤八：重复步骤二至步骤七，更新温度响应识别数据库中的运行数据、室内温度数据以及供热功率数据。2.根据权利要求1所述的一种基于模式识别的精细化节能供热方法，其特征在于，所述步骤一中的基础数据具体包括：供热中心与各热交换站的连接管网的管道长度、管道直径、管道标高。3.根据权利要求1所述的一种基于模式识别的精细化节能供热方法，其特征在于，所述步骤二：获取供热中心与各热交换站运行过程中的运行数据，具体包括：在供热中心安装微型气象站，记录供热过程中室外的气象参数：温度tw、相对湿度φ、风速v、太阳辐射R；在供热中心安装现场数据采集系统，记录运行数据：供水温度tg、回水温度th、管网总流量Gz；在换热站安装远程数据采集系统，记录运行数据：供水温度tg,i、回水温度th,,i、管网流量Gz,i、室内温度Ti。4.根据权利要求3所述的一种基于模式识别的精细化节能供热方法，其特征在于，所述步骤三：根据获取的基础数据和运行数据得到各热交换站的负荷响应特性，建立每个换热站的建筑室内温度响应模型，具体包括：根据获取的基础数据和运行数据建立建筑室内温度响应模型为：式中：qi—采暖设计热指标，W/m2；Ti—室内温度，℃；Ai—采暖面积，m2；Qi—供热功率，kW；对各热交换站进行温度响应识别，得到各热交...

【专利技术属性】
技术研发人员：江超，隋学敏，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61