一种供热系统裕度量化计算方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种供热系统裕度量化计算方法及系统。该方法是首先根据供热系统的结构参数和GIS系统数据建立信息层的供热系统模型，并建立相应的热源约束和热网约束，进行热工水力仿真计算。本发明专利技术所提供的供热系统的裕度评分方法，运行调度人员可根据评分结果监测供热系统的供热情况，尽量避免供热不足现象的出现，并对热网中易引起裕度不够的部位进行优化改造。本发明专利技术的方法和系统能够为供热系统的规划以及优化调度提供有效的技术支持。

A quantitative calculation method and system of heat supply system margin

【技术实现步骤摘要】
一种供热系统裕度量化计算方法和系统
本专利技术涉及一种供热系统裕度量化计算方法和系统，属于供热系统优化调度领域。
技术介绍
随着热网集中供热方式的广泛应用，集中供热系统已成为城市重要的基础设施，热网规模逐年增大，系统变得更加复杂，随之而来的供热系统的弹性裕度(即供热需求满足程度，可代表管网的供热能力)等问题引起了人们的广泛关注。在供热系统规划、设计和运行等多个过程，运行调度人员都需要对供热系统的裕度进行量化分析和评价，以便对供热系统进行实时监测和优化调度。在能源转型和清洁供热的背景下，越来越多的接入可再生能源，如风能制热、地热、太阳能等，这些新能源的接入给供热系统的热源侧带来更多不确定性和波动性。加之城市热网不断扩大，本身老旧管网的存在，使得热网结构越来越复杂，不可控性也随之增加。热计量、按需供热等因素也使得热用户侧的情况日益复杂多变。综上种种原因都得供热系统的运行调度带来不小的挑战。若能实时监测了解供热系统的裕度，则能提前预判供热管网的输热能力，为调整运行方法提供技术支持。目前研究从供热系统裕度角度的研究较少，学者更关注供热系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种供热系统裕度量化计算方法，其特征在于：/n步骤S1，根据供热系统的结构参数和GIS系统数据建立信息层的供热系统模型，通过源侧DCS系统和网侧SCADA系统获得运行状态数据，以及气象数据、环境控制条件、燃料价格数据，经过数据清洗和预处理，作为供热系统模型的备用数据；/n步骤S2，根据天气大幅度波动可能引起热用户侧的负荷发生剧烈波动从而引起供热不足现象，建立相应工况下的热源约束、热网约束；/n步骤S3，利用热工水力计算平衡方程组以及图论知识实现供热系统的仿真计算，进行全网热工水力模拟，得出用户侧热负荷的变化；/n步骤S4，对热网进行流量递归计算，获取相应管段流量；/n步骤S5，针对热网仿真...

【技术特征摘要】
1.一种供热系统裕度量化计算方法，其特征在于：
步骤S1，根据供热系统的结构参数和GIS系统数据建立信息层的供热系统模型，通过源侧DCS系统和网侧SCADA系统获得运行状态数据，以及气象数据、环境控制条件、燃料价格数据，经过数据清洗和预处理，作为供热系统模型的备用数据；
步骤S2，根据天气大幅度波动可能引起热用户侧的负荷发生剧烈波动从而引起供热不足现象，建立相应工况下的热源约束、热网约束；
步骤S3，利用热工水力计算平衡方程组以及图论知识实现供热系统的仿真计算，进行全网热工水力模拟，得出用户侧热负荷的变化；
步骤S4，对热网进行流量递归计算，获取相应管段流量；
步骤S5，针对热网仿真计算结果，制定供热系统裕度的评分方法并进行评分；
步骤S6，基于步骤S5的供热系统裕度评分结果，有选择性的对供热能力不足的管段，提出相应的改造方案。


2.根据权利要求1所述的一种供热系统裕度量化计算方法，其特征为：所述的步骤S1中建立供热系统模型时，模型依据实际供热系统数据，将热源、热用户、管段、阀门、三通、疏水器、水泵元件简化为物理模型，建立拓扑结构。


3.根据权利要求1所述的一种供热系统裕度量化计算方法，其特征为：所述的步骤S2确定约束条件的过程如下：
热源约束：考虑时间运行中，变量自身的取值范围和变量之间的相互制约关系，对多源互补城市供热系统源侧主要的约束条件包括：热源侧的热负荷平衡约束、热负荷变化范围约束、机组升降负荷速率约束；
热网约束：对供热系统供热网络中的热水压力、温度、流速进行计算，以保证热水在输运过程中的安全性。


4.根据权利要求1所述的一种供热系统裕度量化计算方法，其特征在于：所述的步骤S3利用热工水力计算平衡方程组以及图论知识实现供热系统的仿真计算，进行全网热工水力模拟，得出用户侧热负荷的变化，具体可将热网抽象成基本回路，构建管网的关联属性，采用“流量法”计算管网中的介质流量、压降；其中“流量法”的求解思路为：首先采用最小平方和法进行管网的初始流量分配，得到满足流量连续定律的各个管段内流量初值，此时，环路能量守恒定律一般无法满足，需要对管网的初始流量计算校正，采用最大闭合差法重新分配流量，经过流量调节的多次迭代后，环路能量守恒定律得到近似满足，最终获得目标管段的流量分配和各管段压力损失数据。


5.根据权利要求1所述的一种供热系统裕度量化计算方法，其特征在于：步骤S4对热网进行流量递归计算，获取相应管段流量，具体如下：
S41：根据步骤S3仿真计算获得的热力站热负荷，得到末端每个管段的流量qi，逐级向上游管段进行递归计算，得到各个管段的流量和压力；如果管段i的下游没有支路，即子管段集为空，则该管段与末端阀门相连，其下游节点编号为末端阀门流量，即qi＝qvi；若管段i的子管段不为空时，其中Cni为管段...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟崴，陈嘉映，林小杰，周懿，俞自涛，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33