一种考虑不完全量测的质调节热力系统静态状态估计方法技术方案

本发明专利技术公开了一种考虑不完全量测的质调节热力系统静态状态估计方法，所述方法包括以下步骤：步骤10)根据典型热网模型，建立热力统一方程；步骤20)对热力模型进行变换，给出不完全量测模型下的量测和状态量，建立不完全量测模型；步骤30)确定系统内的量测配置，建立质调节热力系统中的信息矩阵，利用静态最小二乘法直接计算最优估计状态向量。该方法考虑实际系统中量测配置的技术性与经济性约束，所建立的不完全量测模型适用于各种量测配置情况，基于信息矩阵直接给出状态量的最优估计，十分具有工程意义。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑不完全量测的质调节热力系统静态状态估计方法
本专利技术属于能源系统运行优化
，具体来说，涉及一种考虑不完全量测的质调节热力系统静态状态估计方法。
技术介绍
日益增长的能源消耗与环境压力引起了社会对于高效率、低排放的能源利用方式的需求。综合能源系统通过将多种异质能流耦合，为不同能源系统之间的运行优化提供了更大的灵活性空间，实现了不同能量子系统之间的协同规划和联合经济调度。以热电联产机组、热泵和电锅炉等典型的能源转换设备为核心的电热型综合能源系统主要应用于园区级系统，在世界范围内得到了广泛发展。随着经济发展与技术进步，大量的热电联产设备投入使得电力系统与热力系统之间的耦合越发紧密，针对电热综合能源系统在工程中的应用亟需深入研究。状态分析是一种用于评估系统运行状态的统计方法，为系统的在线运行控制提供了可靠的量测信息，是电热联合系统安全分析、经济运行以及优化调度的分析基础。电力系统已针对状态估计方法展开了大量研究，但是相关研究在热力系统中相对不够成熟。现有方法一般假设热力系统处于全量测状态，以此为基础进行状态估计，该方法虽然估计精本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑不完全量测的质调节热力系统静态状态估计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n步骤10)根据典型热网模型，建立热力联合方程；/n步骤20)对热力模型进行变换，给出不完全量测模型下的量测和状态量，建立不完全量测模型；/n步骤30)确定系统内的量测配置，建立质调节热力系统中的信息矩阵，计算最优估计状态向量。/n

【技术特征摘要】
1.一种考虑不完全量测的质调节热力系统静态状态估计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤10)根据典型热网模型，建立热力联合方程；
步骤20)对热力模型进行变换，给出不完全量测模型下的量测和状态量，建立不完全量测模型；
步骤30)确定系统内的量测配置，建立质调节热力系统中的信息矩阵，计算最优估计状态向量。


2.根据权利要求1所述的一种考虑不完全量测的质调节热力系统静态状态估计方法，其特征在于，所述步骤10)根据典型热网模型，建立热力联合方程，具体如下：
步骤101)质调节热网中的水力状态为常数，因此，主要针对热力模型建模，包含管道温降方程和节点温度混合方程，可分别表示为：



(∑mout)Tout＝(∑minTin)(2)
式中，Tpe和Tps分别表示管道的末端温度和首端温度；l为管道长度；λ为管道导热系数；Ta为环境温度；Cρ为工质比热容；mout为流入节点的管道流量，min为节点的流出流量；Tout为节点流出温度，Tin为节点流入管道的末端温度；
步骤102)根据不同的节点类型，节点流出流量包含由节点流出至管道的流量Ms,out以及节点注出流量Md,out，分别表示为



式中，As,out为节点和流出管道的关联矩阵，as,out,ij＝1表示从节点i流出流量至管道j，as,out,ij＝0表示由节点i流出的流量与管道j无关，dout为节点注出流量，仅在负荷节点处不为0。节点流入流量包含由管道流入节点的流量Ms,in和节点注入流量Md,in，分别表示为



式中，As,in为节点和流入管道的关联矩阵，as,in,ij＝1表示从管道j流出流量至节点i，as,out,ij＝0表示由节点i流入的流量与管道j无关，din为节点注入流量，仅在热源节点处不为0；
将式(1)，式(3)和式(4)代入式(2)，可得到式(5)所示方程，其中Ms为热力系统各节点的绝对流出流量矩阵；



由于各管道的起始温度等于节点的流出温度，其关系可表示为：
Tps＝AsTs(6)
式中，as,ij＝1表示管道i的起始温度等于节点j的流出温度，as,ij＝0表示管道i的起始温度与节点j的流出温度无关。将式(6)待入式(5)，可得到



步骤103)式(7)适用于热力系统内所有节点，将其展开，可表示为：



式中，Ms,sr，Ms,int和Ms,ld分别表示供水网络中源节点、联络节点和负荷节点的绝对流出流量；Ts,sr，Ts,int和Ts,ld分别表示源节点、联络节点和负荷节点的供水温度；Jbs,sr，Jbs,int和Jbs,ld分别表示源节点、联络节点和负荷节点对应的常数向量；Jsij表示由节点经管道流入节点i的流量之和；以上向量均可根据式(7)对应元素获取，根据热力系统的拓扑关系，Js11，Js12，Js13，Js23和Js33均为零矩阵，其余元素可以非零；
步骤104)类比于供水网，推导适用于回水网式(8)适用于热力系统内所有节点，将其展开，可表示为：



式中，Mr和Jr分别表示回水网中的节点的绝对流量流出矩阵，Jr为系统内的节点流出流量矩阵，Mr,in为节点的流入流量矩阵，Ar回水网的管道起始温度-节点流量关联温度，Tr为节点的回热温度；
类比于式(8)，将式(9)展开，可表示为：



式中，Mr,sr，Mr,int和Mr,ld分别表示回水网中源节点、联络节点和负荷节点的绝对流出流量；Tr,sr，Tr,int和Tr,ld分别表示源节点、联络节点和负荷节点的供水温度；Jbr,sr，Jbr,int和Jbr,ld分别表示源节点、联络节点和负荷节点在回水网中对应的常数向量；Jrij表示回水网由节点经管道流入节点i的流量之和；以上向量均可根据式(9)对应元素获取；根据热力系统的...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾伟，张苏涵，周苏洋，吴志，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32