一种热用户蒸汽回供的供热管网供汽量优化方法技术

本发明专利技术提出一种热用户蒸汽回供的供热管网供汽量优化方法及系统。该方法总体思路是通过引入蒸汽用户回供蒸汽的机制，结合蒸汽管网机理模型，使用优化算法调节用户的回供蒸汽量及热源供汽量，实现对蒸汽管网运行的优化。主要步骤包括：建立蒸汽用户用汽回汽向量，设置用户最大回供蒸汽量；对目标蒸汽管网进行用户对主蒸汽管道进行蒸汽回供的机理模型；设置用户回供蒸汽收益计算函数，建立供汽优化目标函数，结合所建蒸汽管网机理模型对回供蒸汽向量进行求解；根据优化结果调节用户回供蒸汽量及热源供汽量，实现运行优化。实现运行优化。

【技术实现步骤摘要】
一种热用户蒸汽回供的供热管网供汽量优化方法


[0001]本专利技术属于安全供热
，具体涉及一种热用户蒸汽回供的供热管网供汽量优化方法。

技术介绍

[0002]目前的供热行业处于转型，供给侧，集中式大机组逐步替代自备发电厂，加速淘汰中小型锅炉，同时充分利用工业过程中的余热以及风能、太阳能等新能源；热网侧，也在向长距离输送、互联、互通、成环结构转变；需求侧，企业对蒸汽品质的要求越来越严格，且负荷波动大，响应速度要求高。热源侧波动大、管网结构趋于复杂，难以控制、用户需求严苛，这些都成为了供热行业的显著问题。
[0003][0004]面对这些问题，需要考虑热网本身的滞后性、波动性，对热用户用汽特性进行分析，按需用能，灵活调控，达到源网荷协同运行。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术目的在于针对现有技术的不足，将集中式供热系统看作一个整体，结合热网机理模型，考虑热网本身的滞后性、波动性，对热用户用汽特性进行分析，按需用能，灵活调控，达到源网荷协同运行。
[0006]技术方案：本专利技术所述的一种热用户蒸汽回供的供热管网供汽量优化方法，包括如下步骤：
[0007]步骤S1，建立用户的用汽量向量QU＝[Qu1,Qu2,
…
,Qui,
…
,Qun]和回供蒸汽量向量QR＝[Qr1,Qr2,
…
,Qri,
…
,Qrn]以及单个用户最大回供蒸汽量Qrmax,其中Qri受用户用汽量及单位回供成本影响，Qrmax由用电系统记录进行确定；
[0008]步骤S2，基于热工水力学知识及蒸汽管网拓扑结构和用户回供蒸汽量，建立蒸汽管网机理模型；
[0009]步骤S3，设置单位回供成本costi，单位回供收益gaini，进而计算各个用户的回供收益profiti；
[0010]步骤S4，建立供汽优化目标函数，结合步骤S2所建立蒸汽管网机理模型，对回供蒸汽向量SR进行求解；
[0011]步骤S5，根据优化结果调节热源供汽量，对供汽过程实现优化。
[0012]进一步地，作为较优实施方式，步骤S1具体为：建立n个用户的用汽量向量
[0013]QU＝[Qu1,Qu2,
…
,Qui,
…
,Qun]，
[0014]对用户i，其用汽参数包括用汽量Qi，用汽温度Ti，用汽压力Pi，Ti和Pi需要满足用户使用需求，即Ti>Tirequired,Pi>Pirequired；Tirequired为用户使用需求温度； Pirequired为用户使用需求压力；
[0015]设置回供蒸汽量向量回供蒸汽量向量
[0016]QR＝[Qr1,Qr2,
…
,Qri,
…
,Qrn]，
[0017]回供蒸汽参数包括回汽温度Tio，回汽压力Pio,考虑蒸汽管网内蒸汽的流动方向为高压流向低压，需将使用过的蒸汽压力提高至Pi后，才可以回供进入主蒸汽管网，即 Pio＝Pi，回汽温度Tio由各用户使用状况单独设定；最大回供蒸汽量Qrmax由用电系统记录的数据进行确定。
[0018]进一步地，作为较优实施方式，步骤S2具体为：考虑了用户的回供蒸汽，因此对于用户i，在建模时需要在同一点上设置用户i1和用户i2，其中i1代表用户i的用汽， i2代表用户i的回汽，所建立的模型以model表示。
[0019]进一步地，作为较优实施方式，步骤S3具体为：蒸汽压力由蒸汽增压泵进行提高，单位回供成本与蒸汽温度及压缩前后压差相关，即
[0020]costi＝C(Pi,Pio,Tio)
[0021]单位回供收益与回供蒸汽参数相关，即
[0022]gaini＝P(Pio,Tio)
[0023]用户i回供收益profiti为：
[0024]profiti＝Qri
·
(gaini
–
costi)
[0025]优化迭代过程中，要求profiti>0。
[0026]进一步地，作为较优实施方式，步骤S4具体为：设置待优化工况，热源供汽量为 Q0，供汽温度为T0，供汽压力为P0，n个用户的用汽量向量为QU＝[Qu1,Qu2,
…
, Qui,
…
,Qun]，初始回供蒸汽量向量QR0＝[Qr01,Qr02,
…
,Qr0i,
…
,Qr0n],其中Qr0i＝0, 用户i的用汽参数由步骤S2所建model求解得到，回供蒸汽参数由步骤S1所述可得；设置优化后的热源供汽量为Qs，Qs由用户总用汽量和总回供蒸汽量之差与损失项组成，即
[0027]Qs＝sum(Qui)
‑
sum(Qri)+Qloss
[0028]其中Qloss由历史运行数据估算得到；
[0029]为降低供汽量，设置损失函数L(Qs,Q0)＝Qs
–
Q0，其中Qs为，Qs＝sum；求解QR＝[Qr1,Qr2,
…
,Qri,
…
,Qrn]，使得损失函数L最小化，即：
[0030][0031]需要满足的约束条件包括：Ti>Tirequired,Pi>Pirequired,Qri<Qrmax,Qri<Qui, profiti>0。
[0032]进一步地，作为较优实施方式，步骤S5具体为：蒸汽用户根据优化所得QR对主蒸汽管道进行蒸汽回供，热源根据优化结果计算Q0调节供汽量，实现供汽优化
[0033]有益效果：(1)采用本专利技术方案可实现集中式工业园区供热系统源网荷灵活调控，协同优化；(2)本方案可实现整个供热系统供汽与用汽的优化运行，既保证热用户用汽品质的同时，又做到余热回收，避免热浪费，节约供汽成本。
具体实施方式
[0034]下面通过实施例对本专利技术技术方案进行详细说明，但是本专利技术的保护范围不局限于所述实施例。
[0035]实施例：一种热用户蒸汽回供的供热管网供汽量优化方法，包括如下步骤：
[0036]步骤S1，建立用户的用汽量向量QU＝[Qu1,Qu2,
…
,Qui,
…
,Qun]和回供蒸汽量向量QR＝[Qr1,Qr2,
…
,Qri,
…
,Qrn]以及单个用户最大回供蒸汽量Qrmax,其中Qri受用户用汽量及单位回供成本影响，Qrmax由用电系统记录进行确定；
[0037]步骤S2，基于热工水力学知识及蒸汽管网拓扑结构和用户回供蒸汽量，建立蒸汽管网机理模型；
[0038]步骤S3，设置单位回供成本costi，单位回供收益gaini，进而计算各个用户的回供收益profiti；
[0039]步骤S4，建立供汽优化目标函数，结合步骤S2所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热用户蒸汽回供的供热管网供汽量优化方法，其特征在于包括如下步骤：步骤S1，建立用户的用汽量向量QU＝[Qu1,Qu2,
…
,Qui,
…
,Qun]和回供蒸汽量向量QR＝[Qr1,Qr2,
…
,Qri,
…
,Qrn]以及单个用户最大回供蒸汽量Qrmax,其中Qri受用户用汽量及单位回供成本影响，Qrmax由用电系统记录进行确定；步骤S2，基于热工水力学知识及蒸汽管网拓扑结构和用户回供蒸汽量，建立蒸汽管网机理模型；步骤S3，设置单位回供成本costi，单位回供收益gaini，进而计算各个用户的回供收益profiti；步骤S4，建立供汽优化目标函数，结合步骤S2所建立蒸汽管网机理模型，对回供蒸汽向量SR进行求解；步骤S5，根据优化结果调节热源供汽量，对供汽过程实现优化。2.根据权利要求1所述的热用户蒸汽回供的供热管网供汽量优化方法，其特征在于：步骤S1具体为：建立n个用户的用汽量向量QU＝[Qu1,Qu2,
…
,Qui,
…
,Qun]，对用户i，其用汽参数包括用汽量Qi，用汽温度Ti，用汽压力Pi，Ti和Pi需要满足用户使用需求，即Ti>Tirequired,Pi>Pirequired；Tirequired为用户使用需求温度；Pirequired为用户使用需求压力；设置回供蒸汽量向量回供蒸汽量向量QR＝[Qr1,Qr2,
…
,Qri,
…
,Qrn]，回供蒸汽参数包括回汽温度Tio，回汽压力Pio,考虑蒸汽管网内蒸汽的流动方向为高压流向低压，需将使用过的蒸汽压力提高至Pi后，才可以回供进入主蒸汽管网，即Pio＝Pi，回汽温度Tio由各用户使用状况单独设定；最大回供蒸汽量Qrmax由用电系统记录的数据进行确定。3.根据权利要求1所述的热用户蒸汽回供的供热管网供汽量优化方法，其特征在于：步骤S2具体为：考虑了用户的回供蒸汽，因此对于用户i，在建模时需要在同一点上设置用户i1和用户i2，其中i1代表用户i的用汽，i2代表用户i的回...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾鼎，季佩生，徐振华，王顺安，黄纪军，方嵩，薛中前，陈飞，刘翔，董雪，张军建，金泰人，吴燕玲，钟崴，许鑫，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：