CN112013446A - 解决温度传输延迟的热网均衡升降温方法及其系统 - Google Patents

解决温度传输延迟的热网均衡升降温方法及其系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于供热自动化控制技术领域，具体涉及一种解决温度传输延迟的热网均衡升降温方法及其系统，其中解决温度传输延迟的热网均衡升降温方法包括：获取热网升降温过程；根据热网升降温过程，获取各时段内热网平衡调控方法；根据各时段内热网平衡调控方法获取各时段内各热力站的需求流量；以及根据各热力站的需求流量调整相应热力站的阀门，以进行实现热网均衡升降温，实现供热系统均衡的升温或降温，减少能源浪费。

Description

解决温度传输延迟的热网均衡升降温方法及其系统
技术领域
本发明属于供热自动化控制技术领域，具体涉及一种解决温度传输延迟的热网均衡升降温方法及其系统。
背景技术
供热系统的主要作用是以热水为传热介质，通过一级网供热管道将热水中的热量源源不断由热源往热力站进行输送，通过二级网供热管道将热力站内热量输送到居民散热器向室内散热，来提升室内温度。目前，我国北方城镇的供热系统发展主要以集中供热为主，且多数城市在热网规划上更倾向于采用“一城一网”的结构形式，管网规模也越来越大。
供热系统采用的流动介质是热水，热源侧高温水流动到各热力站时，因为热力站地理位置散落在城市各个角落，同一时刻其温度分布不一致，升温过程时，前端站点流动时长短、升温快、温度高，末端站点流动时间长、升温慢、温度低，造成了传热过程的温度滞后与延迟效应。当前，针对一个大中型城市热网热水从前端到末端的流动过程，供热企业多采用“质”调节的运行调度方式，由于这种温度传热过程存在着天然的大滞后性，升温和降温过程的延迟长达2-8小时不等，在采用长输供热管线接入城市外围热源的情况下，温度传输延迟问题则更为突出。因此，由于采用单纯质调节的热网近端与远端跟随气温变化的升降温过程不一致，致使气温降低时需要提前升温，气温升高时需要延迟降温，升降温过程中前端存在着过热现象，给供热企业造成不必要的热耗。
因此，基于上述技术问题需要设计一种新的解决温度传输延迟的热网均衡升降温方法及其系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种解决温度传输延迟的热网均衡升降温方法及其系统。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种解决温度传输延迟的热网均衡升降温方法，包括：
获取热网升降温过程；
根据热网升降温过程，获取各时段内热网平衡调控方法；
根据各时段内热网平衡调控方法获取各时段内各热力站的需求流量；以及
根据各热力站的需求流量调整相应热力站的阀门，以进行实现热网均衡升降温。
进一步，所述获取热网升降温过程的方法包括：
建立热网的动态仿真模型，以计算当前时刻热源侧温度变化后，传输至热力站的延迟时间，以及当前时刻各热力站的供水温度，即
热网包括：n个热力站和m个热源；
热源供水温度为Tt s：
Figure BDA0002652864220000021
其中，
Figure BDA0002652864220000022
为第i个热源在t时刻的供水温度；
热力站的供水温度为Tt su：
Figure BDA0002652864220000023
其中，
Figure BDA0002652864220000024
为第j个热力站在t时刻的供水温度；
在t+1时刻时，第j个热力站的供水温度
Figure BDA0002652864220000025
为：
Figure BDA0002652864220000026
其中，τ为热力站的传输延迟系数，τ＝[τi,j]，i∈[1,m]，j∈[1,n]；τj为第j个热力站的传输延迟系数，τj＝[τ1,j,τ2,j,...τi,j,...τm,j]，；τi,j为第j个热力站关于第i个热源的传输延迟系数；
Figure BDA0002652864220000031
为基于t时刻热源温度由Tt s变为
Figure BDA0002652864220000032
时，热网的动态仿真模型关于热力站供水温度变化的求解函数；
在热源温度发生变化时，根据热网的动态仿真模型F获取各时刻全网各热力站一级网供水温度的动态分布，以获取热网升降温过程。
进一步，所述根据热网升降温过程，获取各时段内热网平衡调控方法的方法包括：
当工况为U时，热源总负荷为Q0，各热力站的负荷为Q，Q＝[Q1,Q2,...,Qj,...Qn]；
将升降温过程分解为p个时间段，根据热网的动态仿真模型F获取第k个时间段初始时刻各热力站的供水温度为
Figure BDA0002652864220000033
Figure BDA0002652864220000034
相应时刻各热力站的温差为
Figure BDA0002652864220000035
Figure BDA0002652864220000036
各时间段各热力站的负荷不变，则每个时间段内的流量为
Figure BDA0002652864220000037
Figure BDA0002652864220000038
在目标工况U时，热力站j的负荷为Qj，将升降温过程分为p个时间段，则从第1个时间段至第p个时间段的供水温度的动态变化过程为：
Figure BDA0002652864220000039
流量的动态调节过程为：
Figure BDA00026528642200000310
根据流量配合热力站供水温度、供水温差的动态调整，实现工况U的均匀升降温过程。
进一步，所述根据各时段内热网平衡调控方法获取各时段内各热力站的需求流量的方法包括：
根据运行数据建立各热力站的热负荷模型；
所述热力站的热负荷模型为：
Q＝Φ(U,Tf)；
其中，U为工况；Tf为室温；Q为热力站的负荷；
目标工况Ut时热力站的负荷为Qt，Qt＝[Q1,t,Q2,t,...,Qj,t,...Qn,t]，第j个热力站的负荷Qj,t为：
Qj,t＝Φ(Ut,Tj,ft)；
其中，Ut为热力站的目标工况；Qj,t为目标工况Ut下第j个热力站的需求热负荷；Ti,ft为目标工况Ut下的第j个热力站所要求的目标室温。
进一步，所述根据各时段内热网平衡调控方法获取各时段内各热力站的需求流量的方法还包括：
根据运行数据、换热器规格，建立热力站换热器数据模型，并构建换热器模型库，即
根据换热器规格信息SQ建立换热器规格信息与换热器一级网流量模型之间关系库[SQ,Qpr]；
SQ＝[sq1,sq2,...sqy...sqz]，sqy为第y个规格的换热器，z为换热器的规格数量，单位为个；
Qpr为基于换热器特性一级网流量计算模型库；
Qpr＝[qpr1,qpr2,...qpri...qprz]；
qpri为第i个规格换热器的一级网流量计算模型；
根据运行数据、换热器规格信息，建立换热器一级网流量模型：
Figure BDA0002652864220000041
其中，Ts pr为一级网供水温度；
Figure BDA0002652864220000042
为二级网的回水温度；Q为负荷大小；qpr为一级网流量；qse为二级网流量。
进一步，所述根据各时段内热网平衡调控方法获取各时段内各热力站的需求流量的方法还包括：
根据换热器规格信息和换热器模型库，计算目标工况下各时间段内热力站需求流量，即
根据规格信息SQ和基于换热器特性一级网流量计算模型库Qpr，获取目标工况Ut下，热力站j第y个换热器规格，一级网的需求流量
Figure BDA0002652864220000051
Figure BDA0002652864220000052
其中，
Figure BDA0002652864220000053
为第j个热力站当前时刻二级网的回水温度；
Figure BDA0002652864220000054
为当前时刻二级网的供水流量；Ψy为第y个换热器规格换热器一级网计算模型。
进一步，所述根据各热力站的需求流量调整相应热力站的阀门，以进行实现热网均衡升降温的方法包括：
获取下一升降温过程的需求负荷，调整热源参数；
热力站室温目标值为Tf,t+1，根据热力站的热负荷模型Q＝Φ(Ut+1,Tf,t+1)，预测热力站的负荷Qj,t+1，则t+1时刻热源侧所需要提供的总负荷，即下一升降温过程的需求负荷
Figure BDA0002652864220000055
为：
Figure BDA0002652864220000056
其中，
Figure BDA0002652864220000057
为t+1时刻热源负荷所需提供的热负荷，
Figure BDA0002652864220000058
Figure BDA0002652864220000059
为第i个热源所需提供的供热负荷；
在t+1时刻各热源负荷为
Figure BDA00026528642200000510
供水温度为
Figure BDA00026528642200000511
即从当前t时刻开始调整热源温度。
进一步，所述根据各热力站的需求流量调整相应热力站的阀门，以进行实现热网均衡升降温的方法还包括：
将升降温过程分解成不同时间段，分别获取各时间段前后端热力站的需求流量，即根据热源温度，计算各热力站一级网供水温度为：
Figure BDA0002652864220000061
在目标工况Ut+1下，将升降温过程分为p个时间段，则热力站j第k个时间段一级网的需求流量
Figure BDA0002652864220000062
为：
Figure BDA0002652864220000063
进一步，所述根据各热力站的需求流量调整相应热力站的阀门，以进行实现热网均衡升降温的方法还包括：
调整热力站阀门，进行热网均衡升降温；
在工况变化，热源进行升降温操作，热力站流量按照当前实测值
Figure BDA0002652864220000064
与获取的需求流量
Figure BDA0002652864220000065
之间的关系，给出时间段k时各热力站的调控方法：
当
Figure BDA0002652864220000066
则减少阀门开度，降低供水流量，减少需求负荷；
当
Figure BDA0002652864220000067
则增加阀门开度，增加供水流量，提升需求负荷；
第j个热力站阀门的控制策略为dj,t+1，形成全网的控制策略Dt+1，Dt+1＝[d1,t+1,d2,t+1,...,dj,t+1,...dn,t+1]；完成t+1时刻平衡调控后，依次进行升降温过程中后续时刻热网均衡升降温的调控，实现热网的平衡。
另一方面，本发明还提供一种解决温度传输延迟的热网均衡升降温系统，包括：
过程获取模块，获取热网升降温过程；
平衡调控获取模块，根据热网升降温过程，获取各时段内热网平衡调控方法；
需求流量获取模块，根据各时段内热网平衡调控方法获取各时段内各热力站的需求流量；以及
调整模块，根据各热力站的需求流量调整相应热力站的阀门，以进行实现热网均衡升降温。
本发明的有益效果是，本发明通过获取热网升降温过程；根据热网升降温过程，获取各时段内热网平衡调控方法；根据各时段内热网平衡调控方法获取各时段内各热力站的需求流量；以及根据各热力站的需求流量调整相应热力站的阀门，以进行实现热网均衡升降温，实现供热系统均衡的升温或降温，减少能源浪费。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所涉及的解决温度传输延迟的热网均衡升降温方法的流程图；
图2是本发明所涉及的热源升温过程中优先升温与升温较慢区域调控示意图；
图3是本发明所涉及的基于换热器特性建立各热力站一级网流量计算模型示意图；
图4是基于“质调节”的各热力站点温度流量变化曲线；
图5是本发明所涉及的基于“质量并调”的各热力站点温度流量变化曲线；
图6基于传统“质调节”调控方法，热源侧升温与室温变化曲线；
图7是本发明所涉及的“质量并调”热源侧升温与调控后的室温变化曲线；
图8是本发明所涉及的解决温度传输延迟的热网均衡升降温系统的原理框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例1
图1是本发明所涉及的解决温度传输延迟的热网均衡升降温方法的流程图。
如图1所示，本实施例1提供了一种解决温度传输延迟的热网均衡升降温方法，包括：获取热网(供热管网)升降温过程，建立供热管网的动态仿真模型，支持计算当前时刻热源侧温度变化后，动态传输至热力站(热力站点)的延迟时间，以及当前时刻各热力站的供水温度值；根据热网升降温过程，获取各时段内热网平衡调控方法，将调控过程(热网升降温过程)分为不同的时间段，对热网升降温过程进行分解，结合温度动态传输过程，给出算每个时间段内热网平衡调控方法；根据各时段内热网平衡调控方法获取各时段内各热力站的需求流量，建立热力站用热负荷模型，换热器模型库，以均衡升降温为目标，计算满足不同目标工况下，各热力站的需求流量；以及根据各热力站的需求流量调整相应热力站的阀门，以进行实现热网均衡升降温，实施热网的“质量并调”，实现热网升降温过程的均衡调控；在升降温过程中，对各热力站点的流量进行快速重构；气温降低，热网需要升温时，前端升温较快，减少前端站点(热力站)流量，末端升温较慢，增加末端流量；气温升高，热网需要降温时，前端降温较快，增加前端站点流量，末端降温较慢，减少末端站点流量，通过流量的快速调整，克服通过“质”调节热网前后端无法均衡升降温的难题，实现供热系统均衡的升温或降温，减少能源浪费。
在本实施例中，所述获取热网升降温过程的方法包括：支持计算当前时刻热源侧温度变化后，动态传输至热力站(热力站点)的延迟时间，以及当前时刻各热力站的供水温度值，是一种与物理热网一致的虚拟供热系统模型，通过该模型，可实时模拟物理热网的动态变化过程，包括动态水力过程与传热过程，支持计算当前时刻热源侧的温度动态传输至热力站点的延迟时间，以及基于上一时刻热源温度与温度传输延迟效应，计算当前时刻各热力站的供水温度值；建立热网的动态仿真模型，以计算当前时刻热源侧温度变化后，传输至热力站的延迟时间，以及当前时刻各热力站的供水温度，即
令热网包括：n个热力站和m个热源；
热源供水温度为Tt s：
Figure BDA0002652864220000091
其中，
Figure BDA0002652864220000092
为第i个热源在t时刻的供水温度；
热力站的供水温度为Tt su：
Figure BDA0002652864220000093
其中，
Figure BDA0002652864220000101
为第j个热力站在t时刻的供水温度；t为t时刻；
以热源升温过程为例，在t+Δt时刻(t+1时刻)时，第j个热力站的供水温度
Figure BDA0002652864220000102
为：
Figure BDA0002652864220000103
其中，τ为热力站的传输延迟系数，τ＝[τi,j]，i∈[1,m]，j∈[1,n]；τj为第j个热力站的传输延迟系数，τj＝[τ1,j,τ2,j,...τi,j,...τm,j]，；τi,j为第j个热力站关于第i个热源的传输延迟系数；
Figure BDA0002652864220000104
为基于t时刻热源温度由Tt s变为
Figure BDA0002652864220000105
时，热网的动态仿真模型关于热力站供水温度变化的求解函数；在热源温度发生变化时，根据热网的动态仿真模型F则可以求解在任意时刻全网各热力站一级网供水温度的动态分布，以获取热网升降温过程。
图2是本发明所涉及的热源升温过程中优先升温与升温较慢区域调控示意图；
图4是基于“质调节”的各热力站点温度流量变化曲线；
图5是本发明所涉及的基于“质量并调”的各热力站点温度流量变化曲线。
如图2、图4和图5所示，在本实施例中，所述根据热网升降温过程，获取各时段内热网平衡调控方法的方法包括：将调控过程(热网升降温过程)分为不同的时间段，对热网升降温过程进行分解，结合温度动态传输过程，给出算每个时间段内热网平衡调控方法；在天气工况发生改变时，需要针对热源进行升降温调节，来改变输入热网的总负荷，从而满足用户的用热需求；由于各热力站距离热源远近不同，从而存在不同程度的延迟效应，即热源侧升降温后，各站点供水温度处于动态变化之中，因此，各热力站在单位时间段Δt内的升降温幅度不同，在升温阶段，较升温热源近的站点升温较快，反之升温较慢；在降温阶段，较降温热源近的站点降温较快，反之降温较慢；以目标工况为依据的升降温过程中，当目标工况不发生变化时，各热力站的需求不变，则总需求负荷(热源的总出力)一定，热力站需要的热负荷一定，结合热源、热力站温度动态变化的传输过程，需要将升温过程划分为多个时间段，且在每个时间段内，分阶段对热力站点的流量进行调控(图2中向下的箭头为分段下调流量，向上的箭头为分段上调流量，较小的虚线框为温度优先升温区域，较大的虚线框为升温较慢区域，空心圆圈为热力站)；设工况(天气工况)为U时，热源总负荷(总需求负荷)为Q0，各热力站的负荷(热负荷)为Q，Q＝[Q1,Q2,...,Qj,...Qn]；将升降温过程分解为p个时间段，根据热网的动态仿真模型F获取第k个时间段初始时刻各热力站的供水温度为
Figure BDA0002652864220000111
Figure BDA0002652864220000112
相应时刻各热力站的温度为
Figure BDA0002652864220000113
Figure BDA0002652864220000114
为了保持各时间段各热力站的负荷不变，则每个时间段内的流量为
Figure BDA0002652864220000115
Figure BDA0002652864220000116
在目标工况U时，热力站j的负荷为Qj，将升降温过程分为p个时间段，则从第1个时间段至第p个时间段的供水温度的动态变化过程为：
Figure BDA0002652864220000117
流量的动态调节过程为：
Figure BDA0002652864220000118
将符号->定义为动态变化(动态调节)过程(顺序、连续变化)且具有大小关系；根据流量配合热力站供水温度、供水温差的动态调整，实现工况U的均匀升降温过程。
在本实施例中，所述根据各时段内热网平衡调控方法获取各时段内各热力站的需求流量的方法包括：建立热力站用热负荷模型，换热器模型库，以均衡升降温为目标，计算满足不同目标工况下，各热力站的需求流量；根据运行数据建立各热力站的热负荷模型(热力站用热负荷模型)；基于工况、室温和热力站的负荷三者之间关联关系，采用数据算法与历史运行数据，可建立热力站的负荷预测模型，
所述热力站的热负荷模型为：
Q＝Φ(U,Tf)；
其中，U为工况(天气工况)；Tf为室温；Q为热力站的负荷；
目标工况Ut时热力站的负荷为Qt，Qt＝[Q1,t,Q2,t,...,Qj,t,...Qn,t]，第j个热力站的负荷Qj,t为：
Qj,t＝Φ(Ut,Tj,ft)；
其中，Ut为热力站的目标工况(目标天气工况)；Qj,t为目标工况Ut下第j个热力站的需求热负荷；Ti,ft为目标工况Ut下的第j个热力站所要求的目标室温。
图3是本发明所涉及的基于换热器特性建立各热力站一级网流量计算模型示意图。
如图3所示，在本实施例中，所述根据各时段内热网平衡调控方法获取各时段内各热力站的需求流量的方法还包括：根据运行数据、换热器规格，建立热力站换热器数据模型，并构建换热器模型库，即
根据换热器规格信息SQ(换热量、换热面积、换热器形式、冷热流体进出口温度参数)建立换热器规格信息与换热器一级网流量模型之间关系库[SQ,Qpr]；
SQ＝[sq1,sq2,...sqy...sqz]，sqy为第y个规格的换热器，z为换热器的规格数量，单位为个；换热器规格信息完全相同的表示同一个换热器规格，不相同则新增至换热器规格库；
Qpr为基于换热器特性一级网流量计算模型库；
Qpr＝[qpr1,qpr2,...qpri...qprz]；
qpri为第i个规格换热器的一级网流量计算模型；
根据运行数据、换热器规格信息，建立换热器一级网流量模型：热力站换热器用于一级网热水与二级网冷水进行热负荷交换，换热特性主要与一级网供水温度Ts pr、二级网的回水温度
Figure BDA0002652864220000131
热负荷大小Q(热力站的负荷)、一级网流量qpr与二级网流量qse有关，则基于换热特性关系，建立换热器一级网流量模型为：
Figure BDA0002652864220000132
其中，Ts pr为一级网供水温度；
Figure BDA0002652864220000133
为二级网的回水温度；Q为负荷大小(具体到第i个站点的时候，就是站点i的负荷)；qpr为一级网流量；qse为二级网流量；Ψy为第y个换热器规格换热器一级网计算模型。
在本实施例中，所述根据各时段内热网平衡调控方法获取各时段内各热力站的需求流量的方法还包括：根据换热器规格信息和换热器模型库，计算目标工况下各时间段内站点需求流量，即根据换热器规格信息，调用换热器模型库，计算目标工况下各时间段内站点需求流量；根据规格信息SQ，调用换热器特性一级网流量计算模型库Qpr，获取目标工况Ut下，热力站j第y个换热器规格，一级网的需求流量
Figure BDA0002652864220000134
Figure BDA0002652864220000141
其中，
Figure BDA0002652864220000142
为第j个热力站当前时刻二级网的回水温度；
Figure BDA0002652864220000143
为当前时刻二级网的供水流量。
在本实施例中，所述根据各热力站的需求流量调整相应热力站的阀门，以进行实现热网均衡升降温的方法包括：获取下一升降温过程的需求负荷，调整热源参数；热力站室温目标值为Tf,t+1，根据热力站的热负荷模型Q＝Φ(Ut+1,Tf,t+1)，预测热力站的负荷Qj,t+1，则t+1时刻热源侧所需要提供的总负荷，即下一升降温过程的需求负荷
Figure BDA0002652864220000144
为：
Figure BDA0002652864220000145
其中，
Figure BDA0002652864220000146
为t+1时刻热源负荷所需提供的热负荷，
Figure BDA0002652864220000147
Figure BDA0002652864220000148
为第i个热源所需提供的供热负荷；
按计算负荷要求，在t+1时刻各热源负荷为
Figure BDA0002652864220000149
供水温度为
Figure BDA00026528642200001410
即从当前t时刻开始调整热源温度。
在本实施例中，所述根据各热力站的需求流量调整相应热力站的阀门，以进行实现热网均衡升降温的方法还包括：将升降温过程分解成不同时间段，分别获取各时间段前后端热力站的需求流量，即根据热源温度，计算各热力站一级网供水温度为：
Figure BDA00026528642200001411
在目标工况Ut+1下，将升降温过程分为p个时间段，则热力站j第k个时间段一级网的需求流量
Figure BDA00026528642200001412
为：
Figure BDA00026528642200001413
图6基于传统“质调节”调控方法，热源侧升温与室温变化曲线；
图7是本发明所涉及的“质量并调”热源侧升温与调控后的室温变化曲线。
如图6和图7所示，在本实施例中，所述根据各热力站的需求流量调整相应热力站的阀门，以进行实现热网均衡升降温的方法还包括：调整站点阀门，实施“质量并调”，进行热网均衡升降温；在工况变化，热源进行升降温操作，热力站流量按照当前实测值
Figure BDA0002652864220000151
与获取的需求流量
Figure BDA0002652864220000152
之间的关系，给出时间段k时各热力站“质量并调”的调控方法：
如
Figure BDA0002652864220000153
则减少阀门开度，降低供水流量，减少需求负荷；
如
Figure BDA0002652864220000154
则增加阀门开度，增加供水流量，提升需求负荷；
第j个热力站阀门的控制策略为dj,t+1，形成全网的控制策略Dt+1，Dt+1＝[d1,t+1,d2,t+1,...,dj,t+1,...dn,t+1]；完成t+1时刻平衡调控后，依次进行升降温过程中后续时刻热网均衡升降温的调控，实现热网的平衡；如图6和图7所示，相较于传统的质调节，基于热网的动态仿真模型、热负荷模型、一级网流量计算模型的精确计算，热源在升降温过程中各热力站点的供水温度的动态变化过程，获得不同时刻站点的精确流量数据，采用分段调控的方式，对升降温过程的“质量并调”，最终实现对热网升降温过程的均衡控制，可以解决供热系统因延迟产生前后端供热不均，热网超供问题，提升系统节能效果。
实施例2
图8是本发明所涉及的解决温度传输延迟的热网均衡升降温系统的原理框图。
如图8所示，在实施例1的基础上，本实施例2还提供一种解决温度传输延迟的热网均衡升降温系统，包括：过程获取模块，获取热网升降温过程；平衡调控获取模块，根据热网升降温过程，获取各时段内热网平衡调控方法；需求流量获取模块，根据各时段内热网平衡调控方法获取各时段内各热力站的需求流量；以及调整模块，根据各热力站的需求流量调整相应热力站的阀门，以进行实现热网均衡升降温，实现对热网升降温过程的均衡控制，可以解决供热系统因延迟产生前后端供热不均，热网超供问题，提升系统节能效果。
在本实施例中，过程获取模块获取热网升降温过程，平衡调控获取模块根据热网升降温过程获取各时段内热网平衡调控方法，需求流量获取模块根据各时段内热网平衡调控方法获取各时段内各热力站的需求流量，调整模块根据各热力站的需求流量调整相应热力站的阀门以进行实现热网均衡升降温的方法在实施例1中已经详细描述，在本实施例中不再赘述。
综上所述，本发明通过获取热网升降温过程；根据热网升降温过程，获取各时段内热网平衡调控方法；根据各时段内热网平衡调控方法获取各时段内各热力站的需求流量；以及根据各热力站的需求流量调整相应热力站的阀门，以进行实现热网均衡升降温，实现供热系统均衡的升温或降温，减少能源浪费。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种解决温度传输延迟的热网均衡升降温方法，其特征在于，包括：
获取热网升降温过程；
根据热网升降温过程，获取各时段内热网平衡调控方法；
根据各时段内热网平衡调控方法获取各时段内各热力站的需求流量；以及
根据各热力站的需求流量调整相应热力站的阀门，以进行实现热网均衡升降温。
2.如权利要求1所述的解决温度传输延迟的热网均衡升降温方法，其特征在于，
所述获取热网升降温过程的方法包括：
建立热网的动态仿真模型，以计算当前时刻热源侧温度变化后，传输至热力站的延迟时间，以及当前时刻各热力站的供水温度，即
热网包括：n个热力站和m个热源；
热源供水温度为Tt s：
Figure FDA0002652864210000011
其中，
Figure FDA0002652864210000012
为第i个热源在t时刻的供水温度；
热力站的供水温度为Tt su：
Figure FDA0002652864210000013
其中，
Figure FDA0002652864210000014
为第j个热力站在t时刻的供水温度；
在t+1时刻时，第j个热力站的供水温度
Figure FDA0002652864210000015
为：
Figure FDA0002652864210000016
其中，τ为热力站的传输延迟系数，τ＝[τi,j]，i∈[1,m]，j∈[1,n]；τj为第j个热力站的传输延迟系数，τj＝[τ1,j,τ2,j,...τi,j,...τm,j]，；τi,j为第j个热力站关于第i个热源的传输延迟系数；
Figure FDA0002652864210000017
为基于t时刻热源温度由Tt s变为
Figure FDA0002652864210000018
时，热网的动态仿真模型关于热力站供水温度变化的求解函数；
在热源温度发生变化时，根据热网的动态仿真模型F获取各时刻全网各热力站一级网供水温度的动态分布，以获取热网升降温过程。
3.如权利要求2所述的解决温度传输延迟的热网均衡升降温方法，其特征在于，
所述根据热网升降温过程，获取各时段内热网平衡调控方法的方法包括：
当工况为U时，热源总负荷为Q0，各热力站的负荷为Q，Q＝[Q1,Q2,...,Qj,...Qn]；
将升降温过程分解为p个时间段，根据热网的动态仿真模型F获取第k个时间段初始时刻各热力站的供水温度为
Figure FDA0002652864210000021
Figure FDA0002652864210000022
相应时刻各热力站的温差为
Figure FDA0002652864210000023
Figure FDA0002652864210000024
各时间段各热力站的负荷不变，则每个时间段内的流量为
Figure FDA0002652864210000025
Figure FDA0002652864210000026
在目标工况U时，热力站j的负荷为Qj，将升降温过程分为p个时间段，则从第1个时间段至第p个时间段的供水温度的动态变化过程为：
Figure FDA0002652864210000027
流量的动态调节过程为：
Figure FDA0002652864210000028
根据流量配合热力站供水温度、供水温差的动态调整，实现工况U的均匀升降温过程。
4.如权利要求3所述的解决温度传输延迟的热网均衡升降温方法，其特征在于，
所述根据各时段内热网平衡调控方法获取各时段内各热力站的需求流量的方法包括：
根据运行数据建立各热力站的热负荷模型；
所述热力站的热负荷模型为：
Q＝Φ(U,Tf)；
其中，U为工况；Tf为室温；Q为热力站的负荷；
目标工况Ut时热力站的负荷为Qt，Qt＝[Q1,t,Q2,t,...,Qj,t,...Qn,t]，第j个热力站的负荷Qj,t为：
Qj,t＝Φ(Ut,Tj,ft)；
其中，Ut为热力站的目标工况；Qj,t为目标工况Ut下第j个热力站的需求热负荷；Ti,ft为目标工况Ut下的第j个热力站所要求的目标室温。
5.如权利要求4所述的解决温度传输延迟的热网均衡升降温方法，其特征在于，
所述根据各时段内热网平衡调控方法获取各时段内各热力站的需求流量的方法还包括：
根据运行数据、换热器规格，建立热力站换热器数据模型，并构建换热器模型库，即
根据换热器规格信息SQ建立换热器规格信息与换热器一级网流量模型之间关系库[SQ,Qpr]；
SQ＝[sq1,sq2,...sqy...sqz]，sqy为第y个规格的换热器，z为换热器的规格数量，单位为个；
Qpr为基于换热器特性一级网流量计算模型库；
Qpr＝[qpr1,qpr2,...qpri...qprz]；
qpri为第i个规格换热器的一级网流量计算模型；
根据运行数据、换热器规格信息，建立换热器一级网流量模型：
Figure FDA0002652864210000041
其中，Ts pr为一级网供水温度；
Figure FDA0002652864210000042
为二级网的回水温度；Q为负荷大小；qpr为一级网流量；qse为二级网流量。
6.如权利要求5所述的解决温度传输延迟的热网均衡升降温方法，其特征在于，
所述根据各时段内热网平衡调控方法获取各时段内各热力站的需求流量的方法还包括：
根据换热器规格信息和换热器模型库，计算目标工况下各时间段内热力站需求流量，即
根据规格信息SQ和基于换热器特性一级网流量计算模型库Qpr，获取目标工况Ut下，热力站j第y个换热器规格，一级网的需求流量
Figure FDA0002652864210000043
Figure FDA0002652864210000044
其中，
Figure FDA0002652864210000045
为第j个热力站当前时刻二级网的回水温度；
Figure FDA0002652864210000046
为当前时刻二级网的供水流量；Ψy为第y个换热器规格换热器一级网计算模型。
7.如权利要求6所述的解决温度传输延迟的热网均衡升降温方法，其特征在于，
所述根据各热力站的需求流量调整相应热力站的阀门，以进行实现热网均衡升降温的方法包括：
获取下一升降温过程的需求负荷，调整热源参数；
热力站室温目标值为Tf,t+1，根据热力站的热负荷模型Q＝Φ(Ut+1,Tf,t+1)，预测热力站的负荷Qj,t+1，则t+1时刻热源侧所需要提供的总负荷，即下一升降温过程的需求负荷
Figure FDA0002652864210000051
为：
Figure FDA0002652864210000052
其中，
Figure FDA0002652864210000053
为t+1时刻热源负荷所需提供的热负荷，
Figure FDA0002652864210000054
Figure FDA0002652864210000055
为第i个热源所需提供的供热负荷；
在t+1时刻各热源负荷为
Figure FDA0002652864210000056
供水温度为
Figure FDA0002652864210000057
即从当前t时刻开始调整热源温度。
8.如权利要求7所述的解决温度传输延迟的热网均衡升降温方法，其特征在于，
所述根据各热力站的需求流量调整相应热力站的阀门，以进行实现热网均衡升降温的方法还包括：
将升降温过程分解成不同时间段，分别获取各时间段前后端热力站的需求流量，即根据热源温度，计算各热力站一级网供水温度为：
Figure FDA0002652864210000058
在目标工况Ut+1下，将升降温过程分为p个时间段，则热力站j第k个时间段一级网的需求流量
Figure FDA0002652864210000059
为：
Figure FDA00026528642100000510
9.如权利要求8所述的解决温度传输延迟的热网均衡升降温方法，其特征在于，
所述根据各热力站的需求流量调整相应热力站的阀门，以进行实现热网均衡升降温的方法还包括：
调整热力站阀门，进行热网均衡升降温；
在工况变化，热源进行升降温操作，热力站流量按照当前实测值
Figure FDA0002652864210000061
与获取的需求流量
Figure FDA0002652864210000062
之间的关系，给出时间段k时各热力站的调控方法：
当
Figure FDA0002652864210000063
则减少阀门开度，降低供水流量，减少需求负荷；
当
Figure FDA0002652864210000064
则增加阀门开度，增加供水流量，提升需求负荷；
第j个热力站阀门的控制策略为dj,t+1，形成全网的控制策略Dt+1，Dt+1＝[d1,t+1,d2,t+1,...,dj,t+1,...dn,t+1]；完成t+1时刻平衡调控后，依次进行升降温过程中后续时刻热网均衡升降温的调控，实现热网的平衡。
10.一种解决温度传输延迟的热网均衡升降温系统，其特征在于，包括：
过程获取模块，获取热网升降温过程；
平衡调控获取模块，根据热网升降温过程，获取各时段内热网平衡调控方法；
需求流量获取模块，根据各时段内热网平衡调控方法获取各时段内各热力站的需求流量；以及
调整模块，根据各热力站的需求流量调整相应热力站的阀门，以进行实现热网均衡升降温。
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Denomination of invention: A method and system for balancing temperature rise and fall in the heating network to solve temperature transmission delay

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Pledgee: Bank of Nanjing Co.,Ltd. Changzhou Branch

Pledgor: CHANGZHOU ENGIPOWER TECHNOLOGY CO.,LTD.

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