CN113405148B - 一种热力站的热媒温度调控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热力站的热媒温度调控方法，其包括以下步骤，S1，周期性的评估是否需要热媒调控，评估方法为基于两个相邻评估周期的室外温度平均值差值以及目标室温和实际室温的差值评估是否满足调整条件，满足调整条件则为需要热媒调控；S2，满足调整条件的，热力站启动调整热媒温度，按照一定的调整幅度进行第一次调整；S3，经过一定的时间间隔T'后，判断是否需要第二次调整；S4，需要第二次调整时，按照一定的幅度进行第二次调整，第二次调整的幅度小于第一次调整的幅度。本发明实现按需供热和精准供热。
Description
技术领域
本发明涉及热网管理技术领域，具体地说，涉及一种热力站的热媒温度调控方法。
背景技术
热力站按供热形式分直供站和间供站，前者是电厂直接供用户，温度高，控制难，浪费热能。是最初电厂余热福利供热的产物。后来开始收费，才有热力公司。随着商品经济发展，热商品化，热力公司开始提高供热质量，才有直供站，这属于集中供热。还有锅炉供热，省掉电厂环节，但是效率低，污染大已近淘汰。集中供热是发展方向，以间供站为主。
在全网调控过程中，每个换热站的调控相互影响进而又影响热源。而且不同的热源形式对换热站调控后影响的反应速度不尽相同，因此在调控全网时，为保证全网的安全、节能运行，必须对热源形式及管网运行特性加以研究，采取热源和换热站系统的联动调控，由此需要研发一种能够按需供热、精准供热的热力站的热媒调控方法。
发明内容
本发明旨在提供一种热力站的热媒温度调控方法，满足热用户采暖的舒适度和稳定性，并实现节能降耗。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
其包括以下步骤，
S1，周期性的评估是否需要热媒调控，评估方法为基于两个相邻评估周期的室外温度平均值差值以及目标室温和实际室温的差值评估是否满足调整条件，满足调整条件则为需要热媒温度调控；
S2，满足调整条件的，热力站启动调整热媒温度，按照一定的调整幅度进行第一次调整；
S3，经过一定的时间间隔T'后，判断是否需要第二次调整，判断方法为：本评估周期T'内，实际室温与目标室温的平均差值绝对值为|Δt2|，上个评估周期末期的T'时间内，实际室温与目标室温的平均差值绝对值为|Δt1|，进行以下判断：(3)若|Δt2|≤|Δt1|，不进行第二次调整。
(4)若|Δt2|>|Δt1|，进行第二次调整；
S4，需要第二次调整时，按照一定的幅度进行第二次调整热媒温度，第二次调整的幅度小于第一次调整的幅度。
进一步地，步骤S1中的调整条件为：a上个评估周期的室外温度实测值的平均值与下个评估周期的室外温度预测值的平均值，两个平均值的差值不在预设范围内；b设定的目标室温比实际室温差值超过±1度；满足以上a和b任一一项时，则为满足调整条件。
进一步地，根据建筑不同的建筑能耗，设定不同参数，建筑能耗分为25-30W/m2、30-35W/m2、35-40W/m2、40-45W/m2和45W及以上五个建筑能耗等级。
进一步地，对于步骤S1中的评估周期，25-30W/m2、30-35W/m2、35-40W/m2、40-45W/m2和45W及以上五个建筑能耗等级建筑的评估周期分别为：6h、6h、4h、4h和4h。
进一步地，对于步骤S1中的调整条件a中两个平均值的差值的预设范围，25-30W/m2、30-35W/m2、35-40W/m2、40-45W/m2和45W及以上五个建筑能耗等级建筑的两个平均值的差值的预设范围分别为±3度、±2.5度、±2度、±2度和±2度。
进一步地，对于步骤S2中的调整幅度，25-30W/m2、30-35W/m2、35-40W/m2、40-45W/m2和45W及以上五个建筑能耗等级建筑的调整幅度分别为±1度、±1.2度、±1.5度、±2度和±3度。
进一步地，对于步骤S3中的时间间隔T'，25-30W/m2、30-35W/m2、35-40W/m2、40-45W/m2和45W及以上五个建筑能耗等级建筑的时间间隔T'分别为3h、2.5h、2h、2h和1h。
进一步地，对于步骤S4中第二次调整的幅度，25-30W/m2、30-35W/m2、35-40W/m2、40-45W/m2和45W及以上五个建筑能耗等级建筑的第二次调整的幅度分别为±0.5度、±0.5度、±1度、±1度和±1度。
进一步地，所述热媒为二次供水，第一次调整和第二次调整时，通过上调或者下调二次供水温度实现调整，如果当前实际室温高于目标室温，则将二次供水温度进行下调；如果实际室温低于目标室温，则二次供水温度进行上调。
与现有技术相比，本发明所取得的有益效果如下：
本发明通过周期性的判断和调控，第一次调整大幅度的粗调和第二次的微调相结合，既能满足供热的需要及时根据供需关系调整热媒温度满足用热用户的需求，保证供热温度，又能节约能源。使用本发明调控方法还可以使供热系统稳定运行，通过参数的科学设置，避免供热系统产生动荡。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明进行进一步详细的叙述。
本发明涉及一种热力站的热媒温度调控方法，建筑能耗是可以通过现有技术手段获取。根据供热用户所在建筑对应的不同的建筑能耗，设定不同参数，建筑能耗分为25-30W/m2、30-35W/m2、35-40W/m2、40-45W/m2和45W及以上五个建筑能耗等级。每个建筑能耗等级的建筑在实施本发明调控方法时，设置有不同的参数。
本发明包括以下步骤，
S1，周期性的评估是否需要热媒调控，评估方法为基于两个差值评估是否满足调整条件，满足调整条件则为需要热媒温度调控，这两个差值，第一个差值为两个相邻评估周期的室外温度平均值差值，第二个差值为目标室温和实际室温的差值。
具体的说：因为是周期性的评估，所以存在评估周期，间隔一个评估周期后进行一次评估和调整，对于步骤S1中的评估周期，25-30W/m2、30-35W/m2、35-40W/m2、40-45W/m2和45W及以上五个建筑能耗等级建筑的评估周期分别为：6h、6h、4h、4h和4h。以建筑能耗为25-30W/m2为例进行解释，每6h进行一次评估和调整。
步骤S1中的调整条件为：a上个评估周期的室外温度实测值的平均值与下个评估周期的室外温度预测值的平均值，两个平均值的差值不在预设范围内；b设定的目标室温比实际室温差值超过±1度；满足以上a和b任一一项时，则为满足调整条件。
由于上个评估周期的室外温度是已发生时间，所以用实测值，下个评估周期是没有发生的事件，所以用预测值，所述下个评估周期的室外温度预测值可以通过天气预报获得。
对于步骤S1中的调整条件a中两个平均值的差值的预设范围，25-30W/m2、30-35W/m2、35-40W/m2、40-45W/m2和45W及以上五个建筑能耗等级建筑的两个平均值的差值的预设范围分别为±3度、±2.5度、±2度、±2度和±2度。以建筑能耗为25-30W/m2为例进行解释，当步骤S1中的调整条件为：上个评估周期的室外温度实测值的平均值与下个评估周期的室外温度预测值的平均值，两个平均值的差值不在±3度范围内；b设定的目标室温比实际室温差值超过±1度；满足以上a和b任一一项时，则为满足调整条件。
S2，满足调整条件的，热力站启动调整热媒温度，按照一定的调整幅度进行第一次调整；第一次调整为上调或者下调热媒的温度。对于步骤S2中的调整幅度，25-30W/m2、30-35W/m2、35-40W/m2、40-45W/m2和45W及以上五个建筑能耗等级建筑的调整幅度分别为±1度、±1.2度、±1.5度、±2度和±3度。S3，经过一定的时间间隔T'后，判断是否需要第二次调整，判断方法为：本评估周期T'内，实际室温与目标室温的平均差值绝对值为|Δt2|，上个评估周期末期的T'时间内，实际室温与目标室温的平均差值绝对值为|Δt1|，进行以下判断：
(1)若|Δt2|≤|Δt1|，则说明调控效果较好，实际室温在接近目标室温，不进行第二次调整。
(2)若|Δt2|>|Δt1|，说明调控效果不好，在室温实际值在远离目标室温，进行第二次调整。
对于步骤S3中的时间间隔T'，25-30W/m2、30-35W/m2、35-40W/m2、40-45W/m2和45W及以上五个建筑能耗等级建筑的时间间隔T'分别为3h、2.5h、2h、2h和1h。以建筑能耗为25-30W/m2为例进行解释，在第一次调整后经过3h后，判断是否需要第二次调整。
S4，需要第二次调整时，按照一定的幅度进行第二次调整热媒温度，上调或者下降热媒温度，第二次调整的幅度小于第一次调整的幅度。
通俗的说，第一次调整为粗调，第二次调整为微调，所以第二次调整的幅度小于第一次调整的幅度。
对于步骤S4中第二次调整的幅度，25-30W/m2、30-35W/m2、35-40W/m2、40-45W/m2和45W及以上五个建筑能耗等级建筑的第二次调整的幅度分别为±0.5度、±0.5度、±1度、±1度和±1度。以建筑能耗为25-30W/m2为例进行解释，第二次调整时，第二次调整的幅度为±0.5度。
所述热媒为二次供水，对本发明调整方向进行说明，第一次调整和第二次调整时，均通过上调或者下调二次供水温度实现调整，如果当前实际室温高于目标室温，则将二次供水温度进行下调；如果实际室温低于目标室温，则二次供水温度进行上调。
热力站设定要控制的建筑室内温度目标值，在建筑中安装室温采集装置，根据实际室温和设定的建筑的目标室温的差值，来对热力站的二次供水温度进行调整。本发明中，实际室温的获取通过按照在建筑内的温度传感器进行获取，在一栋建筑中，至少安置三个温度传感器，其安装位置分别为顶层边角，中间住户以及底层边间，取所有安置的温度传感器的取值平均值作为实际室温。
实施例1
将发明方法应用在一个建筑能耗为25-30W/m2的建筑中，已经发生的第一个调整周期为0：00-5:59，第一个调整周期中0：00为第一个调整周期的调整时刻，即将发生的第二个调整周期时间为6:00-11：59。第一个调整周期中的室外实测值的平均值为15度，根据天气预报的记载温度值，计算第二个调整周期的室外温度预测值的平均值为11度，15-11＝4度，大于3度，所以满足步骤S1中的调整条件的a，由此，在距离第一个调整周期间隔6小时的时刻也就是6:00，热力站启动调整热媒温度。此时实际室温为19度，目标室温为18度，实际室温大于目标室温，所以需要降低热媒供应，由此对热媒温度降低1度。经过时间间隔T'即3h后，也就是9:00，判断是否需要第二次调整，判断方法为：此刻实际室温为16度，目标室温为18度，|Δt2|为2度，上个评估周期末期的T'时间内即在3:00时刻实际室温为17度，目标室温为18度，|Δt1|为1度，|Δt2|>|Δt1|，则进行第二次调整。第二次调整时，由于实际室温小于目标室温，则将二次供水温度进行上调0.5度。由此完成整个周期的热媒调控，在6小时之后，按照本发明上述方法再次进行热媒温度的调控。
由于小区建筑结构、室内供暖方式(地暖、散热器)决定的滞后特性及室温变化规律不同，换热站的调节控制和优化规律不同。在考虑室外综合温度、昼夜人体热舒适度感受需求、室内温度控制目标要求(恒温、阶段性温度变化)等因素下，形成本发明调控方法。得出以满足预定室内采暖温度为总体目标、以满足热用户采暖热舒适度的建筑耗热量为控制目标、热用户供水温度等为控制参数的换热站优化控制策略。
热力企业对热力站自控系统不用人工经验考虑气候变化情况下二次侧供水温度的变化，不需要再通过气候补偿曲线来设定控制策略，避免了人工经验的依赖，实现的是热力站自控系统的“无人驾驶”。
本发明通过周期性的判断和调控，第一次调整大幅度的粗调和第二次的微调相结合，既能满足供热的需要及时根据供需关系调整热媒温度满足用热用户的需求，保证供热温度，又能节约能源。使用本发明调控方法还可以使供热系统稳定运行，通过参数的科学设置，避免供热系统产生动荡。
本领域技术人员无需创造性劳动可以很轻易的利用本发明所给出的启示找到其他实施方式来实现本发明，这些实施方式仍在本权利要求保护范围之内。
Claims (7)
1.一种热力站的热媒温度调控方法，其特征在于，其包括以下步骤，
S1，周期性的评估是否需要热媒调控，评估方法为基于两个相邻评估周期的室外温度平均值差值以及目标室温和实际室温的差值评估是否满足调整条件，满足调整条件则为需要热媒温度调控；
S2，满足调整条件的，热力站启动调整热媒温度，按照一定的调整幅度进行第一次调整；
S3，经过一定的时间间隔
后，判断是否需要第二次调整，判断方法为：本评估周期
内，实际室温与目标室温的平均差值绝对值为
，上个评估周期末期的
时间内，实际室温与目标室温的平均差值绝对值为
，进行以下判断：
若
，不进行第二次调整；
若
，进行第二次调整；
S4，需要第二次调整时，按照一定的幅度进行第二次调整热媒温度，第二次调整的幅度小于第一次调整的幅度；
步骤S1中的调整条件为：a上个评估周期的室外温度实测值的平均值与下个评估周期的室外温度预测值的平均值，两个平均值的差值不在预设范围内；b设定的目标室温比实际室温差值超过±1度 ；满足以上a和b任一一项时，则为满足调整条件；
根据建筑不同的建筑能耗，设定不同的评估周期和调整幅度，建筑能耗分为25-30 W/㎡、30-35 W/㎡、35-40 W/㎡、40-45 W/㎡和45W及以上五个建筑能耗等级。
2.根据权利要求1所述的一种热力站的热媒温度调控方法，其特征在于：对于步骤S1中的评估周期，25-30 W/㎡、30-35 W/㎡、35-40 W/㎡、40-45 W/㎡和45W及以上五个建筑能耗等级建筑的评估周期分别为：6h、6h、4h、4h和4h。
3.根据权利要求1所述的一种热力站的热媒温度调控方法，其特征在于：对于步骤S1中的调整条件a中两个平均值的差值的预设范围，25-30 W/㎡、30-35 W/㎡、35-40 W/㎡、40-45 W/㎡和45W及以上五个建筑能耗等级建筑的两个平均值的差值的预设范围分别为±3度、±2.5度、±2度、±2度和±2度。
4.根据权利要求1所述的一种热力站的热媒温度调控方法，其特征在于：对于步骤S2中的调整幅度，25-30 W/㎡、30-35 W/㎡、35-40 W/㎡、40-45 W/㎡和45W及以上五个建筑能耗等级建筑的调整幅度分别为±1度、±1.2度、±1.5度、±2度和±3度。
5.根据权利要求1所述的一种热力站的热媒温度调控方法，其特征在于：对于步骤S3中的时间间隔
，25-30 W/㎡、30-35 W/㎡、35-40 W/㎡、40-45 W/㎡和45W及以上五个建筑能耗等级建筑的时间间隔分别为3h、2.5h、2h、2h和1h。
6.根据权利要求1所述的一种热力站的热媒温度调控方法，其特征在于：对于步骤S4中第二次调整的幅度，25-30 W/㎡、30-35 W/㎡、35-40 W/㎡、40-45 W/㎡和45W及以上五个建筑能耗等级建筑的第二次调整的幅度分别为±0.5度、±0.5度、±1度、±1度和±1度。
7.根据权利要求1所述的一种热力站的热媒温度调控方法，其特征在于：所述热媒为二次供水，第一次调整和第二次调整时，通过上调或者下调二次供水温度实现调整，如果当前实际室温高于目标室温，则将二次供水温度进行下调；如果实际室温低于目标室温，则二次供水温度进行上调。
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