CN116305682B - 一种二网平衡供热调控方法、系统、设备及存储介质 - Google Patents

一种二网平衡供热调控方法、系统、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种二网平衡供热调控方法、系统、设备及存储介质，通过构建目标供热管网系统的二叉树管网模型及供热管网数据模型，来给定初始设定参数以及相应的供热调节策略和供热流量平衡条件，通过对应的供热调节策略进行供热管网数据模型各楼栋单元阀门Kv值调节及供热流量模拟迭代计算，直至模拟计算出的各支路管道实际流量满足对应供热流量平衡条件，得到各楼栋单元阀门Kv值来转换为阀门开度值，并一一对应发送至目标供热管网系统的各楼栋单元阀门。本发明可以通过计算机智能化调控手段解决以往人力调控依靠经验，调控难度大的问题，并可结合实际调控需求，建立高适用性的调控数据来指导供热运行调节。

Description

一种二网平衡供热调控方法、系统、设备及存储介质
技术领域
本发明属于供热平衡调节技术领域，具体涉及一种二网平衡供热调控方法、系统、设备及存储介质。
背景技术
城市建筑的采暖开始普及化地采用集中供热的方式，但是目前在集中供热中还存在很多的问题，供热系统二网失衡就是其中比较突出的问题，二网失衡会导致楼栋单元间温度差距较大。传统方案是在二网分支管路上安装电动调节阀，由运维人员根据分支管路上室内温度或者分支管路上的回水温度来调节阀门的开度。而由于同一管网区域内，一个阀门的调整势必引起环路流量的变化，阀门之间存在很强的耦合性，同一个阀门要多次反复调整才能够基本满足供热需求，所以人工调节的方式依靠经验来实现平衡调节，调控起来工作量大，难度也大，调控的效能与效果均难以满足现代化的管理需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种二网平衡供热调控方法、系统、设备及存储介质，用以解决现有技术中存在的上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，提供一种二网平衡供热调控方法，包括：
基于目标供热管网系统构建包含若干楼栋单元、节点以及支路管道的二叉树管网模型，并基于二叉树管网模型构建对应的供热管网数据模型，其中，二叉树管网模型的每一个上级节点之下通过两个支路管道分别连接一楼栋单元和一下级节点，最后一级节点之下通过两个支路管道分别连接两个楼栋单元，供热管网数据模型基于管网阻力及各楼栋单元阀门Kv值模拟计算各支路管道实际流量；
获取目标供热管网系统的初始设定参数，以及平衡调控策略编号；
根据平衡调控策略编号调取对应的供热调节策略及供热流量平衡条件；
将初始设定参数导入供热管网数据模型，根据对应的供热调节策略进行各楼栋单元阀门Kv值调节及供热流量模拟迭代计算，直至模拟计算出的各支路管道实际流量满足供热流量平衡条件，得到此时各楼栋单元阀门Kv值；
根据各楼栋单元阀门Kv值以及阀门开度与Kv值拟合关系曲线，计算得到各楼栋单元阀门开度值；
将各楼栋单元阀门开度值一一对应发送至目标供热管网系统的各楼栋单元阀门。
在一个可能的设计中，所述供热管网数据模型包含二叉树管网模型的各楼栋单元阻力值计算式、各节点阻力值计算式、各支路管道需求流量计算式、各支路管道实际流量计算式、各支路管道需求流量差计算式以及各支路管道实际流量比计算式，各楼栋单元阻力值及各节点阻力值的计算由二叉树管网模型的末级向首级迭代计算，各支路管道实际流量由二叉树管网模型的首级向末级迭代计算，其中，各楼栋单元阻力值计算式为
S楼n=Svn+Son，Svn=(1/Kvn)2，Son=△p/(Qn)2，
其中，n表征对应的二叉树管网模型层级序号，S楼为楼栋单元阻力值，Sv为楼栋单元阀门阻力值，Kv为楼栋单元阀门Kv值，So为固定组件阻力值，△p为设计压降，Qn为对应楼栋单元初始需求流量；
各节点阻力值计算式为
Sp，左=△p/(Qn-1)2，Sp，右=△p/(Qn)2，
其中，n表征对应的二叉树管网模型层级序号，Sn为对应节点阻力值，Sn，左为对应节点下左侧支路管道连接的楼栋单元或节点的阻力值，Sn，右为对应节点下右侧支路管道连接的楼栋单元或节点的阻力值，Sp，左为对应节点下左侧支路管道阻力值，Sp，右为对应节点下右侧支路管道阻力值；
各支路管道需求流量计算式为
Qdi=Xi*Q单位面积，Q单位面积=0.86*38/(△T *1000)，
其中，i为对应二叉树管网模型层级节点或楼栋单元的支路管道序号，Qdi为对应支路管道需求流量，Xi为设定的对应支路管道之下的供热面积，Q单位面积为单位面积需求流量，△T为设定的供回水温差；
各支路管道实际流量计算式为
其中，Qn左表征上一节点之下左侧支路管道的实际流量，Qn右表征上一节点之下右侧支路管道的实际流量，Qn上表征通过相应支路管道流经上一节点的实际流量，而首级节点的实际流量为
其中，Q1上为首级节点的实际流量，Hp为设定首级节点水泵扬程，S首为首级节点总阻力值；
各支路管道需求流量差计算式为
△Q差i=Qdi-Qn左或△Q差i=Qdi-Qn右，
其中，△Q差i表征对应支路管道需求流量差；
各支路管道实际流量比计算式为
△Q比i=Qn左/Qi或△Q比i=Qn右/Qi
其中，△Q比i表征对应支路管道实际流量比，Qi表征选定的某一支路管道的实际流量。
在一个可能的设计中，所述二叉树管网模型的首级节点为热力站，热力站的总阻力值为
S首=S热站+S1，S热站=So1+Sv1-Hp/Q1 2，Sv1=(1/Kv1)2，
其中，S首为热力站的总阻力值，S1为迭代计算出的首级节点阻力值，S热站为热力站的内部阻力值，So1为热力站固定组件阻力值，Sv1为热力站阀门阻力值，Kv1为热力站阀门Kv值。
在一个可能的设计中，所述初始设定参数包含各楼栋单元阀门以及热力站阀门的初始Kv值、首级节点水泵扬程、各节点下左侧支路管道阻力值、各节点下右侧支路管道阻力值、各支路管道之下的供热面积、各楼栋单元初始需求流量、供回水温差、单位面积需求流量以及设计压降。
在一个可能的设计中，所述供热调节策略包括按需求调节策略，按需求调节策略对应的供热流量平衡条件为第一条件，所述按需求调节策略包括确定各支路管道需求流量及需求总流量，模拟调节各楼栋单元阀门Kv值及热力站阀门Kv值，使首级节点的实际流量及各支路管道实际流量满足第一条件，所述第一条件为首级节点的实际流量达到需求总流量，且各支路管道实际流量与对应支路管道需求流量的支路管道需求流量差△Q差i在设定误差范围内。
在一个可能的设计中，所述供热调节策略包括按比例调节策略，按比例调节策略对应的供热流量平衡条件为第二条件，所述按比例调节策略包括确定各支路管道的流量分配比例，模拟调节各楼栋单元阀门Kv值，使得各支路管道的实际流量满足第二条件，所述第二条件为各支路管道的实际流量与选定的某一支路管道的实际流量Qi的支路管道实际流量比△Q比i在设定比值范围内。
在一个可能的设计中，所述阀门开度与Kv值拟合关系曲线的表达式为
y=-(1.67*10-8)*x5+(3.942*10-6)*x4-(2.8*10-4)*x3+0.01*x2-0.039*x+0.04416
其中，y表征阀门Kv值，x表征阀门开度值。
第二方面，提供一种二网平衡供热调控系统，包括构建单元、获取单元、调取单元、计算单元、转换单元和发送单元，其中：
构建单元，用于基于目标供热管网系统构建包含若干楼栋单元、节点以及支路管道的二叉树管网模型，并基于二叉树管网模型构建对应的供热管网数据模型，其中，二叉树管网模型的每一个上级节点之下通过两个支路管道分别连接一楼栋单元和一下级节点，最后一级节点之下通过两个支路管道分别连接两个楼栋单元，供热管网数据模型基于各楼栋单元阀门Kv值模拟计算各支路管道实际流量；
获取单元，用于获取目标供热管网系统的初始设定参数，以及平衡调控策略编号；
调取单元，用于根据平衡调控策略编号调取对应的供热调节策略及供热流量平衡条件；
计算单元，用于将初始设定参数导入供热管网数据模型，根据对应的供热调节策略进行各楼栋单元阀门Kv值调节及供热流量模拟迭代计算，直至模拟计算出的各支路管道实际流量和实际总流量达到供热流量平衡条件，得到此时各楼栋单元阀门Kv值；
转换单元，用于根据各楼栋单元阀门Kv值以及阀门开度与Kv值拟合关系曲线，计算得到各楼栋单元阀门开度值；
发送单元，用于将各楼栋单元阀门开度值一一对应发送至目标供热管网系统的各楼栋单元阀门。
第三方面，提供一种二网平衡供热调控设备，包括：
存储器，用于存储指令；
处理器，用于读取所述存储器中存储的指令，并根据指令执行上述第一方面中任意一种所述的方法。
第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行第一方面中任意一种所述的方法。同时，还提供一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行第一方面中任意一种所述的方法。
有益效果：本发明通过构建目标供热管网系统的二叉树管网模型，并基于二叉树管网模型构建供热管网数据模型，来给定初始设定参数以及相应的供热调节策略和供热流量平衡条件，将初始设定参数导入供热管网数据模型进行初步模拟运算，通过对应的供热调节策略进行供热管网数据模型各楼栋单元阀门Kv值调节及供热流量模拟迭代计算，直至模拟计算出的各支路管道实际流量满足对应供热流量平衡条件，得到模拟出的各楼栋单元阀门Kv值，通过将模拟出的各楼栋单元阀门Kv值转换为阀门开度值，并一一对应发送至目标供热管网系统的各楼栋单元阀门，就可以实现对目标供热管网系统的智能化供热平衡调节。本发明可以通过计算机智能化调控手段解决以往人力调控依靠经验，调控难度大的问题，并可结合实际调控需求，建立高适用性的调控数据来指导供热运行调节。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例中方法的步骤示意图；
图2为本发明实施例中二叉树管网模型的示意图；
图3为本发明实施例中系统的构成示意图；
图4为本发明实施例中设备的构成示意图。
具体实施方式
在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。
应当理解，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在实施例中的具体含义。
在下面的描述中提供了特定的细节，以便于对示例实施例的完全理解。然而，本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。例如可以在框图中示出系统，以避免用不必要的细节来使得示例不清楚。在其他实施例中，可以不以非必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得实施例不清楚。
实施例1：
本实施例提供一种二网平衡供热调控方法，可应用于相应的数据处理服务器，如图1所示，方法包括以下步骤：
S1.基于目标供热管网系统构建包含若干楼栋单元、节点以及支路管道的二叉树管网模型，并基于二叉树管网模型构建对应的供热管网数据模型，其中，二叉树管网模型的每一个上级节点之下通过两个支路管道分别连接一楼栋单元和一下级节点，最后一级节点之下通过两个支路管道分别连接两个楼栋单元，供热管网数据模型基于管网阻力及各楼栋单元阀门Kv值模拟计算各支路管道实际流量。
具体实施时，可向数据处理服务器提供目标供热管网系统的结构信息及相应的构建指令，由数据处理服务器来基于目标供热管网系统构建包含若干楼栋单元、节点以及支路管道的二叉树管网模型，构建的二叉树管网模型如图2所示，每一个上级节点之下通过两个支路管道分别连接一楼栋单元和一下级节点，最后一级节点之下通过两个支路管道分别连接两个楼栋单元，首级节点为目标供热管网系统的热力站。然后再基于二叉树管网模型构建对应的供热管网数据模型，供热管网数据模型包含二叉树管网模型的各楼栋单元阻力值计算式、各节点阻力值计算式、各支路管道需求流量计算式、各支路管道实际流量计算式、各支路管道需求流量差计算式以及各支路管道实际流量比计算式，各楼栋单元阻力值及各节点阻力值的计算由二叉树管网模型的末级向首级迭代计算，各支路管道实际流量由二叉树管网模型的首级向末级迭代计算，其中，各楼栋单元阻力值计算式为
S楼n=Svn+Son，Svn=(1/Kvn)2，Son=△p/(Qn)2，
其中，n表征对应的二叉树管网模型层级序号，S楼为楼栋单元阻力值，Sv为楼栋单元阀门阻力值，Kv为楼栋单元阀门Kv值，So为固定组件阻力值，△p为设计压降，Qn为对应楼栋单元初始需求流量；
各节点阻力值计算式为
Sp，左=△p/(Qn-1)2，Sp，右=△p/(Qn)2，
其中，n表征对应的二叉树管网模型层级序号，Sn为对应节点阻力值，Sn，左为对应节点下左侧支路管道连接的楼栋单元或节点的阻力值，Sn，右为对应节点下右侧支路管道连接的楼栋单元或节点的阻力值，Sp，左为对应节点下左侧支路管道阻力值，Sp，右为对应节点下右侧支路管道阻力值；
二叉树管网模型的首级节点为热力站，热力站的总阻力值为
S首=S热站+S1，S热站=So1+Sv1-Hp/Q1 2，Sv1=(1/Kv1)2，
其中，S首为热力站的总阻力值，S1为迭代计算出的首级节点阻力值，S热站为热力站的内部阻力值，So1为热力站固定组件阻力值，Sv1为热力站阀门阻力值，Kv1为热力站阀门Kv值；
各支路管道需求流量计算式为
Qdi=Xi*Q单位面积，Q单位面积=0.86*38/(△T *1000)，
其中，i为对应二叉树管网模型层级节点或楼栋单元的支路管道序号，Qdi为对应支路管道需求流量，Xi为设定的对应支路管道之下的供热面积，Q单位面积为单位面积需求流量，△T为设定的供回水温差；
各支路管道实际流量计算式为
其中，Qn左表征上一节点之下左侧支路管道的实际流量，Qn右表征上一节点之下右侧支路管道的实际流量，Qn上表征通过相应支路管道流经上一节点的实际流量，而首级节点的实际流量为
其中，Q1上为首级节点的实际流量，Hp为设定首级节点水泵扬程，S首为首级节点总阻力值；
各支路管道需求流量差计算式为
△Q差i=Qdi-Qn左或△Q差i=Qdi-Qn右，
其中，△Q差i表征对应支路管道需求流量差；
各支路管道实际流量比计算式为
△Q比i=Qn左/Qi或△Q比i=Qn右/Qi
其中，△Q比i表征对应支路管道实际流量比，Qi表征选定的某一支路管道的实际流量。
S2.获取目标供热管网系统的初始设定参数，以及平衡调控策略编号。
具体实施时，在构建好供热管网数据模型后，可向供热管网数据模型导入初始设定参数进行初步模拟计算，所述初始设定参数包含各楼栋单元阀门以及热力站阀门的初始Kv值、首级节点水泵扬程、各节点下左侧支路管道阻力值、各节点下右侧支路管道阻力值、各支路管道之下的供热面积、各楼栋单元初始需求流量、供回水温差、单位面积需求流量以及设计压降，部分初始设定参数采用目标供热管网系统的实际参数，如首级节点水泵扬程、各支路管道之下的供热面积及单位面积需求流量，部分初始设定参数可依据经验数值进行设定，如各楼栋单元阀门以及热力站阀门的初始Kv值、各节点下左侧支路管道阻力值、各节点下右侧支路管道阻力值、各楼栋单元初始需求流量、供回水温差及设计压降。同时，数据处理服务器获取相应的平衡调控策略编号。
S3.根据平衡调控策略编号调取对应的供热调节策略及供热流量平衡条件。
具体实施时，数据处理服务器根据平衡调控策略编号调取对应的供热调节策略及供热流量平衡条件，如平衡调控策略编号为包括1和2，供热调节策略包括按需求调节策略和按比例调节策略，供热流量平衡条件包括第一条件和第二条件，平衡调控策略编号1对应的供热调节策略为需求调节策略，对应的供热流量平衡条件为第一条件，平衡调控策略编号1对应的供热调节策略为按比例调节策略，对应的供热流量平衡条件为第二条件。
S4.将初始设定参数导入供热管网数据模型，根据对应的供热调节策略进行各楼栋单元阀门Kv值调节及供热流量模拟迭代计算，直至模拟计算出的各支路管道实际流量满足供热流量平衡条件，得到此时各楼栋单元阀门Kv值。
具体实施时，在将初始设定参数导入供热管网数据模型后，供热管网数据模型根据初始设定参数进行初步模拟计算，然后根据对应的供热调节策略进行各楼栋单元阀门Kv值调节及供热流量模拟迭代计算，直至模拟计算出的各支路管道实际流量满足相应的供热流量平衡条件。
当供热调节策略为按需求调节策略时，需要确定各支路管道需求流量及需求总流量，模拟调节各楼栋单元阀门Kv值及热力站阀门Kv值，使首级节点的实际流量及各支路管道实际流量满足第一条件，所述第一条件为首级节点的实际流量达到需求总流量，且各支路管道实际流量与对应支路管道需求流量的支路管道需求流量差△Q差i在设定误差范围内。具体模拟迭代时，通过改变热力站水泵扬程Hp来调节首级节点的实际流量，即总的实际流量，同时，用各支路管道实际流量与对应支路管道需求流量进行大小对比，判定是否有支路管道欠流，若支路管道不欠流，则对应阀门Kv值保持不变，若支路管道欠流，则判断对应阀门Kv值是否已满，如未满，调节对应阀门Kv值，如已满，判断是否有其他支路管道严重过流，存在严重过流支路，调节严重过流支路对应阀门Kv值，以此类推，进行模拟迭代计算，最终满足第一条件，就可得到一组各楼栋单元Kv值。
当供热调节策略为按比例调节策略时，需要确定各支路管道的流量分配比例，模拟调节各楼栋单元阀门Kv值，使得各支路管道的实际流量满足第二条件，所述第二条件为各支路管道的实际流量与选定的某一支路管道的实际流量Qi的支路管道实际流量比△Q比i在设定比值范围内。具体模拟迭代时，不考虑二次网总流量的调节，以某一支路管道的流量为参照，将各支路管道流量按所需求的比例均匀进行分配，如果迭代后流量比值小于配比，则判定相应支路欠流，流量比值大于配比，则判定相应支路过流；如果欠流，判断相应阀门Kv值是否已满，如果未满，可调节相应阀门Kv值，如已满，则判断是否有严重过流支路，如存在过流支路，则调节过流支路相应阀门Kv值，以此类推，进行模拟迭代计算，最终满足第二条件，就可得到一组各楼栋单元Kv值。
S5.根据各楼栋单元阀门Kv值以及阀门开度与Kv值拟合关系曲线，计算得到各楼栋单元阀门开度值。
具体实施时，在模拟迭代计算获得各楼栋单元阀门Kv值后，就可利用阀门开度与Kv值拟合关系曲线来对各楼栋单元阀门Kv值进行转换计算，得到各楼栋单元阀门Kv值对应的阀门开度值。示例性地，阀门开度与Kv值拟合关系曲线的表达式为
y=-(1.67*10-8)*x5+(3.942*10-6)*x4-(2.8*10-4)*x3+0.01*x2-0.039*x+0.04416
其中，y表征阀门Kv值，x表征阀门开度值。实际应用中可根据阀门的具体情况进行拟合关系曲线表达式的调整，以满足实际需求。
S6.将各楼栋单元阀门开度值一一对应发送至目标供热管网系统的各楼栋单元阀门。
具体实施时，在计算转换得到各楼栋单元阀门开度值后，就可将各楼栋单元阀门开度值一一对应发送至目标供热管网系统的各楼栋单元阀门，由各楼栋单元阀门接收相应开度值进行管网中实际的开度调节。实际的管网供热平衡调控效果可通过各楼栋单元的室温、供回水温差等参数反馈来得到验证。
实施例2：
本实施例提供一种二网平衡供热调控系统，如图3所示，包括构建单元、获取单元、调取单元、计算单元、转换单元和发送单元，其中：
构建单元，用于基于目标供热管网系统构建包含若干楼栋单元、节点以及支路管道的二叉树管网模型，并基于二叉树管网模型构建对应的供热管网数据模型，其中，二叉树管网模型的每一个上级节点之下通过两个支路管道分别连接一楼栋单元和一下级节点，最后一级节点之下通过两个支路管道分别连接两个楼栋单元，供热管网数据模型基于各楼栋单元阀门Kv值模拟计算各支路管道实际流量；
获取单元，用于获取目标供热管网系统的初始设定参数，以及平衡调控策略编号；
调取单元，用于根据平衡调控策略编号调取对应的供热调节策略及供热流量平衡条件；
计算单元，用于将初始设定参数导入供热管网数据模型，根据对应的供热调节策略进行各楼栋单元阀门Kv值调节及供热流量模拟迭代计算，直至模拟计算出的各支路管道实际流量和实际总流量达到供热流量平衡条件，得到此时各楼栋单元阀门Kv值；
转换单元，用于根据各楼栋单元阀门Kv值以及阀门开度与Kv值拟合关系曲线，计算得到各楼栋单元阀门开度值；
发送单元，用于将各楼栋单元阀门开度值一一对应发送至目标供热管网系统的各楼栋单元阀门。
实施例3：
本实施例提供一种二网平衡供热调控设备，如图4所示，在硬件层面，包括：
数据接口，用于建立处理器与外部设备的数据对接；
存储器，用于存储指令；
处理器，用于读取所述存储器中存储的指令，并根据指令执行实施例1中的二网平衡供热调控方法。
可选地，该计算机设备还包括内部总线。处理器与存储器和数据接口可以通过内部总线相互连接，该内部总线可以是ISA(Industry Standard Architecture，工业标准体系结构）总线、PCI(Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构）总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。
所述存储器可以但不限于包括随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、只读存储器（Read Only Memory，ROM）、闪存（FlashMemory）、先进先出存储器（FirstInputFirst Output，FIFO）和/或先进后出存储器（First In Last Out，FILO）等。所述处理器可以是通用处理器，包括中央处理器（CentralProcessing Unit，CPU）、网络处理器（NetworkProcessor，NP）等；还可以是数字信号处理器（Digital SignalProcessor，DSP）、专用集成电路（Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC）、现场可编程门阵列（Field－Programmable Gate Array，FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
实施例4：
本实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行实施例1中的二网平衡供热调控方法。其中，所述计算机可读存储介质是指存储数据的载体，可以但不限于包括软盘、光盘、硬盘、闪存、优盘和/或记忆棒（MemoryStick）等，所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络或者其他可编程系统。
本实施例还提供一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行实施例1中的二网平衡供热调控方法。其中，所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络或者其他可编程系统。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种二网平衡供热调控方法，其特征在于，包括：
基于目标供热管网系统构建包含若干楼栋单元、节点以及支路管道的二叉树管网模型，并基于二叉树管网模型构建对应的供热管网数据模型，其中，二叉树管网模型的每一个上级节点之下通过两个支路管道分别连接一楼栋单元和一下级节点，最后一级节点之下通过两个支路管道分别连接两个楼栋单元，供热管网数据模型基于管网阻力及各楼栋单元阀门Kv值模拟计算各支路管道实际流量，所述供热管网数据模型包含二叉树管网模型的各楼栋单元阻力值计算式、各节点阻力值计算式、各支路管道需求流量计算式、各支路管道实际流量计算式、各支路管道需求流量差计算式以及各支路管道实际流量比计算式，各楼栋单元阻力值及各节点阻力值的计算由二叉树管网模型的末级向首级迭代计算，各支路管道实际流量由二叉树管网模型的首级向末级迭代计算，其中，各楼栋单元阻力值计算式为
S楼n＝Svn+Son，Svn＝(1/Kvn)2，Son＝△p/(Qn)2，
其中，n表征对应的二叉树管网模型层级序号，S楼为楼栋单元阻力值，Sv为楼栋单元阀门阻力值，Kv为楼栋单元阀门Kv值，So为固定组件阻力值，△p为设计压降，Qn为对应楼栋单元初始需求流量；
各节点阻力值计算式为
Sp，左＝△p/(Qn-1)2，Sp，右＝△p/(Qn)2，
其中，n表征对应的二叉树管网模型层级序号，Sn为对应节点阻力值，Sn，左为对应节点下左侧支路管道连接的楼栋单元或节点的阻力值，Sn，右为对应节点下右侧支路管道连接的楼栋单元或节点的阻力值，Sp，左为对应节点下左侧支路管道阻力值，Sp，右为对应节点下右侧支路管道阻力值；
各支路管道需求流量计算式为
Qdi＝Xi*Q单位面积，Q单位面积＝0.86*38/(△T*1000)，
其中，i为对应二叉树管网模型层级节点或楼栋单元的支路管道序号，Qdi为对应支路管道需求流量，Xi为设定的对应支路管道之下的供热面积，Q单位面积为单位面积需求流量，△T为设定的供回水温差；
各支路管道实际流量计算式为
其中，Qn左表征上一节点之下左侧支路管道的实际流量，Qn右表征上一节点之下右侧支路管道的实际流量，Qn上表征通过相应支路管道流经上一节点的实际流量，而首级节点的实际流量为
其中，Q1上为首级节点的实际流量，Hp为设定首级节点水泵扬程，S首为首级节点总阻力值；
各支路管道需求流量差计算式为△Q差i＝Qdi-Qn左或△Q差i＝Qdi-Qn右，
其中，△Q差i表征对应支路管道需求流量差；
各支路管道实际流量比计算式为△Q比i＝Qn左/Qi或△Q比i＝Qn右/Qi
其中，△Q比i表征对应支路管道实际流量比，Qi表征选定的某一支路管道的实际流量；
获取目标供热管网系统的初始设定参数，以及平衡调控策略编号；
根据平衡调控策略编号调取对应的供热调节策略及供热流量平衡条件；
将初始设定参数导入供热管网数据模型，根据对应的供热调节策略进行各楼栋单元阀门Kv值调节及供热流量模拟迭代计算，直至模拟计算出的各支路管道实际流量满足供热流量平衡条件，得到此时各楼栋单元阀门Kv值；
根据各楼栋单元阀门Kv值以及阀门开度与Kv值拟合关系曲线，计算得到各楼栋单元阀门开度值；
将各楼栋单元阀门开度值一一对应发送至目标供热管网系统的各楼栋单元阀门。
2.根据权利要求1所述的一种二网平衡供热调控方法，其特征在于，所述二叉树管网模型的首级节点为热力站，热力站的总阻力值为
S首＝S热站+S1，S热站＝So1+Sv1-Hp/Q1 2，Sv1＝(1/Kv1)2，
其中，S首为热力站的总阻力值，S1为迭代计算出的首级节点阻力值，S热站为热力站的内部阻力值，So1为热力站固定组件阻力值，Sv1为热力站阀门阻力值，Kv1为热力站阀门Kv值。
3.根据权利要求2所述的一种二网平衡供热调控方法，其特征在于，所述初始设定参数包含各楼栋单元阀门以及热力站阀门的初始Kv值、首级节点水泵扬程、各节点下左侧支路管道阻力值、各节点下右侧支路管道阻力值、各支路管道之下的供热面积、各楼栋单元初始需求流量、供回水温差、单位面积需求流量以及设计压降。
4.根据权利要求1所述的一种二网平衡供热调控方法，其特征在于，所述供热调节策略包括按需求调节策略，按需求调节策略对应的供热流量平衡条件为第一条件，所述按需求调节策略包括确定各支路管道需求流量及需求总流量，模拟调节各楼栋单元阀门Kv值及热力站阀门Kv值，使首级节点的实际流量及各支路管道实际流量满足第一条件，所述第一条件为首级节点的实际流量达到需求总流量，且各支路管道实际流量与对应支路管道需求流量的支路管道需求流量差△Q差i在设定误差范围内。
5.根据权利要求1所述的一种二网平衡供热调控方法，其特征在于，所述供热调节策略包括按比例调节策略，按比例调节策略对应的供热流量平衡条件为第二条件，所述按比例调节策略包括确定各支路管道的流量分配比例，模拟调节各楼栋单元阀门Kv值，使得各支路管道的实际流量满足第二条件，所述第二条件为各支路管道的实际流量与选定的某一支路管道的实际流量Qi的支路管道实际流量比△Q比i在设定比值范围内。
6.根据权利要求1所述的一种二网平衡供热调控方法，其特征在于，所述阀门开度与Kv值拟合关系曲线的表达式为
y＝-(1.67*10-8)*x5+(3.942*10-6)*x4-(2.8*10-4)*x3+0.01*x2-0.039*x+0.04416
其中，y表征阀门Kv值，x表征阀门开度值。
7.一种二网平衡供热调控系统，其特征在于，包括构建单元、获取单元、调取单元、计算单元、转换单元和发送单元，其中：
构建单元，用于基于目标供热管网系统构建包含若干楼栋单元、节点以及支路管道的二叉树管网模型，并基于二叉树管网模型构建对应的供热管网数据模型，其中，二叉树管网模型的每一个上级节点之下通过两个支路管道分别连接一楼栋单元和一下级节点，最后一级节点之下通过两个支路管道分别连接两个楼栋单元，供热管网数据模型基于管网阻力及各楼栋单元阀门Kv值模拟计算各支路管道实际流量，所述供热管网数据模型包含二叉树管网模型的各楼栋单元阻力值计算式、各节点阻力值计算式、各支路管道需求流量计算式、各支路管道实际流量计算式、各支路管道需求流量差计算式以及各支路管道实际流量比计算式，各楼栋单元阻力值及各节点阻力值的计算由二叉树管网模型的末级向首级迭代计算，各支路管道实际流量由二叉树管网模型的首级向末级迭代计算，其中，各楼栋单元阻力值计算式为
S楼n＝Svn+Son，Svn＝(1/Kvn)2，Son＝△p/(Qn)2，
其中，n表征对应的二叉树管网模型层级序号，S楼为楼栋单元阻力值，Sv为楼栋单元阀门阻力值，Kv为楼栋单元阀门Kv值，So为固定组件阻力值，△p为设计压降，Qn为对应楼栋单元初始需求流量；
各节点阻力值计算式为
Sp，左＝△p/(Qn-1)2，Sp，右＝△p/(Qn)2，
其中，n表征对应的二叉树管网模型层级序号，Sn为对应节点阻力值，Sn，左为对应节点下左侧支路管道连接的楼栋单元或节点的阻力值，Sn，右为对应节点下右侧支路管道连接的楼栋单元或节点的阻力值，Sp，左为对应节点下左侧支路管道阻力值，Sp，右为对应节点下右侧支路管道阻力值；
各支路管道需求流量计算式为
Qdi＝Xi*Q单位面积，Q单位面积＝0.86*38/(△T*1000)，
其中，i为对应二叉树管网模型层级节点或楼栋单元的支路管道序号，Qdi为对应支路管道需求流量，Xi为设定的对应支路管道之下的供热面积，Q单位面积为单位面积需求流量，△T为设定的供回水温差；
各支路管道实际流量计算式为
其中，Qn左表征上一节点之下左侧支路管道的实际流量，Qn右表征上一节点之下右侧支路管道的实际流量，Qn上表征通过相应支路管道流经上一节点的实际流量，而首级节点的实际流量为
其中，Q1上为首级节点的实际流量，Hp为设定首级节点水泵扬程，S首为首级节点总阻力值；
各支路管道需求流量差计算式为△Q差i＝Qdi-Qn左或△Q差i＝Qdi-Qn右，
其中，△Q差i表征对应支路管道需求流量差；
各支路管道实际流量比计算式为△Q比i＝Qn左/Qi或△Q比i＝Qn右/Qi
其中，△Q比i表征对应支路管道实际流量比，Qi表征选定的某一支路管道的实际流量；
获取单元，用于获取目标供热管网系统的初始设定参数，以及平衡调控策略编号；
调取单元，用于根据平衡调控策略编号调取对应的供热调节策略及供热流量平衡条件；
计算单元，用于将初始设定参数导入供热管网数据模型，根据对应的供热调节策略进行各楼栋单元阀门Kv值调节及供热流量模拟迭代计算，直至模拟计算出的各支路管道实际流量和实际总流量达到供热流量平衡条件，得到此时各楼栋单元阀门Kv值；
转换单元，用于根据各楼栋单元阀门Kv值以及阀门开度与Kv值拟合关系曲线，计算得到各楼栋单元阀门开度值；
发送单元，用于将各楼栋单元阀门开度值一一对应发送至目标供热管网系统的各楼栋单元阀门。
8.一种二网平衡供热调控设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储指令；
处理器，用于读取所述存储器中存储的指令，并根据指令执行权利要求1-6任意一项所述的方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行权利要求1-6任意一项所述的方法。
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