[發(fā)明專利]一種城市集中供熱系統(tǒng)綜合靈活調(diào)度方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911031506.8
• 申請(qǐng)日: 2019-10-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110793094B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘崴;陳嘉映;林小杰;周懿;俞自濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): F24D19/10
• 分類號(hào): F24D19/10;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 萬(wàn)尾甜;韓介梅

本發(fā)明公開(kāi)了一種城市集中供熱系統(tǒng)綜合靈活調(diào)度方法及系統(tǒng)。該方法是首先建立城市供熱系統(tǒng)的映射模型，并結(jié)合模型的特征參數(shù)對(duì)模型進(jìn)行修正，以保證模型的精確性。基于供熱系統(tǒng)的映射模型，建立靈活性評(píng)估方法，用來(lái)量化評(píng)價(jià)熱網(wǎng)靈活性。本發(fā)明還提出了熱網(wǎng)分時(shí)段快速量調(diào)節(jié)與滾動(dòng)校正方法，以便運(yùn)行操作人員對(duì)供熱系統(tǒng)進(jìn)行更加靈活可靠的調(diào)控，有助于實(shí)現(xiàn)按需精準(zhǔn)供熱。本發(fā)明的方法和系統(tǒng)能夠?yàn)楣嵯到y(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度更加有效可靠的技術(shù)支持。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種城市集中供熱系統(tǒng)綜合靈活調(diào)度方法和系統(tǒng)，屬于供熱系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度領(lǐng)域。

背景技術(shù)

北方地區(qū)冬季供暖是我國(guó)的民生大事，供熱系統(tǒng)更是我們能源系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。伴隨能源轉(zhuǎn)型和清潔供暖進(jìn)程的快速推進(jìn)，對(duì)低排放、低能耗取暖和清潔用熱等提出了更高的要求。

我國(guó)城市供熱系統(tǒng)在供需兩端呈現(xiàn)出以下新趨勢(shì)：在供給側(cè)，采用多元化的清潔方案，其中，除清潔燃煤、天然氣、核能之外，工業(yè)余熱和可再生熱源多具有波動(dòng)性、被動(dòng)性及不確定性，技術(shù)上需要與其它形式的熱源互補(bǔ)運(yùn)行；在需求側(cè)，公共建筑按需供暖、熱計(jì)量按需用熱、分布式供熱與集中供熱互補(bǔ)技術(shù)的應(yīng)用，也帶來(lái)了非天氣因素的負(fù)荷波動(dòng)性及不確定性。

供需兩端的不確定性要求供熱系統(tǒng)具有更強(qiáng)的全局協(xié)同、協(xié)調(diào)能力，給供熱系統(tǒng)的靈活調(diào)控提出了更高要求，核心挑戰(zhàn)是要求熱網(wǎng)在供需兩端之間具備更為靈活的熱能輸運(yùn)能力。具體表現(xiàn)在：(1)為實(shí)現(xiàn)多源互補(bǔ)運(yùn)行、供需動(dòng)態(tài)匹配，供熱管網(wǎng)進(jìn)一步向互聯(lián)互通的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)展，熱網(wǎng)規(guī)模顯著擴(kuò)大；(2)由于低碳清潔熱源輸出的時(shí)常是“質(zhì)(溫度)”、“量(流量)”波動(dòng)的熱能，且可能無(wú)法跟隨天氣變化相應(yīng)調(diào)整供熱能力，要求熱網(wǎng)具有“質(zhì)量并調(diào)”的能力；(3)清潔供暖在供、需兩端的不確定性，需要熱網(wǎng)在運(yùn)行過(guò)程中以短至數(shù)十分鐘或數(shù)小時(shí)的間隔，動(dòng)態(tài)調(diào)整能量輸運(yùn)方案。這一熱網(wǎng)輸運(yùn)熱能靈活性的問(wèn)題直接關(guān)系到清潔供暖總目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。目前我們亟需一種更加靈活、有效的供熱系統(tǒng)調(diào)度策略，幫助我們實(shí)現(xiàn)復(fù)雜城市供熱系統(tǒng)的精準(zhǔn)供熱。

本發(fā)明提出一種城市集中供熱系統(tǒng)綜合靈活調(diào)度方法，建立了供熱系統(tǒng)的映射模型，基于模型對(duì)熱網(wǎng)靈活性進(jìn)行量化評(píng)估。并對(duì)熱網(wǎng)進(jìn)行分時(shí)段負(fù)荷預(yù)測(cè)和滾動(dòng)校正，以便運(yùn)行操作人員進(jìn)行快速可靠的靈活調(diào)控，有助于實(shí)現(xiàn)按需精準(zhǔn)供熱。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種城市集中供熱系統(tǒng)綜合靈活調(diào)度方法和系統(tǒng)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種城市集中供熱系統(tǒng)綜合靈活調(diào)度方法，包括如下步驟：

步驟S1，建立供熱管網(wǎng)的映射模型，對(duì)流量和管網(wǎng)壓力進(jìn)行熱工水力仿真計(jì)算；

步驟S2，基于智能優(yōu)化算法對(duì)步驟S1中建立熱網(wǎng)映射模型的特征參數(shù)進(jìn)行估計(jì)；

步驟S3，基于步驟S1和步驟S2中的熱網(wǎng)映射模型，對(duì)供熱管網(wǎng)的靈活性進(jìn)行量化評(píng)估；

步驟S4，基于步驟S1和步驟S2的熱網(wǎng)映射模型，對(duì)熱網(wǎng)進(jìn)行分時(shí)段熱力站的負(fù)荷需求進(jìn)行預(yù)測(cè)

步驟S5，基于步驟S4中的預(yù)測(cè)負(fù)荷進(jìn)行滾動(dòng)校正。

上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步的，所述的步驟S1具體為：

S11：建立供熱管網(wǎng)的一維嚴(yán)格結(jié)構(gòu)機(jī)理模型。基于圖論抽象化供熱管網(wǎng)，將其簡(jiǎn)化為“節(jié)點(diǎn)”的集合和“連接”的集合，“節(jié)點(diǎn)”包括給(熱源等)、需求(熱力站等)、管網(wǎng)分叉點(diǎn)、泵閥等，“連接”包含供水和回水2條管道。

S12：利用圖論原理將管網(wǎng)劃分為多個(gè)回路，利用基爾霍夫定律，通過(guò)節(jié)點(diǎn)及相應(yīng)截面的守恒方程，建立各回路的質(zhì)量流量與水頭損失之間的關(guān)系；