[發(fā)明專利]一種基于模型預(yù)測的供熱系統(tǒng)水力平衡調(diào)節(jié)方法和系統(tǒng)

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• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號(hào): CN113606656A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳沁;傅雷
• 申請（專利權(quán)）人: 上海觀燃智能科技有限公司
• 主分類號(hào): F24D19/10
• 分類號(hào): F24D19/10
• 代理公司: 北京世譽(yù)鑫誠專利代理有限公司 11368
• 代理人: 李世端

1.一種基于模型預(yù)測的供熱系統(tǒng)水力平衡調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述方法包含：

步驟S1：數(shù)據(jù)采集及模型建立；

步驟S2：管網(wǎng)模型的參數(shù)校核；

步驟S3：進(jìn)行管網(wǎng)模型的水力校核；

步驟S4：基于換熱器模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)平衡控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于模型預(yù)測的供熱系統(tǒng)水力平衡調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述步驟S4具體為：進(jìn)行一次側(cè)調(diào)節(jié)閥開度控制；和進(jìn)行二次側(cè)循環(huán)水泵的頻率控制。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于模型預(yù)測的供熱系統(tǒng)水力平衡調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述步驟S1具體為：首先，對當(dāng)前管網(wǎng)模型參數(shù)的合理性進(jìn)行校核，包括對拓?fù)溥B通性、管道粗糙度、管道直徑、管道高度，進(jìn)行校核；然后，基于歷史數(shù)據(jù)來校核調(diào)整管網(wǎng)中各個(gè)元件的屬性參數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于模型預(yù)測的供熱系統(tǒng)水力平衡調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述步驟S2還包括：對管網(wǎng)模型中的設(shè)備進(jìn)行校核測試以得到符合設(shè)備投入實(shí)際使用后的各項(xiàng)性能參數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于模型預(yù)測的供熱系統(tǒng)水力平衡調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述對管網(wǎng)模型中的設(shè)備進(jìn)行校核測試以得到符合設(shè)備投入實(shí)際使用后的各項(xiàng)性能參數(shù)，具體為：

步驟SA1:對調(diào)節(jié)閥進(jìn)行特性測試，對廠家提供的調(diào)節(jié)閥參數(shù)進(jìn)行修正，使當(dāng)前調(diào)節(jié)閥參數(shù)更符合實(shí)際運(yùn)行時(shí)調(diào)節(jié)閥參數(shù)；基于所述調(diào)節(jié)閥參數(shù)和調(diào)節(jié)閥文本資料設(shè)置調(diào)節(jié)閥模型；首先，根據(jù)各個(gè)熱力站調(diào)節(jié)閥型號(hào)及廠商提供的文本資料，獲取對應(yīng)各個(gè)熱力站的調(diào)節(jié)閥參數(shù)；然后，設(shè)置調(diào)節(jié)閥開度與管路流量、壓差的關(guān)系如下述公式2和公式3所示；接著，根據(jù)實(shí)際歷史數(shù)據(jù)，測試各調(diào)節(jié)閥在不同開度下，實(shí)際管路流量、壓差數(shù)據(jù)與通過公式2和3計(jì)算得到的管路流量、壓差數(shù)據(jù)之間的偏差，根據(jù)偏差調(diào)整公式2和3中的調(diào)節(jié)閥參數(shù)；

其中：

ΔP_v：調(diào)節(jié)閥兩端壓差，Pa；

M：流過調(diào)節(jié)閥的質(zhì)量流量，kg/s；

A₁₀₀：連接管道的流通面積，m²；

k_f：局部阻力系數(shù)，與調(diào)節(jié)閥本身的特性有關(guān)；

ρ：水的密度，kg/m³；

K_vs：調(diào)節(jié)閥對介質(zhì)的流通能力(m³/h)，調(diào)節(jié)閥全開，調(diào)節(jié)閥兩端壓差△p＝100kpa時(shí)，常溫的水(20℃)通過調(diào)節(jié)閥的流量為qv，單位為m³/h，則流通能力KVS值為qv；

R_v：調(diào)節(jié)閥可調(diào)節(jié)的最大流量和最小流量的比值；

φ：此時(shí)的調(diào)節(jié)閥開度；

A_v：調(diào)節(jié)閥接口面積，m²；

步驟SA2：對循環(huán)水泵進(jìn)行特性測試，對廠家提供的循環(huán)水泵性能曲線進(jìn)行修正，使當(dāng)前擬合系數(shù)更符合循環(huán)水泵實(shí)際運(yùn)行情況；基于所述循環(huán)水泵參數(shù)和循環(huán)水泵文本資料設(shè)置循環(huán)水泵模型；

首先，根據(jù)提供的各個(gè)熱力站循環(huán)水泵型號(hào)參數(shù)及廠商提供的文本資料，對應(yīng)得到各個(gè)熱力站二次網(wǎng)側(cè)循環(huán)水泵的參數(shù)；然后，根據(jù)廠商提供的循環(huán)水泵性能曲線，擬合離心泵的流量-揚(yáng)程曲線(Q-H)，表達(dá)形式如公式4所示，從而得到擬合系數(shù)a₀、a₁、a₂。接著，根據(jù)實(shí)際歷史數(shù)據(jù)，測試循環(huán)水泵在不同頻率/轉(zhuǎn)速條件下，實(shí)際流量、壓差與通過公式4擬合計(jì)算得到的流量、壓差的偏差，根據(jù)偏差調(diào)整公式4中的擬合系數(shù)；

其中，Q的單位為m/s；H的單位為Pa；n為運(yùn)行頻率；n₀為額定頻率。

6.一種采用權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的基于模型預(yù)測的供熱系統(tǒng)水力平衡調(diào)節(jié)方法的基于模型預(yù)測的供熱系統(tǒng)水力平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包含服務(wù)器和客戶端；通過客戶端訪問服務(wù)器以獲取水力平衡調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)；所述客戶端將所獲取的水利平衡調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)發(fā)送給基于模型預(yù)測的供熱系統(tǒng)水力平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)以進(jìn)行系統(tǒng)中的循環(huán)水泵以及調(diào)節(jié)閥的控制。