[發(fā)明專利]一種故障擾動分析方法、故障擾動抑制方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310342401.4
• 申請日: 2023-04-03
• 公開（公告）號: CN116628928A
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金璐;鐘鳴;劉繼彥;王松岑;鞠文杰;石立國;李德智;何桂雄;王者龍;劉鎧誠;王為帥;姜鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院有限公司;國網(wǎng)山東省電力公司;國網(wǎng)山東省電力公司青島供電公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/06;G06F119/08
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

一種故障擾動分析方法，包括：獲取熱量輸運系統(tǒng)的初始物性參數(shù)；基于所述初始物性參數(shù)結(jié)合預(yù)先構(gòu)建的熱量輸運系統(tǒng)的整體動態(tài)熱功率流模型，利用分段分析法確定故障擾動在熱量輸運系統(tǒng)的輸運特性；其中，所述熱量輸運系統(tǒng)的整體動態(tài)熱功率流模型是基于熱量輸運系統(tǒng)中各個有影響的設(shè)備的動態(tài)熱功率流模型構(gòu)建的；本發(fā)明基于設(shè)備熱量傳遞過程確定的模型可以得到更準(zhǔn)確的供熱擾動和故障在熱量輸運系統(tǒng)中的輸運分布特性，為制定抗故障擾動智慧控制策略提供了必要的依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱能輸運領(lǐng)域，具體涉及一種故障擾動分析方法、故障擾動抑制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

提出和發(fā)展綜合能源系統(tǒng)是改善能源結(jié)構(gòu)和提高能源效率的有效途徑，通過多能互補(bǔ)和多能流協(xié)同，能夠兼顧可再生能源消納和綜合利用效率，為構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系奠定基礎(chǔ)。然而，在滿足用戶冷熱電氣等多樣化用能需求的前提下，綜合能源系統(tǒng)使得傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)、熱力系統(tǒng)和燃?xì)庀到y(tǒng)等不同能流系統(tǒng)深度融合和交互，極大增加了綜合能源系統(tǒng)建模分析和優(yōu)化調(diào)控的復(fù)雜度。而隨著極端天氣的頻繁出現(xiàn)和多用戶主體行為不確定性的增加，不同能流子系統(tǒng)產(chǎn)生的故障擾動將會脫離單一子系統(tǒng)，產(chǎn)生跨系統(tǒng)的傳播和演化，進(jìn)一步增加智能調(diào)控的難度和影響綜合能源系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

針對綜合能源系統(tǒng)中的不同能流子系統(tǒng)，其故障擾動的概念和類型含義并不相同。以用戶側(cè)的集中熱系統(tǒng)為例，是一個大規(guī)模、大遲延、各變量高度耦合的多輸入多輸出系統(tǒng)。隨著熱量輸運網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性越來越大，熱量輸運網(wǎng)絡(luò)的供熱擾動以及故障會越來越多，供熱擾動與熱量輸運網(wǎng)絡(luò)的故障會造成熱用戶的室內(nèi)溫度不達(dá)標(biāo)，熱量輸運網(wǎng)絡(luò)耗能增加，因此為了得到較為準(zhǔn)確的熱能輸運網(wǎng)絡(luò)的故障及擾動傳輸特性，采取更先進(jìn)、更智能的供熱策略是非常必要的。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中如何得到更準(zhǔn)確的熱能輸運網(wǎng)絡(luò)的故障及擾動輸運特性的問題，本發(fā)明提出了一種故障擾動分析方法，包括：

獲取熱量輸運系統(tǒng)的初始物性參數(shù)；

基于所述初始物性參數(shù)結(jié)合預(yù)先構(gòu)建的熱量輸運系統(tǒng)的整體動態(tài)熱功率流模型，利用分段分析法確定故障擾動在熱量輸運系統(tǒng)的輸運特性；

其中，所述熱量輸運系統(tǒng)的整體動態(tài)熱功率流模型是基于熱量輸運系統(tǒng)中各個有影響的設(shè)備的動態(tài)熱功率流模型構(gòu)建的。

優(yōu)選的，所述熱量輸運系統(tǒng)的整體動態(tài)熱功率流模型的構(gòu)建，包括：

基于熱量流法對熱量輸運系統(tǒng)中各個有影響的設(shè)備的熱量傳遞過程進(jìn)行簡化，得到各個有影響的設(shè)備的動態(tài)熱功率流模型；

基于所述各個有影響的設(shè)備的動態(tài)熱功率流模型，結(jié)合熱量輸運系統(tǒng)的運行原理構(gòu)建熱量輸運系統(tǒng)的整體動態(tài)熱功率流模型；

其中，所述有影響的設(shè)備包括：換熱器、供熱管道和含散熱器的熱用戶。

優(yōu)選的，所述換熱器的動態(tài)熱功率流模型的構(gòu)建，包括：

基于換熱器的熱量傳遞過程，選取換熱器壁的等效熱容、熱側(cè)流體與換熱器壁面之間的換熱熱阻和冷側(cè)流體與換熱器壁面之間的換熱熱阻；

基于所述換熱器壁的等效熱容、所述熱側(cè)流體與換熱器壁面之間的換熱熱阻和所述冷側(cè)流體與換熱器壁面之間的換熱熱阻，構(gòu)建換熱器的動態(tài)熱功率流模型。

優(yōu)選的，所述換熱器的動態(tài)熱功率流模型，包括：

所述換熱器壁的等效熱容的一端、所述熱側(cè)流體與換熱器壁面之間的換熱熱阻的一端和所述冷側(cè)流體與換熱器壁面之間的換熱熱阻的一端共點連接；

所述換熱器壁的等效熱容的另外一端接地。

優(yōu)選的，所述換熱器動態(tài)熱功率流模型的計算式如下式所示：