[发明专利]一种热网热流计算方法

说明书

本发明提供一种热网热流计算方法，包括：基于热负荷模型，应用各热负荷的消耗量和各管道的入口温度最小值计算各热负荷的循环水质量流量；基于热源模型，应用各热源的供热量和各管道的入口温度最小值计算各热源的循环水质量流量；其中，各热源的供热量根据供热量最小值对各热源进行分配；供热量最小值为各热负荷的消耗量与热网热损耗最小值之和；热网热损耗最小值根据各管道的入口温度最小值计算获取；基于热网流量模型，根据各热负荷和热源的循环水质量流量，计算各管道的循环水质量流量；将各管道的循环水质量流量和热网传热模型作为限定条件，求解热流方程，将热流作为热网最优热流。本发明提供的方法，实现了最优热流模型的高效计算。

技术领域

本发明涉及能源经济技术领域，尤其涉及一种热网热流计算方法。

背景技术

随着能源危机和环境污染问题的日益严重，通过多能源系统的互补和耦合实现能源利用效率的提高，受到了越来越多研究人员的关注。

其中，基于电力系统和热力系统的耦合运行，能够实现能量在电力系统和热力系统间的灵活转换和能量的梯级利用与开发，有利于提高整体能源利用效率。

在目前的电热耦合系统的研究中，大多数研究仅仅将热力系统建模为一个供热与用热平衡的系统，并未考虑到热网的网络拓扑、管道参数及热量损耗等等一系列的因素，难以全面地反映出热网的运行特性。而实际上，城市供热系统是以供回水管道为线路、以水为传热工质构建起来的能量网络模型。因此，对于热力系统的分析必须考虑详细的网络模型，获得能量流动、损耗、温度变化等具体信息，才能对热网进行安全经济的分析和调度。

为了进行热网的经济运行调度分析，必须根据热网的详细网络模型建立起相应的最优热流模型。然而，热网的最优热流模型是一个非凸非线性的高度复杂的优化模型，现有的研究中并没有提出有效的求解方法，难以投入到工程实践中，给电热耦合系统的运行决策带来极大的不便。

发明内容

本发明为解决现有技术中存在的最优热流模型难以求解的问题，提供了一种热网热流计算方法。

一方面，本发明提出一种热网热流计算方法，包括：S1，基于热负荷模型，应用所述热网中预先设定的各热负荷的消耗量和各供水管道和回水管道的入口温度最小值计算各热负荷的循环水质量流量；基于热源模型，应用所述热网中各热源的供热量和各供水管道和回水管道的入口温度最小值计算各热源的循环水质量流量；其中，所述各热源的供热量根据供热量最小值对各热源进行分配获取；所述供热量最小值为所述各热负荷的消耗量与热网热损耗最小值之和；所述热网热损耗最小值根据所述各供水管道和回水管道的入口温度最小值计算获取；S2，基于热网流量模型，根据所述各热负荷和各热源的循环水质量流量，计算各供水管道和回水管道的循环水质量流量；S3，将所述各供水管道和回水管道的循环水质量流量和热网传热模型作为限定条件，求解热流方程对应的热流，将所述热流作为热网最优热流。

优选地，所述步骤S1中，基于热负荷模型，应用所述热网中预先设定的各热负荷的消耗量和各供水管道和回水管道的入口温度最小值计算各热负荷的循环水质量流量，进一步包括：将所述热网中预先设定的各热负荷的消耗量和各供水管道和回水管道的入口温度最小值代入下式：

式中，为热负荷k的消耗量，c_p为水的比热容，为热负荷k的循环水质量流量，为热负荷k的供水温度，为热负荷k的回水温度，S^HL为热负荷集合；分别将与热负荷k连接的供水管道和回水管道的入口温度最小值作为和

优选地，所述步骤S1中，基于热源模型，应用所述热网中各热源的供热量和各供水管道和回水管道的入口温度最小值计算各热源的循环水质量流量，进一步包括：将所述热网中各热源的供热量和各供水管道和回水管道的入口温度最小值代入下式：