[发明专利]基于分布式能源系统管网能量损失模型的优化控制装置

权利要求书

1.一种基于分布式能源系统管网能量损失模型的优化控制装置，其特征在于：包括与总线相连的控制中心、水泵转速控制器、阀门开度控制器、锅炉温度控制器和能量损失模型，所述控制中心设置分布式能源系统数据存储中心、管网水力分析模块、管网热力分析模块和优化运行模块，所述分布式能源系统数据存储中心用于存储管网、设备及能源站运行数据，所述管网水力分析模块用于分析处理管网中流体数据，计算出所需的管网阻力特性；所述管网热力分析模块用于处理管网中的温度数据；所述优化控制模块用于综合分析水力数据和热力数据，采用粒子群算法对数据进行优化，并对控制器发出相对应的指令；所述能量损失模型是由多个模型和相应的求解算法构成，采用分布式管网水力模型及算法、分布式管网热力模型及算法和多个能源站协调优化模型及智能算法进行控制。

2.根据权利要求1所述基于分布式能源系统管网能量损失模型的优化控制装置，其特征在于：利用水泵转速控制器，将水泵转速控制为900～1500rpm。

3.根据权利要求1所述基于分布式能源系统管网能量损失模型的优化控制装置，其特征在于：通过对阀门开度控制器发送指令，使阀门得到所需要的开度，开度为0～90°。

4.根据权利要求1所述基于分布式能源系统管网能量损失模型的优化控制装置，其特征在于：设置锅炉温度器通过接受指令控制锅炉的出口温度，使温度控制为80～120℃。

5.根据权利要求1所述基于分布式能源系统管网能量损失模型的优化控制装置，其特征在于：在计算多个能源站水泵能量时，采用多能源水力模型求解算法，进行多泵的迭代求解。

6.根据权利要求1所述基于分布式能源系统管网能量损失模型的优化控制装置，其特征在于：多能源热力模型根据管网管段前后拓扑关系建立而成。

7.根据权利要求1所述基于分布式能源系统管网能量损失模型的优化控制装置，其特征在于：所述分布式管网水力模型如下：

式中：A为管网关联矩阵，是N×B阶矩阵，代表管网的拓扑结构，秩为N，代表管段与节点的连接关系，当管段与节点相关联，且方向离开节点进入管段时值为1；当管段与节点相关联，且方向进入节点离开管段时值为-1；当管段与节点不关联时值为0；

B_f为管网的基本回路矩阵，是(B-N)×B阶矩阵，表示管段与基本回路的空间关系，秩为B-N，当管段与基本回路相关联且方向与基本回路方向一致时值为1，当管段与基本回路相关联且方向与基本回路方向不一致时值为-1，当管段与基本回路不关联时值为0；

G为管道流量向量，G＝[g₁...g_B]^T，表示各个管段的流量；

Q为节点流量向量，Q＝[q₁...q_N]^T，表示各个节点的流量向量，流入为正，流出为负；

ΔH为管段阻力压降向量，ΔH＝[Δh₁…Δh_B]^T，表示各个管路的压降大小；

S为管段阻力特性系数矩阵，为B阶对角矩阵，S＝diag{S₁，S₂，...，S_B},表示各个管段的阻力特性系数，K—粗超度，l—管长，d—直径，ρ—密度，r—局部阻力系数折合百分比；

|G|为管道流量的绝对值，为对角矩阵，|G|＝diag{|g₁|，|g₂|，...，|g_B|}，表示各个管段流量的绝对值；

Z为管道两端点高差向量，Z＝[z₁...z_B]^T，表示各个管段两端点的位能差值；

DH为各管段水泵扬程向量，DH＝[dh₁...dh_B]^T，表示各个管段的水泵扬程值，当管段中不含水泵时，水泵扬程值为0，当管段中含有水泵时，水泵扬程值为对应水泵扬程。