[发明专利]一种热网动态供热策略确定方法

说明书

本发明涉及一种热网动态供热策略确定方法，属于供热领域，首先通过结合供热系统中换热器、管道、围护结构的动态标准热阻模型，构建供热系统的整体动态热量流模型，从而建立了热源供水温度与室内温度的函数关系，然后确定以室内温度波动最小和全天碳排放量最小为优化目标的热网动态协调优化模型，最后根据实时的室外温度，迭代计算维持室内温度稳定的热源供水温度，为基于温度调节的热网动态优化运行提供了供热策略，在降低了碳排放的同时提升了用户舒适度。

技术领域

本发明涉及供热领域，特别是涉及一种热网动态供热策略确定方法。

背景技术

随着气候变化和极端天气的出现，供热系统在进一步扩大供热能力基础上，还需同配电网相结合，通过实现用户端电、热的综合协同供能，提升用户侧的灵活性，为未来构建新型电力系统奠定基础。由此可见，供热系统正向高效清洁和智慧安全转变，通过电、热负荷的柔性化来深度挖掘用户侧的灵活性，满足用户的多样化需求和消纳更多的可再生能源。为此，需要对集中供热系统制定有效的控制策略和构建完善的控制系统，但现有的供热系统信息化水平有待提高，控制策略有待完善。

一个典型的供热系统包括供回水管道、换热站、室内围护结构和室内散热器等。为了充分实现供热系统的清洁高效和用户侧的高灵活性，在供热系统的物理建模中，需要协同考虑供热系统中热量传输的延迟性、热惯性、及用户的随机行为等。但由于供热系统的多参数、非线性的特点及难以量化的用户行为，现有研究通常需要对供热系统模型进行一定的简化，如采用稳态建模、简化供热管道的延迟、忽略系统的蓄热能力、忽略热用户行为和气候变化造成的扰动等，难以实现多热源、多用户、多站点的精准快速、整体协调控制。

因此，为使供热系统在降低能耗的同时满足用户对于舒适性的要求，制定对应的一次网运行策略，优化供回水温度供给，促进终端能源消费的电气化和低碳化。通过由换热站、电热转换系统和余热废热利用系统等耦合形成的新型供热网络，有效降低能源损耗与排放，提高能源的综合利用率。

发明内容

本发明的目的是提供一种热网动态供热策略确定方法，以降低碳排放，同时提升用户舒适度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种热网动态供热策略确定方法，包括：

基于热电比拟法，分别构建换热器动态标准热阻模型、管道动态标准热阻模型和围护结构动态标准热阻模型；

结合换热器动态标准热阻模型、管道动态标准热阻模型和围护结构动态标准热阻模型，获得供热系统的整体动态热量流模型；

根据供热系统的整体动态热量流模型，确定以室内温度波动最小和全天碳排放量最小为优化目标的热网动态协调优化模型；

根据实时的室外温度，基于所述整体动态热量流模型，并利用所述热网动态协调优化模型进行迭代计算，获得满足室内温度要求的实时热源供水温度，形成全天的热网动态供热策略。

可选的，所述换热器动态标准热阻模型包括：热流体和换热器壁之间的通用热阻R_h、冷流体和换热器壁之间的通用热阻R_c和等效热容C_b；

C_b的一端、R_h的一端与R_c的一端共点连接，C_b的另一端接地；

R_h的另一端的电压节点等效为换热器的热侧进口温度T_h,in，C_b的一端、R_h的一端与R_c的一端之间的电压共点等效为换热器壁温T_b，R_c的另一端的电压节点等效为换热器的冷侧进口温度T_c,in。

可选的，所述换热器动态标准热阻模型的表达式为