一种自主优化运行集中供热运行稳定性评估方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种自主优化运行集中供热运行稳定性评估方法及系统，它包括：步骤S1、对供热管网系统中的运行参数进行采集、分析、判断和处理，预警实时异常数据；步骤S2、根据供热管网系统得到的热网的智能调度策略，进行智能调度策略的安全性验证，建立城市集中供热系统包括换热站、管网、热用户的安全评价仿真模型，模拟供热管网系统在该智能调度策略下的全网水力平衡动态变化过程，针对该过程中的压力、流量运行参数，进行参数规律、系统的变化趋势以及系统稳定性的分析，得出验证结果。本发明专利技术提供一种自主优化运行集中供热运行稳定性评估方法及系统，基于供热管网系统得到的热网的智能调度策略，建立供热管网系统的功能稳定性评价指标，根据稳定性评价指标，评估系统风险区域，发出报警，人员介入进行判断处理。人员介入进行判断处理。人员介入进行判断处理。

【技术实现步骤摘要】
一种自主优化运行集中供热运行稳定性评估方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种自主优化运行集中供热运行稳定性评估方法及系统。

技术介绍

[0002]目前，供热自主驾驶系统主要包括设备层、通讯层和决策层。其中，设备层包括系统运行参数的监测采集设备和供热调节设备，作为集中供热自主驾驶的生产运行调度控制系统的基础，将供热系统各环节构成一个上下游衔接的供热系统。通讯层包括DCS、SCADA等自动化系统和IOT工业物联网系统，用于测量和感知供热系统运行的负荷、温度、压力、流量等状态参数，气象环境条件、建筑物室温等，并通过电调泵、阀等设备实现远程控制。主要负责联通设备层和决策层。决策层从通讯层获得设备层状态信息，采用算法、模型或专家系统等手段，给出驾驶决策目标值，对目标策略进行动态仿真分析，给出优化策略目标值，为通讯层提供预测调控策略，并对系统进行实时评价分析和稳定性评价监测。调控通常采用人机融合的方式，在对供热自主驾驶系统进行智能控制时，系统评估不稳定时候，智能控制退出，由人来进行决策。
[0003]智能控制不同于传统控制，稳定性要求较高，脱离了人为操作判断过程，不可避免需要进行预先验证过程。为了保证长输供热管网运行的安全性和可靠性。将大数据技术与热网安全预警相结合，对热网调节运行效果进行科学化量化评价，在计算机系统内建立与供热系统一致的热网结构机理模型，支持对接实时状态传感器、运行历史等数据接口，实现对供热系统各状态、多尺度的仿真，建立与供热系统一一对应的映射系统；在决策方案生成过程中，以及自动化下发之前，通过在线仿真验证整体方案的运行结果，进行在线和离线的安全稳定分析和决策计算，进行风险分析，为调度员提供控制决策支持，并将运行参数返回决策算法中进行数据分析，得出策略报告。由于热网的复杂性，需要根据监测数据进行实时的评价分析，以便应对热网状态变化情况，做出及时调整。
[0004]现有的供热自主驾驶的系统多是考虑满足热负荷需求下的策略目标，由于系统中各环路间水力状况的变化是相互影响和制约的，站点进行不合理策略下发时，极易引发管网的内部压力波动，需要大量值班人员进行监测，加大了操作人员的工作强度和难度。且系统故障诊断、报警与排查不及时，使得系统不能稳定安全运行。一旦出现问题，极易给人民带来严重的安全隐患，影响正常供暖，给企业带来不可估量的经济损失。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种自主优化运行集中供热运行稳定性评估方法及系统，基于供热管网系统得到的热网的智能调度策略，建立供热管网系统的功能稳定性评价指标，进行系统稳定性评估。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：
[0007]本专利技术一方面提供一种自主优化运行集中供热管网系统的稳定性评估方法，它包括：
[0008]步骤S1、对供热管网系统中的运行参数进行采集、分析、判断和处理，预警实时异常数据；
[0009]步骤S2、根据供热管网系统得到的热网的智能调度策略，进行智能调度策略的安全性验证，建立城市集中供热管网系统包括换热站、管网、热用户的安全评价仿真模型，模拟供热管网系统在该智能调度策略下的全网水力平衡动态变化过程，针对该过程中的压力、流量运行参数，进行参数规律、系统的变化趋势以及系统稳定性的分析，得出验证结果；
[0010]步骤S3、根据得出的验证结果，分析智能调度策略的可用性，并根据智能调度策略执行获取供热管网系统的实时运行情况，对各换热站点运用动态评分的表现形式，将供热管网系统实测反馈数据量化成动态变化的评估指标数据，对供热管网系统进行供热的安全评估；
[0011]步骤S4、根据供热管网系统的实时监测数据，进行系统稳定性评估，对供热管网系统供热量达标情况及管网安全性进行诊断，得出供热管网系统的功能稳定性评价指标J
e
，通过对稳定性评价指标J
e
量化处理后，对系统稳定性进行等级划分。
[0012]进一步，所述稳定性评价指标J
e
包括各热源的供热可靠性指标和各热源的安全性指标，所述稳定性评价指标J
e
的表达式为：
[0013]J
e
＝[J1,J2,
…
,J
i
,
…
,J
m
][0014]其中，m为热网热源数量；i热源的稳定性评价指标J
i
的表达式为：
[0015]J
i
＝w1J
ri
+w2J
si
[0016]其中，J
ri
为热源i的可靠性指标；J
si
为热源i的安全性指标，w1,w2为满足w1+w2＝1的加权系数。
[0017]进一步，所述步骤S2中的供热管网系统的安全评价仿真模型为：
[0018][0019]其中，x(t0)＝x0，t∈[t0,∞)，根据李雅普诺夫稳定性理论，任意初始时刻t0，初始状态x0≠0引起的状态响应x(t)对t∈[t0,∞)有界，并满足稳定属性，即则供热管网系统稳定。
[0020]进一步，所述步骤S4中的各热源的供热可靠性指标的建立，具体包括：
[0021]分析用户侧舒适性随时间的变化规律，结合供热管网系统供热能力相关的特征量，如供热管网系统的供热量Q、供水温度T
s
、回水温度T
r
、热用户室内温度T
u
，对实时供热管网系统的整个动态过程中瞬时可用度进行研究，建立各热源的供热可靠性指标集合J
r
，所述各热源的供热可靠性指标J
r
的表达式为：
[0022]J
r
＝[J
r1
,J
r2
,
…
,J
ri
,
…
,J
rm
][0023]其中，m为热网热源数量；i热源的可靠性指标J
ri
的表达式为：
[0024][0025]其中，f
ri
为i热源的可靠性性指标函数；α为i热源下热力站数量；Q
ζ
为ζ换热站点的供热量；T
sζ
为ζ换热站点的供水温度；T
rζ
为ζ换热站点的回水温度；为ζ换热站点的热用户室温与目标室温误差集合，表示为n表示该换热站点下热用户数量，
λ
rζ
为ζ换热站点的可靠性加权系数，满足
[0026]进一步，所述步骤S4中的各热源的安全性指标的建立，具体包括：
[0027]根据实时监测到的供热管网系统的压力和流量参数，利用专家算法进行理论分析，进行动态供热系统的过程稳定性研究，建立各热源的安全性指标集合J
s
，所述各热源的安全性指标J
s
的表达式为；
[0028]J
s
＝[J
s1
,J本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自主优化运行集中供热管网系统的稳定性评估方法，其特征在于，它包括：步骤S1、对供热管网系统中的运行参数进行采集、分析、判断和处理，预警实时异常数据；步骤S2、根据供热管网系统得到的热网的智能调度策略，进行智能调度策略的安全性验证，建立城市集中供热管网系统包括换热站、管网、热用户的安全评价仿真模型，模拟供热管网系统在该智能调度策略下的全网水力平衡动态变化过程，针对该过程中的压力、流量运行参数，进行参数规律、系统的变化趋势以及系统稳定性的分析，得出验证结果；步骤S3、根据得出的验证结果，分析智能调度策略的可用性，并根据智能调度策略执行获取供热管网系统的实时运行情况，对各换热站点运用动态评分的表现形式，将供热管网系统实测反馈数据量化成动态变化的评估指标数据，对供热管网系统进行供热的安全评估；步骤S4、根据供热管网系统的实时监测数据，进行系统稳定性评估，对供热管网系统供热量达标情况及管网安全性进行诊断，得出供热管网系统的功能稳定性评价指标J
e
，通过对稳定性评价指标J
e
量化处理后，对系统稳定性进行等级划分。2.根据权利要求1所述的稳定性评估方法，其特征在于：所述稳定性评价指标J
e
包括各热源的供热可靠性指标和各热源的安全性指标，所述稳定性评价指标J
e
的表达式为：J
e
＝[J1,J2,
…
,J
i
,
…
,J
m
]其中，m为热网热源数量；i热源的稳定性评价指标J
i
的表达式为：J
i
＝w1J
ri
+w2J
si
其中，J
ri
为热网热源i的可靠性指标；J
si
为热源i的安全性指标，w1,w2为满足w1+w2＝1的加权系数。3.根据权利要求1所述的稳定性评估方法，其特征在于：所述步骤S2中的供热管网系统的安全评价仿真模型为：其中，x(t0)＝x0，t∈[t0,∞)，根据李雅普诺夫稳定性理论，任意初始时刻t0，初始状态x0≠0引起的状态响应x(t)对t∈[t0,∞)有界，并满足稳定属性，即则供热管网系统稳定。4.根据权利要求1所述的稳定性评估方法，其特征在于，所述步骤S4中的各热源的供热可靠性指标的建立，具体包括：分析用户侧舒适性随时间的变化规律，结合供热管网系统供热能力相关的特征量，如供热管网系统的供热量Q、供水温度T
s
、回水温度T
r
、热用户室内温度T
u
，对实时供热管网系统的整个动态过程中瞬时可用度进行研究，建立各热源的供热可靠性指标集合J
r
，所述各热源的供热可靠性指标J
r
的表达式为：J
r
＝[J
r1
,J
r2
,
…
,J
ri
,
…
,J
rm
]其中，m为热网热源数量；i热源的可靠性指标J
ri
的表达式为：其中，f
ri
为i热源的可靠性性指标函数；α为i热源下热力站数量；Q
ζ

【专利技术属性】
技术研发人员：贾欣婷，谢金芳，时伟，
申请(专利权)人：浙江英集动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：