【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集中供热领域，特别是集中供热系统的运行调节和优化控制的控制方法和系统领域。
技术介绍
1、集中供热系统一般指的是，热电厂或者热源厂通过锅炉或其他供热设备将热水烧到达到供暖标准，然后通过一次网把热水输送到小区换热站，再通过回水管道循环回到热电厂或热源厂并继续加热，在换热站里热水通过换热器把二级管网的水加热，然后二级管网再将热水供应到终端用户，例如居民楼等。近年来，随着人民生活品质的不断提高，人们对集中供热系统的供热品质和控制精度要求不断上升。然而，现有的集中供热系统对供热均匀性和准确性的调节控制效果较差。其中一方面的原因在于水流从热源处通过一次网流到各换热站处存在时间延迟，不同位置、不同距离、不同管路结构或管径等都对水流的延迟时间有影响，然而现有的技术供热系统对于水流的延迟时间难以进行准确的估计和预测。这可能导致系统的控制精度降低，影响供热效果，甚至导致自控系统失效。因此现有技术亟需一种能够广泛适用且稳定可靠地预估水流延迟时间的方法和系统，以提高供热系统的控制精度和供热质量。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足和缺陷，本专利技术提供一种集中供热管网水流延迟时间的辨识方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
2、s1：建立与所述集中供热管网对应的数字孪生系统；
3、s2：利用步骤s1中所建立的数字孪生系统通过水力仿真计算并得到从热源到各个换热站的水流延迟时间。
4、进一步的，所述方法还包括如下步骤：
5、s3：收集各换
6、进一步的，所述方法还包括如下步骤：
7、s4：以步骤s2中得到的水流延迟时间为中心，构造正态分布密度函数，并将其应用于步骤s3得到的有限脉冲响应中，并通过数学融合算法得出融合了数字孪生水力仿真和有限脉冲响应的水流延迟时间结果。
8、进一步的，所述步骤s1包括如下子步骤：
9、s11：收集所述供热管网的图纸或实际考察所述供热管网并获取所述供热管网的管道网络结构；
10、s12：收集所述供热管网中各个管道和或部件的位置、类型、长度、直径、相互之间的拓扑连接关系中的一种或多种；
11、s13：利用步骤s11和步骤s12所获取的数据建立所述供热管网的三维数字孪生系统。
12、进一步的，所述步骤s2包括如下子步骤：
13、s21a：读取所述步骤s1所建立的供热管网的管道网络的结构；
14、s22a：读取数据库中各换热站的一次侧流量，并将该流量设定为水力仿真计算中各换热站的流量；
15、s23a：求解此时整个供热管网的管道网络中各个管道段的流量；
16、s24a：进一步根据各个管道段的流量和其长度、直径等数据计算每个管道段的流动时间，并记录为矩阵weight；
17、s25a：通过dijkstra路径搜索算法求解从热源出发抵达各换热站的最短路径，从而得到从热源到各换热站的水流延迟时间。
18、进一步的，所述步骤s2包括如下子步骤：
19、s21b：读取所述步骤s1所建立的供热管网的管道网络的结构；
20、s22b：通过同时环流调整算法或牛顿法或hardy cross计算整个供热管网的管道网络中各个管道段的流量；
21、s23b：进一步根据各个管道段的流量和其长度、直径等数据计算每个管道段的流动时间，并记录为矩阵weight；
22、s24b：通过dijkstra路径搜索算法求解从热源出发抵达各换热站的最短路径，从而得到从热源到各换热站的水流延迟时间。
23、进一步的，所述步骤s25a或步骤s24b中的dijkstra路径搜索算法具体包括如下步骤：
24、a.将所述供热管网中的每个管道段定义为一个三元组(node_a,node_b,weight_(a,b))，其中node_a为管道的起始节点，node_b为管道的结束节点，weight_(a,b)为管道段node_a至node_b的流动时间；节点的编号从0开始，到n-1结束，n为总节点数；
25、b.初始化各个节点之间的水流延迟时间矩阵，即dist[n][n]＝∞；
26、c.遍历所有管道段，若从node_a到node_b的延迟时间小于当前dist中记录的值，则更新记录，并更新所有节点到node_b的水流延迟时间，即若：
27、dist[node_i][node_b]<dist[node_i][node_a]+dist[node_a][node_b]，则更新记录dist[node_i][node_b]＝dist[node_a][node_b]；
28、d.重复步骤c，直到所有管道段都被遍历；
29、e.输出热源到目标换热站的水流延迟时间其中：
30、s为热源节点的编号；vss为目标换热站ss的节点编号。
31、进一步的，所述步骤s3的具体步骤为：
32、s31：从数据库中读取得到需要计算的换热站的历史一次供水温度数据，以及热源出口的历史供水温度数据，并构造如下矩阵：
33、
34、
35、其中y(k)为换热站在k时刻的一次供水温度；u(k)为热源在k时刻的供水温度；n是一个用户设定的整数，表示该供热系统最大的延迟时间步数；l为所取历史数据的个数；
36、s32：根据步骤s31中的公式得到该换热站一次供水温度对应于热源出口温度的有限脉冲响应
37、
38、s33：中最大分量对应的时间步索引，即为该换热站的通过有限脉冲响应方法计算得到的水流热延迟时间，将该时间记为其中ss为换热站的索引。
39、进一步的，所述步骤s4的具体步骤为：
40、s41：构造正态分布密度函数其中：
41、
42、
43、为步骤s2中得到的从热源到某个换热站的水流延迟时间；
44、s42：以步骤s41中得到的正态分布密度函数为窗函数，将该窗函数应用到步骤s3得到的有限脉冲响应中。
45、进一步的，将融合了数字孪生水力仿真和有限脉冲响应的水流延迟时间结果以视觉上显著的方式显示于所述集中供热管网的示意图。
46、本专利技术还保护一种集中供热管网水流延迟时间的辨识系统，所述系统方法包括：
47、模型建立部，所述模型建立部建立与所述集中供热管网对应的数字孪生系统；
48、水力仿真计算部，所述水力仿真计算部在所述数字孪生系统中通过水力仿真计算得到从热源到各个换热站的水流延迟时间；
49、有限脉冲响应计算部，所述有限脉冲响应计算部收集各换热站的流量、温度数据，利用所述数据计算各换热站的一次供水温度对于热源出口温度的有限脉冲响应；...
【技术保护点】
1.一种集中供热管网水流延迟时间的辨识方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法还包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述方法还包括如下步骤：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤S1包括如下子步骤：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤S2包括如下子步骤：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤S2包括如下子步骤：
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于：所述步骤S25a或步骤S24b中的Dijkstra路径搜索算法具体包括如下步骤：
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤S3的具体步骤为：
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤S4的具体步骤为：
10.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：将融合了数字孪生水力仿真和有限脉冲响应的水流延迟时间结果以视觉上显著的方式显示于所述集中供热管网的示意图。
11.一种集中供热管网
...【技术特征摘要】
1.一种集中供热管网水流延迟时间的辨识方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法还包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述方法还包括如下步骤：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤s1包括如下子步骤：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤s2包括如下子步骤：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤s2包括如下子步骤：
7.根据权利要求5或...
【专利技术属性】
技术研发人员：洪莲，刘亚萌，
申请(专利权)人：北京暖流科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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