[发明专利]热网解列运行方案实时优化方法及其系统

说明书

本发明涉及多热源城市热网的运行实时优化领域，具体为一种热网解列运行方案实时优化方法及其系统，热网解列运行方案实时优化方法，包括：步骤S100，建立热网仿真模型；步骤S200，建立适应度函数；步骤S300，确定约束条件；以及步骤S400，热网实时优化。本发明通过建立热网仿真模型，以及建立适应度函数和确定约束条件相配合，实现了热网实时优化。

技术领域

本发明涉及多热源城市热网的运行实时优化领域，具体为一种热网解列运行方案实时优化方法及其系统。

背景技术

目前我国是世界上最大的能源消费国，而且我国能源利用效率偏低，能源结构中化石能源比例较大。目前，国家面临的环保压力十分巨大。因此，国家逐渐关闭低效率的中小工业锅炉，建设集中供热管网和工业供热园区，来提高能源利用效率。

面向能源转型，我国城市供热系统呈现出以下发展新趋势：在热源供给侧，加速淘汰中小型燃煤供暖锅炉并采用大机组供热改造替代，供能方式上除采用大中型燃煤、燃气热电联产机组以及尖峰热水锅炉之外，正在大力推进工业过程余热供暖、生活垃圾及生物质能供热，以及风能电热锅炉供暖、太阳能供暖、核电供热等新技术实现供热系统多源互补，利用储热装置减轻热源侧负荷波动，提高新能源的利用效率；在热网输配侧，为确保供热可靠性，增加调度灵活性，城市供热系统的一级网进一步向互联、成环的结构发展，以支撑多源互补城市供热系统运行。

在北方地区的民用供热领域，为实现清洁供热的目标指标并充分利用低成本热源的供热能力，多源互补供热技术在城市供热系统逐步被采用。在大型城市供热系统中，通常设置有多个热源互补互备，包括效率高或经济性能好的可主动调度热源，也包括一些能量密度低、不稳定的低碳清洁热源。

在供热系统运行中，通过热网的多个解列阀门将拓扑上连通的大型热网解列成子热网运行，或通过解列阀门的开闭组合调控介质流向从而调整热网负荷分配和用户供热参数，是多源热网常用的调度方法。由于不同热源的经济性不同，且随季节及用户生产周期的变化，热网的负荷会发生变化。因此热网工况是动态变化的，因此热网的调度优化是实时进行的，解列方式需要按照工况变化动态切换，仅仅依靠人工调度是无法保障的。

基于上述问题，需要设计一种新的城市热网解列运行方案实时优化方法。本专利正是基于信息物理系统的架构建立热网实时调度系统，以源侧、网测和用户侧的综合总成本为适应度函数，计算不同阀门解列方案的适应度结果。利用服务器集群并行计算，通过启发式优化算法，实现对适应度函数的优化计算。最终根据信息层的分析决策，综合考虑经济与安全，得到当前工况下的优选调控方案。这种基于信息物理系统架构的实时优化方法是热网智慧化的发展方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种热网解列运行方案实时优化方法及其系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种热网解列运行方案实时优化方法，包括：

步骤S100，建立热网仿真模型；

步骤S200，建立适应度函数；

步骤S300，确定约束条件；以及

步骤S400，热网实时优化。

进一步，所述建立热网仿真模型包括：

步骤S101，建立城市热网模型；

所述城市热网模型包括：GIS地理信息和热网物理结构信息；

所述GIS地理信息包括：热网中热源、用户和管网，以及阀门、疏水器、泵和补偿器等组件的位置和标高；

所述热网物理结构信息包括：管道尺寸和保温层信息，以及阀门、疏水器、泵以及补偿器的结构信息。

进一步，所述建立热网仿真模型还包括：

步骤S102，建立热网计算求解器；