[发明专利]能源互联网冷热电传递能量传递比摩阻确定方法

说明书

本发明公开一种能源互联网冷热电传递能量传递比摩阻确定方法，综合考虑以下因素:热网基建投资的年度计算费用、输送热媒的年度费用以及热损失的年度费用。通过建立供热管网的供热能量传递模型，综合分析管网基建投资费用、供热管网电能费用及热损失费用，确定最佳经济比摩阻。上述方法保证了系统不平衡率处在较小水平，运行调试方便；当系统出现水力失调等问题时，节约了管网中水力平衡元件的设置，降低了水力平衡计算的工作量和工程造价；同时，保证了整个管网可以采用国产设备，降低了管网系统的安装和管理维护难度；对平衡系统运行及降低管网初投资有明显作用。

技术领域

本发明涉及能源互联网运行控制领域，具体涉及一种能源互联网冷热电传递能量传递比 摩阻确定方法。

背景技术

居民供热系统是中国北方城市重要的能源基础设施之一。随着城市人口的集中，城镇规 模不断扩大，城镇供热系统的规模也随之扩大。现有供热体系中清洁能源被越来越多的采用， 居民供热系统的能源来源越来越多样化，包括天然气、太阳能和地热能等多种清洁能源。能 源如热量在各个不同的能源之间包括冷热电进行传递，在冷热电综合能量的传递过程中，必 然伴随着冷损失、传热损失、泵耗损和换热器引起的损失。在部分城市中，供热系统由分属 于不同利益主体的数个到数十个，甚至上百个区域供热系统组成。然而，这些区域供热系统 彼此间相互独立运行，负荷过剩的系统需要合理的将过剩的负荷传输给负荷欠缺系统，实现 多个区域供热系统之间的合理热能调度，降低能源的浪费。

在供热管道设计过程中，比摩阻的选用是其关键的影响因素。现有设计中，一般对连续 性定律都能做到，但是压力降平衡定律就很难做到，因为很多设计只是按比摩阻30-80Pa/m选 管径，之后很多情况下不考虑各节点阻力是否平衡，从而导致管网中各节点的阻力不等，引 起水力失调的发生，能量的传递并不顺畅。

有研究表明，凭经验盲目依照手册上推荐的设计参数进行设计，会增大系统不平衡率， 从而导致运行调试困难。当系统出现水力失调等问题时，常用的解决方法就是增设水力平衡 元件，这样不仅导致工程造价增加，而且增加了水力平衡计算的工作量。

另外，出于我国当前的发展水平，很多产品的质量水平有限，比如阀门阀件等，在使用 一段时间后产生质量问题，既而失去调节效用。由于对技术人员管理的不完善，即便安装了 平衡元件，现场操作人员也很少调试等现象普遍存在。

在设计过程中选取较大的比摩阻时，管网主干管上的阻力也会增大，在进行设计时就要 求设计人员考虑增大其他各支段的阻力，以达到系统内阻力平衡的目的，这样就使管网的初 投资增大，浪费能源。所以严格控制管道的比摩阻对平衡系统运行及降低管网初投资都有很 明显的作用。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明为了确定经济可靠的最佳比摩阻，综合考虑以下因 素：热网基建投资的年度计算费用、输送热媒的年度费用以及热损失的年度费用等。

通过建立供热管网的供热能量传递模型，综合分析管网基建投资费用、供热管网电能费 用及热损失费用，确定最佳经济比摩阻取值范围。

本发明提供一种能源互联网冷热电传递能量传递比摩阻确定方法，包括以下步骤：

S1、建立供热管网费用组成及供热能量传递模型：

S2、对热力最佳比摩阻进行优化，使寿命周期成本为最小的原则，获得热网工程的寿命 周期表达式：

式中：ε为寿命周期，元/年；S_t为热网工程的基建费，元/年；S_y为年运行费用，元/年；T为使用年限；

S3、获得热网工程细化费用构成的寿命周期表达式：