[发明专利]城市热网的柔性分析与结构缺陷诊断及定位方法和系统

权利要求书

1.一种城市热网的柔性分析与结构缺陷诊断及定位方法，其特征在于：

步骤S1，基于结构机理建模，结合运行数据辨识，建立用于热网的热工水力仿真计算的映射模型；

步骤S2，通过回溯算法生成测试用例集合，模拟供需的动态波动组合，结合步骤S1中的映射模型进行计算；具体为：

S21：确定源侧的热源种类、数目及调控范围，统计用户侧的历史用热数据，构建供需参数的测试用例集合H，并根据热网的工程约束条件构建参数的约束关系集合TS；所述的约束关系考虑不同热用户的优先级、热网中不同泵阀组合、不同解列方案；

S22：构建测试集H的空间树，并用回溯算法遍历测试集的空间树，剔除重复的测试用例；对解空间树进行遍历，同时利用约束关系对树的枝叶进行裁剪；当遍历到叶子时，把符合条件的根到叶子之间的路径组合输出；在遍历过程中，需要与TS中的约束关系进行比较；重复步骤S22直至不再有重复的测试集；获得测试集H′；

S23：构建热源H_s和热用户H_d的两两组合测试用例集HSD，接着从HSD中删除超出约束TS的组合，然后检查HSD是否能被H′覆盖，如果被全部覆盖，则算法结束；否则，剔除没有被覆盖的组合；获得测试集HSD′；

S24：根据步骤S23生成的测试集HSD′，输入热工水力仿真映射模型进行计算，获得热网的运行工况数据；

依据热源和用户的历史数据，以及潜在的特殊工况条件，批量模拟不同供需的动态波动组合，且考虑不同的天气情况，获得L个测试工况供需工况集合HSD′；

同时，根据热网中可调泵阀的工作点，生成多个可行的泵阀组合方案X为：

式中，Z为可行方案的总数；是一组可行的泵阀逻辑组合，α_i是可调水泵的频率，n₁是可调水泵的数量，β_i是可调阀门的开度，n₂是可调阀门的数量；

对应任一泵阀组合X，计算其在L个测试工况下的热网结构柔性，确定其结构柔性范围；基于各泵阀组合的柔性计算，进一步对比各泵阀组合的热网柔性，分析泵阀组合之间的优劣；

步骤S3，将热网柔性定义为在供需两端组合不确定的条件下，热网在供需之间各工况下进行热能输运的满足程度，给出热网柔性的计算方法，对热网进行评估；

步骤S4，针对步骤S3的评估结果，对热网进行诊断，定位柔性欠佳的区域；具体为：

S41：设定目标函数：

其中，z代表不同的管网方案，r₁(z)＝∑_b∈Ba_b(H_d，b-H_X，b)²，描述了该工况下用户侧实际供热与期望供热的偏差程度，a_b为各个需要被控制的节点的优先级，H_d，b为B个热力站中，通过历史数据统计所得的第b个热力站所需的热负荷；H_X，b为B个热力站中，通过热工水力仿真映射模型计算得出在热网的某个工况下，第b个热力站所能获得的热负荷；r₂(z)描述了管网的建设成本，μ是权重；

S42：计算目标函数r(z)在当前管网方案下的梯度根据梯度的计算结果诊断各管网部件的柔性，若梯度分量是负数，则该分量所对应的管网部件的柔性不足，且该负数越小意味着该分量所对应的管网部件的柔性越差，反之，若为正值，则当前管网下对应部件柔性已经足够。