[发明专利]一种降低供热系统综合能效的方法及装置

说明书

本发明实施例公开了一种降低供热系统综合能效的方法及装置，该降低供热系统综合能效的方法包括：依据热力学第一定律创建供热系统的动态数学模型；基于所述供热系统动态数学模型对实际供热系统进行开环实验，获取预设参数；将所述预设参数作为所述实际供热系统在多种控制策略的设定参数，以获取所述实际供热系统在多种控制策略的实际运行数据，根据所述实际运行数据确定降低所述实际供热系统的控制策略。通过创建供热系统动态数学模型，该动态数学模型应用于各种控制策略动态仿真过程，获取在各种控制策略下供热系统实际运行数据，进而经分析可确定换热站控制策略，可满足用户舒适度和降低系统综合能耗的双重控制要求。

技术领域

本发明实施例涉及换热站系统控制策略、仿真及能耗分析技术领域， 特别是涉及一种降低供热系统综合能效的方法及装置。

背景技术

由于城市发展中各种因素的促进和影响，如城市化率和环保要求等， 近20年来，区域供暖系统的规模逐步扩大，最大的多源共网系统接近上亿 平方米，换热站近千座，很多换热站也实现了无人值守状态。观察和分析 换热站历史数据就会发现，换热站输出热量并没有满足热网热力和水力平 衡目标，热源及换热站能耗较高，并没有实现节能减排目的。比如，有的 换热站通过二次网回水温度进行控制，但回水温度是所有二次网传热过程的结果，此传热过程既包括可控传热过程，也包括室内和室外环境的各种 干扰(不可控因素)，无法准确获取回水温度设定值，进而不可能实现供 热量和室内温度的精准控制；还有很大一部分换热站采用二次网供水温度 控制，诸如室外温度补偿器控制策略，但二次网供水温度与二次网循环流 量有关，必须考虑实际二次网实际循环流量来确定其供水温度；实际上， 很少的系统运行时考虑了这方面的影响因素，导致控制效果不佳，能源浪 费较大；因此，研究如何能够有效及优化控制换热站十分必要，以便实现 换热站的稳定、长周期和高效运行。

现有换热站供用热匹配技术主要包括一次网定流量控制、二次网供水 温度控制、二次网平均温度、二次网回水温度控制和二次网温差控制等， 换热站二次网循环流量绝大部分采用定频率定流量运行方式，通过调节一 次网循环流量调节供热量，但上述技术均有其制约条件，例如：

(1)一次网定流量控制：属于热源集中质调节方法，存在的问题是： 1)各换热站热力特性没有在控制系统中予以补偿；2)不能通过改变循环 流量降低电耗；3)用户自由热没有得到利用；4)室内温度波动较大；

(2)二次网供水温度控制：通过二次网供水温度调节供热量，其缺点 为：1)供水温度设定值与二次网循环流量有关，但二次网理论循环流量不 易精确确定；2)没有考虑室内自由热对供热量的影响；3)室内温度波动 较大；

(3)二次网平均温度控制：通过实测室外温度确定二次网供回水平均 温度，以此作为供热量控制指标，其缺点在于：1)控制系统没有进行室内 自由热补偿；2)室内温度波动相对较大；3)二次网平均温度设定指标较 难获取；4)没有进行室内温度补偿；

(4)二次网回水温度控制：通过室外温度设定二次网回水温度值，以 此为控制指标，其缺点为：1)二次网回水温度时所有传热过程的结果，包 括非可控因素，因此，理论上无法获取二次网回水温度设定值；2)二次网 回水温度变化范围小，控制精度偏低；3)由供热系统固有特性、运行特性 和动态特性决定系统响应的滞后性，导致的二次网回水温度误差；4)室内 温度波动较大；

(5)二次网温差控制：实际上是二次网循环流量控制，通过室外温度 设定二次网温差值，并作为控制变量。其缺点为：1)较大温差可能导致二 次网水力失调更趋严重；2)没有考虑热量中质的成分(二次网平均温度， 决定室内温度值)；3)没有考虑自由热；4)室内温度波动较大；5)需要 根据实际用户性质和末端装置确定温差设定值；