[发明专利]一种多能耦合的恒温供水系统及其优化方法

说明书

本发明公开了一种多能耦合的恒温供水系统及其优化方法，该方法收集用户的需求数据；根据收集的用户需求数据，对燃料(天然气、氢气等)、电、热等多能源耦合的恒温供水系统进行运行优化，得到多能源恒温供水系统的最优运行策略集；根据得到的最优运行策略集对所述多能源恒温供水系统进行实时控制。本发明有效解决了系统内多能耦合的问题，降低需求不确定性对系统运行的影响，实现对系统水流量和水温的实时精确控制，完成系统内各设备的优化调度，降低供水系统的运行成本；同时通过一系列传感器以及控制执行装置，实现对多输入多输出储水装置的智能控制，完成空间供暖和生活热水供给的协调配合。

技术领域

本发明涉及供水优化技术领域，特别涉及一种多能耦合的恒温供水系统及其优化方法。

背景技术

目前，随着我国城市化进程的加快，全国水资源的破坏性和消费量都极为严重，在我国人均水资源占有量较低的前提下，水资源匮乏的现状更为严峻。其中在我国水资源的利用中，建筑生活用水的占比逐年增加，使得对生活供水系统的优化显得尤为重要。

传统的供水系统设计与实施主要是为了满足用户用水安全和生活需要，但随着人口的剧增和用户生活质量的提升，人们对供水系统供热温度的稳定性有了更高的要求。另外，现有供水系统普遍面临规模增加带来的供水热量不确定性以及热需求增加带来的负荷不确定性问题，同时供能侧面临的多能源耦合问题，以及需求侧面临的如何协调同时满足供暖和供生活热水需求问题，都给供水系统的稳定供热带来了巨大的挑战。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多能耦合的恒温供水系统及其优化方法，在包含热电联产设备与储热水装置的供水系统中，有效降低需求不确定性对供水系统的影响；实现对多输入多输出储热水装置的智能控制，完成空间供暖和生活热水供给的协调配合。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多能耦合的恒温供水系统，包括热电联产设备、储热水装置和优化处理模块，热电联产设备通过余热回收热水回路与储热水装置连接；储热水装置与补水管道、供暖回水管道、供暖管道以及供生活热水管道连接；储热水装置、供暖回水管道、供暖管道和供生活热水管道中均设置有温度传感器；补水管道、余热回收热水回路、供暖管道和供生活热水管道上均设有流量控制装置；所有温度传感器的输出端均与优化处理模块的输入端连接，优化处理模块的输出端和流量控制装置连接，优化处理模块用于根据温度传感器测量到的温度对热电联产和储热水装置的开关及进出水流量控制。

进一步的，优化处理模块包括初始化模块、样本构建模块和求解模块；初始化模块用于初始化优化处理模块并确定相关约束条件和目标函数，构建多能源恒温供水系统的数学模型；样本构建模块用于构建样本参数集，样本参数集包括一个需求负载样本、一个设备参数样本和一个系统环境参数样本，其中需求负载样本包括各时段用户电需求、热需求和热水需求，其中设备参数样本包括多能源恒温供水系统内各设备的初始状态、额定容量、额定功率和能效比，系统环境参数样本包括燃料价格、滚动优化调度初始时间和滚动优化调度时间间隔；求解模块用于对已构建的样本参数集采用滚动优化方法求解，得到系统调度周期内的最优运行策略集。

进一步的，优化处理模块包括处理器、存储器和总线；存储器用于存储计算机执行指令；处理器与存储器通过总线连接，处理器执行存储器存储的计算机执行指令：根据收集的用户需求数据，对燃料、电和热多能源耦合的恒温供水系统进行运行优化，得到多能源恒温供水系统的最优运行策略集。

一种上述多能耦合的恒温供水系统的优化方法，包括以下步骤：

S100、收集用户的需求数据，用户需求数据包括用户电需求、热需求和生活热水需求；

S200、根据S100收集的用户需求数据，对燃料、电和热多能源耦合的恒温供水系统进行运行优化，得到多能源恒温供水系统的最优运行策略集；

S300、根据S200得到的最优运行策略集对多能源恒温供水系统进行实时控制。