[发明专利]一种综合能源系统中气热系统惯性特征的评估方法及模型

权利要求书

1.一种综合能源系统中气热系统惯性特征的评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

建立描述气体末端压强与末端流量变化关系的气体系统暂热模型以及描述热负荷建筑室内温度与热网供热功率变化关系的热力系统暂态模型；

根据气体系统暂热模型和热力系统暂热模型建立反映惯性变化参数与瞬时变化参数关系的暂态响应模型，所述惯性变化参数包括气体末端压强和热负荷建筑室内温度，所述瞬时变化参数包括气体末端流量和热网供热功率；

根据所述暂态响应模型评估气热系统的惯性特征。

2.根据权利要求1所述的一种综合能源系统中气热系统惯性特征的评估方法，其特征在于，所述气体系统暂热模型包括：

其中，S为气体管道横截面积，L为气体管道长度，R_M为气体常数与摩尔质量的商，T为气体温度，λ为气体管道摩擦系数，v为气体流速，d为气体管道内径，P_out(t)和P_in(t)分别为气体管道出口压强、进口压强，f_out(t)为气体管道出口流量。

3.根据权利要求2所述的一种综合能源系统中气热系统惯性特征的评估方法，其特征在于，所述热力系统暂态模型包括：

其中，C_A为热负荷建筑室内空气比热容，M_A为热负荷建筑室内空气质量，ε_loss为热负荷建筑室内建筑散热系数，T(t)为t时刻热负荷建筑室内温度，H_out(t)为t时刻流出传输管道供应给热负荷建筑的热功率，T_out为一段时间内热负荷建筑室外温度。

4.根据权利要求3所述的一种综合能源系统中气热系统惯性特征的评估方法，其特征在于，所述暂态响应模型包括：

其中，y(t)表示t时刻的惯性变化参数，z(t)表示t时刻的瞬时变化参数，A、B、C、D和E为转换成所述暂态响应模型中惯性变化参数/瞬时变化参数前相应的系数，F为所述暂态响应模型中的常量。

5.根据权利要求4所述的一种综合能源系统中气热系统惯性特征的评估方法，其特征在于，所述暂态响应模型的方程转化到拉普拉斯域，并通过拉普拉斯逆变换转化为时域结果：

根据时域结果进行判断，若综合能源系统惯性变化参数气体末端压强和热负荷建筑室内温度均无法瞬时变化，而是相对缓慢地以负指数形式变化，则气热系统具备惯性特征。

6.根据权利要求5所述的一种综合能源系统中气热系统惯性特征的评估方法，其特征在于，所述惯性变化参数的约束条件为：y_min≤y(t)≤y_max，其中，y_max和y_min分别为系统惯性变化参数上下限；

若系统发生功率缺额，t_1max时刻惯性变化参数y降低至下限y_min，即y(t_1max)＝y_min，则最长投入时间max_ON可表示为：max_ON＝t_1max-t₀；若t₁时刻系统功率恢复，需要满足最短修正时间的约束：t₁≤t_1max，若t_2min时刻，惯性变化参数y恢复至正常值y₀：y(t_2min)＝y₀，则最短修正时间min_OFF可表示为：min_OFF＝t_2min-t₁，若t₂时刻气热系统要再次提供功率支撑，则需要满足：t₂＞t_2min。