[发明专利]一种基于5G技术的集中供暖系统的调度优化方法

权利要求书

1.一种基于5G技术的集中供暖系统的调度优化方法，其特征在于：包括以下步骤：在供暖系统中安装信息采集设备和通讯设备；室内通过半经验公式建立环境参数与用户热负荷需求的关系；使用该关系训练得室温调节方案；室内信息采集设备与通讯设备配合调控室内温度；建立不同设备的数学模型；将各数学模型连接与实际供暖系统一致；使用设备运行数据训练具体设备的数学模型；使用供暖系统整体模型训练得调度优化方案；换热站信息采集设备与通讯设备配合调控换热站运行；信息采集设备和通讯设备将数据传输至集控中心计算最优调度优化方案；换热站采集各表计使用各设备声音频谱数据训练得设备调节特征谱；通过声音特征频谱识别事故类型与位置；通过管道机器人确定具体事故位置。

2.根据权利要求1所述的一种基于5G技术的集中供暖系统的调度优化方法，其特征在于：具体步骤如下：

(1)在供暖系统中安装信息采集设备和通讯设备：在用户端安装智能表计，边缘计算设备及5G通讯节点。在换热站安装智能表计，监控设备，边缘计算设备，工业网关，5G通讯节点。在集控中心安装工业网关，5G通讯节点，高性能计算机或云计算传输设备。

(2)建立环境参数与用户热负荷需求的关系：影响因素有采暖管道平均温度T_h，室内温度T_in，室外温度T_out，气压p，室内电功率P_e，太阳辐射强度P_s，建筑新风量Q_w，室外风速v_w，ρ_w室内湿度。采用半经验公式拟合的方法建立变量间关系。通过智能表计记录数据训练得热负荷需求关系中的参数。

(3)使用热负荷需求关系训练得室温调节方案：以不同的环境数据及温度需求作输入变量，实际室温为输出变量，实际室温与设定温度最小为优化目标，训练室温调节方案。

(4)室内信息采集设备与通讯设备配合调控室内温度：室内智能表计将参数传输至边缘计算设备，边缘计算设备结合天气预测等其他数据，根据室温调节方案计算出调节指令反馈至智能阀门调节开度。

(5)建立不同设备的数学模型：为不同类型的设备建立对应的数学模型。

f(D，l，p，T，P，C，…)＝0 (1)

(6)使用设备运行数据训练具体设备的数学模型：根据设备监控表计数据，训练得设备具体的数学模型。

(7)将各数学模型连接与实际供暖系统一致：按照实际供暖系统情况，将各设备连接与实际供暖系统相同，供暖系统稳态计算实时更新水力平衡，瞬态预测温度分布。

(8)使用供暖系统整体模型训练得调度优化方案：以随机的用户热负荷需求为输入数据，通过供暖系统模型计算出所需汽轮机抽汽量。以最小汽轮机抽汽量为优化目标，训练得供暖调度优化方案。

(9)换热站信息采集设备与通讯设备配合调控换热站运行：换热站内智能表计将数据传输至边缘计算设备，结合用户端预测采暖功率，天气预测等其他数据，根据供暖调度优化方案控制换热站内设备运行。

(10)信息采集设备和通讯设备将数据传输至集控中心计算最优调度优化方案：用户端边缘计算设备和换热站边缘计算设备通过将计算结果传输至集控中心，集控中心通过高性能计算设备通过供暖调度优化方案计算出最优控制策略，并将策略通过5G网络反馈至换热站与用户端。

(11)使用各设备声音频谱数据训练得设备调节特征谱：调节各个设备，训练得设备对应的声音频谱图。

(12)通过声音特征频谱识别事故类型与位置：在发生事故后，将事故声音频谱图与各个频谱图比对匹配诊断事故类型。对比不同位置捕捉的声音频谱图，依据时间差初步确定事故发生位置。

(13)通过管道机器人确定具体事故位置：在管道内设置带有水轮机，能够依靠管道内流体获取能量的机器人。在大致确定事故位置时，将机器人移动至可能区域，确定事故实际准确位置，并反馈至维修人员。