[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

说明书

本发明公开了一种基于5G技术的集中供暖系统的调度优化方法，该方法包括：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；使用该关系训练得出室温调节方案；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；按照实际供暖系统情况，对各设备数学模型进行叠加；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出调度优化方案；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；声音频谱仪采集各设备声音频谱数据，训练得出设备调节声音特征谱；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。

技术领域

本发明属于集中供暖系统调度技术领域，具体涉及一种基于5G技术的集中供暖系统的调度优化方法

背景技术

2035年远景目标纲要中提到：“深化工业、建筑、交通等领域和公共机构节能，推动5G、大数据中心等新兴领域能效提升，强化重点用能单位节能管理，实施能量系统优化、节能技术改造等重点工程。”我国集中供暖应用广泛，耗能大，发展快。国家统计局发布的数据显示，2010年全国经营性的集中供热面积43亿平方米，2018年集中供热面积达到了87.8亿平方米，2019年更已经突破100亿平方米。从供热量上看，对比于2011年的蒸汽供热5.1亿吉焦和热水供热22.9亿吉焦，2019年，我国实现蒸汽供热 5.8亿吉焦，热水供热总量33.6亿吉焦。

集中供暖系统是由三部分组成：热源、换热站和热用户，采用供热管网衔接各个部分，集生产、输送和使用热量为一体的系统。集中供热系统中的热源是生产热的部分。供热管网是输送热的部分，它主要由管道和阀门等附件构成。热源与换热站之间称为一级(一次)网，热用户与换热站之间称为二级(二次)网。热用户是使用热量的部分，它主要有室内管道系统及末端用热设备构成。在换热站处总是存在供热量与需求量不匹配的现象，降低了热用户居住环境的舒适度，并且热源给换热站分配的热量存在近端换热站热量过多，远端换热站热量过少的现象。

目前，我国集中供暖仍采用传统的PLC控制方法，不但供暖损耗巨大，信息不清晰，系统维修困难，用户端也经常出现冷热不稳，体验差的评价。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种基于5G技术的集中供暖系统的调度优化方法。技术方案：在供暖系统中安装信息采集设备和通讯设备，建立环境参数与用户热负荷需求的关系，构建含有常系数的半经验公式。在运行数据中获取半经验公式中的系数。使用该公式预测在用户端边缘计算得单用户热负荷及用户端调度计划，各用户端将预测数据及实际数据上传至集控中心得出总热负荷需求预测曲线。室内信息采集设备与通讯设备配合调控室内温度。根据流体力学及传热学建立热网部件库，将各部件组合成实际热网。在模型上使用机器学习针对热负荷变化，在运行中进行热负荷优化调度。比对实际数据与预测运行数据，实时监测管网中的异常变化。通过分析管网中的压力，流量变化曲线，完成基于压力波法的管网异常检测。

本发明优化调度的具体调度如下：

首先建立建筑热平衡半经验公式，即各环境变量间的关系。

f(T_h，T_in，T_out，p，P_e，Q_w，v_w，ρ_w)＝0 (2)

其中T_h为管道内换热介质平均温度，T_in为室内温度，T_out为室外温度， p为气压，P_e为室内用电功率，P_s为太阳辐射强度，Q_w为建筑新风量，V_w为室外风力系数，ρ_w为室内湿度。

建立热平衡关系式：