本發(fā)明涉及供暖管理，具體是應(yīng)用于區(qū)域供暖效能評(píng)估的仿真模型構(gòu)建方法。
背景技術(shù)：
1、區(qū)域供暖系統(tǒng)作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，對(duì)于保障居民溫暖過冬和工業(yè)生產(chǎn)的正常運(yùn)行起著關(guān)鍵作用。傳統(tǒng)的區(qū)域供暖管理模式往往依賴于經(jīng)驗(yàn)和粗放式的調(diào)控，缺乏對(duì)供暖系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)監(jiān)測和科學(xué)評(píng)估。
2、在熱源供給方面，由于缺乏對(duì)熱源實(shí)際輸出熱力參數(shù)的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確掌握，常常導(dǎo)致能源供應(yīng)與實(shí)際需求不匹配，造成能源的浪費(fèi)或供應(yīng)不足。例如，在一些情況下，熱源過度供應(yīng)熱量，使得大量熱能在傳輸和使用過程中被浪費(fèi)；而在另一些情況下，又可能因?yàn)楣?yīng)不足，導(dǎo)致部分用戶室內(nèi)溫度不達(dá)標(biāo)。
3、輸配管網(wǎng)作為熱量傳輸?shù)耐ǖ?，其運(yùn)行狀況直接影響著供暖效果。然而，由于管網(wǎng)分布廣泛、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳統(tǒng)方法難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)中的泄漏、堵塞等異常情況，這不僅會(huì)造成熱量損失，還可能影響整個(gè)供暖系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
4、在用戶端，不同用戶的能耗需求存在差異，但傳統(tǒng)的供暖管理模式難以對(duì)用戶的實(shí)際能耗情況進(jìn)行精準(zhǔn)分析和調(diào)控，無法實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的供暖服務(wù)，也不利于提高能源利用效率，為此提供應(yīng)用于區(qū)域供暖效能評(píng)估的仿真模型構(gòu)建方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供應(yīng)用于區(qū)域供暖效能評(píng)估的仿真模型構(gòu)建方法。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
3、應(yīng)用于區(qū)域供暖效能評(píng)估的仿真模型構(gòu)建方法，包括以下步驟：
4、步驟s1、在區(qū)域供暖系統(tǒng)中的熱源供給站、輸配管網(wǎng)及用戶端部署多種采集裝置，并設(shè)置供暖季度周期，進(jìn)而采集區(qū)域供暖系統(tǒng)在各個(gè)供暖季度周期的供暖熱力參數(shù)與用戶能耗數(shù)據(jù)；
5、步驟s2、根據(jù)供暖熱力參數(shù)以及用戶能耗數(shù)據(jù)建立多重供暖評(píng)估模型，所述多重供暖評(píng)估模型包括熱源評(píng)估模型、管網(wǎng)評(píng)估模型、用戶能效評(píng)估模型以及區(qū)域可視化模型；
6、步驟s3、將當(dāng)前供暖季度周期劃分為若干個(gè)供暖檢測時(shí)點(diǎn)，每當(dāng)一個(gè)供暖檢測時(shí)點(diǎn)開始時(shí)，采集實(shí)時(shí)供暖熱力參數(shù)與實(shí)時(shí)用戶能耗數(shù)據(jù)輸入至多重供暖評(píng)估模型中，進(jìn)而根據(jù)熱源評(píng)估模型、管網(wǎng)評(píng)估模型以及用戶能效評(píng)估模型之間的能耗關(guān)系獲取相應(yīng)供暖檢測時(shí)點(diǎn)下的所需燃料數(shù)量，并檢測輸配管網(wǎng)是否存在異常。
7、進(jìn)一步的，所述熱源供給站用于生產(chǎn)供暖熱源，并將供暖熱源輸入至輸配管網(wǎng)；
8、所述輸配管網(wǎng)與各個(gè)用戶區(qū)域直接相連，用于根據(jù)各個(gè)用戶區(qū)域的供暖需求將供暖熱源輸送至各個(gè)用戶區(qū)域，所述用戶區(qū)域表示居民居住區(qū)域；
9、在熱源供給站、輸配管網(wǎng)及用戶區(qū)域部署溫度傳感器、壓力傳感器、流量計(jì)以及用戶熱表，并對(duì)各個(gè)采集裝置設(shè)置相同數(shù)據(jù)上傳頻率。
10、進(jìn)一步的，所述供暖熱力參數(shù)與用戶能耗數(shù)據(jù)的采集過程包括：
11、設(shè)置供暖季度周期，進(jìn)而每當(dāng)一個(gè)供暖季度周期開始，各個(gè)采集裝置采集所在位置的各項(xiàng)供暖參數(shù)數(shù)據(jù)或用戶能耗數(shù)據(jù)；
12、所述供暖參數(shù)數(shù)據(jù)包括供水溫度變化曲線、回水溫度變化曲線、管道壓力變化值以及流量曲線，所述用戶能耗數(shù)據(jù)包括累計(jì)用熱量、室內(nèi)溫度值、用戶目標(biāo)供暖溫度以及供回水溫度差值；
13、每當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)上傳周期結(jié)束時(shí)，各個(gè)采集裝置上傳其采集的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，同時(shí)獲取源供給站在數(shù)據(jù)上傳周期內(nèi)的燃料使用量，進(jìn)而獲取每個(gè)供暖季度周期的供暖熱力參數(shù)與用戶能耗數(shù)據(jù)。
14、進(jìn)一步的，所述區(qū)域可視化模型的建立過程包括：
15、獲取區(qū)域供暖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，所述區(qū)域供暖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖包括熱源供給站、輸配管網(wǎng)及用戶區(qū)域的空間位置分布；
16、進(jìn)而根據(jù)區(qū)域供暖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖建立區(qū)域可視化模型，所述區(qū)域可視化模型包括熱源供給站模型部分、輸配管網(wǎng)模型部分以及用戶區(qū)域模型，其中輸配管網(wǎng)模型部分同時(shí)連接熱源供給站模型部分和用戶區(qū)域模型，并對(duì)各個(gè)用戶區(qū)域模型設(shè)置編號(hào)a1、a2、a3、……、an，n為大于0的自然數(shù)；
17、將各個(gè)輸配管網(wǎng)模型部分中的輸配管道的轉(zhuǎn)接點(diǎn)記為溫度敏感點(diǎn)與壓力波動(dòng)點(diǎn)。
18、進(jìn)一步的，所述熱源評(píng)估模型的建立過程包括：
19、根據(jù)熱源供給站在最近供暖季度周期內(nèi)歷史供水溫度變化曲線、歷史回水溫度變化曲線以及歷史燃料使用量，獲取供暖季度周期在不同燃料使用量下的熱源輸出功率動(dòng)態(tài)方程。
20、進(jìn)一步的，所述管網(wǎng)評(píng)估模型的建立過程包括：
21、根據(jù)各個(gè)采集裝置在輸配管網(wǎng)的位置分布以及溫度敏感點(diǎn)與壓力波動(dòng)點(diǎn)的分布，將輸配管網(wǎng)模型部分劃分為若干個(gè)管段單元，進(jìn)而根據(jù)最近三個(gè)供水溫度變化曲線、回水溫度變化曲線、管道壓力變化值以及流量曲線，獲取各個(gè)管段單元的標(biāo)準(zhǔn)壓力-流速方程以及標(biāo)準(zhǔn)流速-溫度損耗公式。
22、進(jìn)一步的，所述用戶能效評(píng)估模型的建立過程包括：
23、分別調(diào)取各個(gè)用戶區(qū)域在m個(gè)供暖季度周期的歷史用戶能耗數(shù)據(jù)，根據(jù)熱力學(xué)原理設(shè)定用戶區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)均勻的熱環(huán)境，同時(shí)由于室內(nèi)供暖的供暖季度一般為冬季，故隨著室內(nèi)和室外之間溫度差不斷增大，使得供暖效率呈波動(dòng)性變化，其中m為大于20的自然數(shù)；
24、進(jìn)而設(shè)置多段室內(nèi)溫度區(qū)間，根據(jù)歷史用戶能耗數(shù)據(jù)包含的室內(nèi)溫度值，對(duì)各個(gè)供暖季度周期的歷史用戶能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，進(jìn)而根據(jù)同一組歷史用戶能耗數(shù)據(jù)中的歷史累計(jì)用熱量以及供回水溫度差值，獲取不同室內(nèi)溫度區(qū)間下的供暖效率；
25、將熱源評(píng)估模型、用戶能效評(píng)估模型以及管網(wǎng)評(píng)估模型標(biāo)注于多重供暖評(píng)估模型相應(yīng)位置。
26、進(jìn)一步的，獲取供暖檢測時(shí)點(diǎn)下的所需燃料數(shù)量的過程包括：
27、將供暖季度周期內(nèi)的各個(gè)數(shù)據(jù)上傳周期記為供暖檢測時(shí)點(diǎn)，進(jìn)而最近供暖季度周期開始，各個(gè)采集裝置采集其所在位置的各項(xiàng)實(shí)時(shí)供暖參數(shù)數(shù)據(jù)以及實(shí)時(shí)用戶能耗數(shù)據(jù)，并將實(shí)時(shí)供暖參數(shù)數(shù)據(jù)以及實(shí)時(shí)用戶能耗數(shù)據(jù)標(biāo)注于多重供暖評(píng)估模型；
28、區(qū)域供暖系統(tǒng)檢測各個(gè)用戶區(qū)域上傳的供暖需求，并將供暖需求標(biāo)注于多重供暖評(píng)估模型中相應(yīng)的用戶區(qū)域模型上，所述供暖需求包括需求時(shí)段以及需求供暖溫度；
29、每當(dāng)一個(gè)供暖檢測時(shí)點(diǎn)開始時(shí)，從多重供暖評(píng)估模型中遍歷出帶有供暖需求的用戶區(qū)域模型，根據(jù)供暖需求中的需求時(shí)段對(duì)相應(yīng)用戶區(qū)域模型設(shè)置供暖生命周期；
30、在多重供暖評(píng)估模型遍歷出用戶區(qū)域模型與熱源供給站模型部分之間所關(guān)聯(lián)的管段單元，并生成相應(yīng)的供暖管道鏈，進(jìn)而將需求供暖溫度以及實(shí)時(shí)室內(nèi)溫度依次輸入至用戶能效評(píng)估模型以及相應(yīng)的管網(wǎng)評(píng)估模型中；
31、將同一對(duì)供暖檢測時(shí)點(diǎn)之間的供暖管道鏈，根據(jù)相同管段單元進(jìn)行重疊合并；
32、根據(jù)用戶區(qū)域模型以及管網(wǎng)評(píng)估模型，對(duì)各對(duì)供暖檢測時(shí)點(diǎn)之間的所需熱量進(jìn)行層級(jí)匯總，并將匯總結(jié)果輸入至熱源供給站模型，進(jìn)而熱源供給站模型根據(jù)匯總結(jié)果輸出所需燃料數(shù)量；
33、進(jìn)一步的，檢測輸配管網(wǎng)是否存在異常的過程包括：
34、根據(jù)各個(gè)管段單元的實(shí)時(shí)流量曲線，獲取各個(gè)管段單元的預(yù)計(jì)管道壓力值，設(shè)置管壓變化檢測區(qū)間，將預(yù)計(jì)管道壓力值與相應(yīng)實(shí)時(shí)管道壓力變化值進(jìn)行對(duì)比，若實(shí)時(shí)管道壓力變化值與壓力超出閾值之間的差值在管壓變化檢測區(qū)間內(nèi)，則不做任何操作，否則判斷對(duì)應(yīng)管段單元存在異常，進(jìn)而根據(jù)對(duì)應(yīng)管段單元的編號(hào)向工作人員發(fā)送異常檢修提示。
35、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
36、1、本發(fā)明根據(jù)采集到的供暖熱力參數(shù)和用戶能耗數(shù)據(jù)建立多重供暖評(píng)估模型，包括熱源評(píng)估模型、管網(wǎng)評(píng)估模型、用戶能效評(píng)估模型以及區(qū)域可視化模型。這些模型從不同角度對(duì)區(qū)域供暖系統(tǒng)進(jìn)行全面評(píng)估，能夠深入分析熱源、管網(wǎng)和用戶端的能耗情況和運(yùn)行效率，為優(yōu)化供暖系統(tǒng)提供科學(xué)依據(jù)。
37、2、通過將當(dāng)前供暖季度周期劃分為若干個(gè)供暖檢測時(shí)點(diǎn)，每當(dāng)一個(gè)供暖檢測時(shí)點(diǎn)開始時(shí)，采集實(shí)時(shí)供暖熱力參數(shù)與實(shí)時(shí)用戶能耗數(shù)據(jù)輸入至多重供暖評(píng)估模型中。實(shí)現(xiàn)了對(duì)供暖系統(tǒng)的實(shí)時(shí)評(píng)估和動(dòng)態(tài)調(diào)控，根據(jù)不同供暖檢測時(shí)點(diǎn)下的實(shí)際情況，精準(zhǔn)計(jì)算所需燃料數(shù)量，避免能源的浪費(fèi)或供應(yīng)不足，提高能源利用效率。