(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210782097.0 (22)申请日 2022.07.05 (71)申请人 东北电力大 学 地址 132012 吉林省吉林市船 营区长春路 169号 申请人 国网山西省电力公司运城供电公司 (72)发明人 杨玉龙　王淞　严干贵　孙伟　 刘建武　李勇　 (74)专利代理 机构 吉林市达利专利事务所 22102 专利代理师 陈传林 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种基于多种运行工况的供热电锅炉系统 建模方法 (57)摘要 本发明是一种基于多种运行工况的供热电 锅炉系统建模方法， 其特点是： 包括确定运行过 程工况、 不同工况下的供热电锅炉系统建模和不 同工况下的模 型参数拟合。 根据供热电锅炉系统 中锅炉泵和热网出回水泵的开关状态， 将电锅炉 系统的运行工况分为蓄热过程， 不蓄热不供热过 程， 供热过程及同时蓄供热过程， 通过对电锅炉 系统运行工况进行详细划分， 针对 各个工况建立 更加细致的模 型， 其相较于传统建模 方法更加接 近实际工况， 进一步提高了模型精确度。 具有建 模准确、 仿真结果接 近实际的优点。 权利要求书10页 说明书22页 附图4页 CN 115221696 A 2022.10.21 CN 115221696 A 1.一种基于多种运行工况的供热电锅炉系统建模方法， 其特征是： 包括确定运行过程 工况、 不同工况 下的供热电锅炉系统建模和不同工况 下的模型参数拟合， 具体如下： 1)确定运行 过程工况 根据锅炉泵和热网出回水泵的开关状态， 将电锅炉系统的运行工况分为蓄热、 同时蓄 供热、 供热和不蓄热不供 热的四种过程， 见公式(1)： 式中： x， y分别为表示锅炉泵和热网出回水泵的开关状态的0 ‑1变量， 数值1表示泵开 启， 数值0表 示泵关闭， z表 示供热电锅炉系统的运行工况， 其中： 蓄热过程z＝ 1， 同时蓄供热 过程z＝2， 供 热过程z＝3， 不蓄热不供 热过程z＝4； 2)不同工况 下的供热电锅炉系统分别建模 ㈠蓄热过程建模 ①水箱温度变化模型 蓄热过程中， 水箱温度线性上升， 其温度变化模型 见公式(2)： 式中： i时刻电锅炉功率； Cs(10)： 蓄热过程中水箱热容； Tsi： i时刻水箱温度； Δt： 时 间步长； ②热网出回水温度变化模型 a)一次热网出水温度和二 次热网回水温度在蓄热过程中平稳下降， 采用管道静态热力 特性方程， 见公式(3)和(4)： 式中： C1(10)： 蓄热过程中一次热网出水与环境之间的等效换热系数； C2(10)： 蓄热过程中 二次热网回水与环境之间的等效换热系数； i时刻一次热网出水温度； i时刻环境 温度； i时刻二次热网回水温度； b)一次热网回水温度和二 次热网出水温度在蓄热过程中有突变过程， 在突变过程中的 温度变化模型 见公式(5)和(6)： 式中： C′1(10)： 蓄热过程中一次热网回水与二次热网回水之间的等效换热系数； C ′2(10)： 蓄热过程中二次热网出水与一次热网出水之间的等效换热系数； i时刻一次热网回水 温度； i时刻二次热网出 水温度；权　利　要　求　书 1/10 页 2 CN 115221696 A 2c)突变过程结束后， 一次热网回水温度下降至与二次热网回水温度相等， 二次热网出 水温度上升 至与一次热网出 水温度相等， 见公式(7)和(8)： ③建筑一阶ETP模型 蓄热过程中， 建筑一阶ETP模型 见公式(9)： Cb(10)： 蓄热过程中建筑等效热容； R(10)： 蓄热过程中建筑等效热阻； 时段室内温度； ㈡同时蓄供 热过程建模 ①水箱温度变化模型 供热及同时蓄供 热过程中， 水箱热容与仅蓄热 过程中的水箱热容相等， 见公式(10)： 式中： Cs(11)： 同时蓄供 热过程中水箱热容； P1i： i时刻一次热网热功率； ②热网出回水温度变化模型 a)水箱至一次热网出水口， 不考虑时间延迟， 存在温度损失， 温度损失方程见公式 (11)： 式中： kloss： 管道热损失系数； b)同时蓄供热过程中， 锅炉泵与热网出回水泵均开启， 热网中的介质处于流通状态， 一 次热网回水温度， 二次热网出回水温度可根据换热器热平衡关系求得， 求解模型见公式 (12)： 式中： Kj(11)： 同时蓄供 热过程中j次热网换 热系数； c)与房间进行 换热之后的温度损失表示 为公式(13)： 式中： k′loss(11)： 同时蓄供 热过程中二次热网出 水与房间的换 热系数； ③建筑一阶ETP模型 同时蓄供 热过程中， 建筑一阶ETP模型 见公式(14)： 式中： Cb(11)： 同时蓄供热过程 中建筑等效热容； R(11)： 同时蓄供热过程中建筑等效热阻； i时刻二次热网热功率； ㈢供热过程建模 ①水箱温度变化模型 供热过程中水箱温度逐渐下降， 温度变化模型 见公式(15)： 权　利　要　求　书 2/10 页 3 CN 115221696 A 3