(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 202210780184.2 (22)申请日 2022.07.04 (71)申请人 国网辽宁省电力有限公司电力科 学 研究院 地址 110055 辽宁省沈阳市和平区四平街 39-7号 申请人 华北电力大 学 (72)发明人 王顺江　郝俊红　戈志华　方王刚　 杨云溪　王星策　田亮　东方　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 专利代理师 杜阳阳 (51)Int.Cl. F24D 19/10(2006.01) F24D 3/10(2006.01) F24D 3/14(2006.01)F28D 20/00(2006.01) F28F 27/00(2006.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/06(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 111/04(2020.01) (54)发明名称 一种热网动态供 热策略确定方法 (57)摘要 本发明涉及一种热网动态供热策略确定方 法， 属于供热领域， 首先通过结合供热系统中换 热器、 管道、 围护结构的动态标准热阻模 型， 构建 供热系统的整体动态热量流模型， 从而建立了热 源供水温度与室内温度的函数关系， 然后确定以 室内温度波动最小和全天碳排放量最小为优化 目标的热网动态协调优化模型， 最后根据实时的 室外温度， 迭代 计算维持室内温度稳定的热源供 水温度， 为基于温度调节的热网动态优化运行提 供了供热策略， 在降低了碳排放的同时提升了用 户舒适度。 权利要求书4页 说明书10页 附图4页 CN 115234973 A 2022.10.25 CN 115234973 A 1.一种热网动态供 热策略确定方法， 其特 征在于， 包括： 基于热电比拟法， 分别构建换热器动态标准热阻模型、 管道动态标准热阻模型和围护 结构动态标准热阻模型； 结合换热器动态标准热阻模型、 管道动态标准热阻模型和围护结构动态标准热阻模 型， 获得供热系统的整体动态热量 流模型； 根据供热系统的整体动态热量流模型， 确定以室内温度波动 最小和全天碳排放量最小 为优化目标的热网动态 协调优化模型； 根据实时的室外温度， 基于所述整体动态热量流模型， 并利用所述热网动态协调优化 模型进行迭代计算， 获得满足室内温度要求的实时热源供水温度， 形成全天的热网动态供 热策略。 2.根据权利要求1所述的热网动态供热策略确定方法， 其特征在于， 所述换热器动态标 准热阻模型包括： 热流体和换热器壁之间的通用热阻Rh、 冷流体和换热器壁之间的通用热 阻Rc和等效热容Cb； Cb的一端、 Rh的一端与Rc的一端共点连接， Cb的另一端接地； Rh的另一端的电压节点等效为换热器的热侧进口温度Th,in， Cb的一端、 Rh的一端与Rc的 一端之间的电压共点等效为换热器壁温Tb， Rc的另一端的电压节点等效为换热器的冷侧进 口温度Tc,in。 3.根据权利要求2所述的热网动态供热策略确定方法， 其特征在于， 所述换热器动态标 准热阻模型的表达式为 其中， M为换热器壁质量， cp为换热器壁的热容， Th,in(t)为t时刻换热器的热侧进口温 度 ， Tc ,i n(t) 为t时刻换热器的冷侧进口温度 ， Tb(t) 为t时刻换热器壁温 ， NTUh和NTUc分别为换热器的有效热导与热 流体、 冷流体的热容量流之比， 为表征换热器流程对换 热性能影响的修正因子， kh和kc分别为热侧和冷侧的换热系数， A为工质与壁面的换热面积； Gh和Gc分别为热流体和冷流体的热容量流， Gh＝mhcp,h， Gc＝mccp,c， mh、 mc分别为热流体、 冷流 体的质量流量， cp,h、 cp,c分别为热流体、 冷流体的比热容； Th,out为换热器的热侧出口温度， Tc,out为换热器的冷侧出口温度， Qh、 Qc分别为热流体、 冷流体与换 热壁面的换热量。 4.根据权利要求3所述的热网动态供热策略确定方法， 其特征在于， 所述管道动态标准 热阻模型包括： 多个换 热单元动态标准热阻模型；权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115234973 A 2所述换热单元动态标准热阻模型包括管内流体与管壁热阻Rd,i、 钢管和两层外包保温 材料总热阻Rs,i和热容Cp,i； Cp,i的一端、 Rd,i的一端与Rs,i的一端共点连接， Cp,i的另一端接地； Rd,i的另一端的电压节点等 效为第i个换热单元管道内流体温度Td,i， Cp,i的一端、 Rd,i的 一端与Rs,i的一端之间的电压共点等效为第i个换热单元管道的管道 壁温度Tp,i， Rs,i的另一 端的电压节点 等效为第i个换 热单元管道的土壤温度Ts,i。 5.根据权利要求4所述的热网动态供热策略确定方法， 其特征在于， 所述管道动态标准 热阻模型的表达式为 其中， Td,i+1分别为第i+1个换热单元管道内流体温度， Qi为第i个换热单元内流体与管 壁的换热量， Gd,i为第i个换热单元内流体的热容量流， M'为管道壁的质量， c ′p表示管道壁 的热容， 为在t时刻换热单元的入口温度， 为在t+τ时刻换热单元的出口温度， ΔT 为温度降， τ为流体从管道一换热单元的首端流动到末端所需的时间， L为管道的管长， v为 流体速度， n 为换热单元的数量。 6.根据权利要求5所述的热网动态供热策略确定方法， 其特征在于， 所述围护结构动态 标准热阻模型包括： 流体与散热器壁的热阻Rl、 散热器壁与空气的热阻Ra、 空气与墙壁的热 阻Rw、 墙壁与室外空气的热阻Re、 散热器壁 的热容Cr、 室内空气的热容Ca和室内墙体的热容 Cw； Rl的一端、 Ra的一端和Cr的一端共 点连接， Ra的另一端、 Rw的一端和Ca的一端共 点连接， Rw 的另一端、 Re的一端和Cw的一端共点连接； Cr的另一端、 Ca的另一端和Cw的另一端均接地； Rl的另一端的电压节点等效为散热器流体进口温度Tl,in； Rl的一端、 Ra的一端和 Cr的一 端之间的电压共点等效为散热器壁温度Tr； Ra的另一端、 Rw的一端和Ca的一端之间的电压共 点等效为室内温度Ta； Rw的另一端、 Re的一端和Cw的一端之间的电压共点等效为墙壁温度Tw； Re的另一端的电压节点 等效为室外温度Te。 7.根据权利要求6所述的热网动态供热策略确定方法， 其特征在于， 所述围护结构动态 标准热阻模型的表达式为 权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115234973 A 3