CN113531647B - 天然气锅炉分布式供热系统调控方法及系统 - Google Patents
天然气锅炉分布式供热系统调控方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本公开提供了一种天然气锅炉分布式供热系统调控方法及系统，获取待供热区域的室外温度；根据获取的室外温度，得到对应室外温度条件下的热负荷需求；根据得到的热负荷需求，得到对应室外温度条件下的燃气流量需求；根据得到的燃气流量需求进行燃气耗气量控制；本公开以燃气流量作为调控参数，综合考虑了热负荷需求和一天中不同时段的热负荷需求差异性，提高了供热调控精度，适应性强。
Description
技术领域
本公开涉及供热控制技术领域，特别涉及一种天然气锅炉分布式供热系统调控方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。
目前，传统的化石燃料受到了限制，大量新能源分布式供热企业不断涌现，清洁能源的成本价格远远高于传统热源的成本价格，影响了这些供热企业的盈利空间甚至是生存空间。
精细化能源供给调控策略对于供热运行过程中把控成本、节能降耗起到十分关键的作用。采用燃煤锅炉、热电联产等热源形式的传统供热系统多采用供水温度或回水温度作为调控的数据依据。
但是发明人发现，天然气锅炉等新型分布式能源系统具有系统小、反应快速、分时供热效率差异大等特点，采用固定的供回水温度作为调控目标无法实现更精确和更低成本的控制。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种天然气锅炉分布式供热系统调控方法及系统，以燃气流量作为调控参数，综合考虑了热负荷需求和一天中不同时段的热负荷需求差异性，提高了供热调控精度，适应性强。
为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
本公开第一方面提供了一种天然气锅炉分布式供热系统调控方法。
一种天然气锅炉分布式供热系统调控方法，包括以下过程：
获取待供热区域的室外温度；
根据获取的室外温度，得到对应室外温度条件下的热负荷需求；
根据得到的热负荷需求，得到对应室外温度条件下的燃气流量需求；
根据得到的燃气流量需求进行燃气耗气量控制。
进一步的，包括至少四个控制时段，分别为：早上起床时段、白天上班时段、下班回家时段和夜间休息时段，不同的时段采用不同的热负荷指标修正系数进行热负荷修正。
更进一步的，早上起床时段和下班回家时段，对热负荷指标进行正向修正。
更进一步的，白天上班时段和夜间休息时段，对热负荷指标进行负向修正。
更进一步的，设计热负荷指标修正系数为：
进一步的，热负荷需求，包括：
其中，qf为建筑物供暖设计热负荷指标，β为设计热负荷指标修正系数，F为小区实际供暖面积，tn为室内设计温度，ts为实时室外温度，tw′为当地室外供暖设计温度。
进一步的，燃气流量需求Q燃，包括：
其中，Q为热负荷需求，c为天然气热值。
本公开第二方面提供了一种天然气锅炉分布式供热系统调控系统。
一种天然气锅炉分布式供热系统调控系统，包括：
数据获取模块，被配置为：获取待供热区域的室外温度；
热负荷需求获取模块，被配置为：根据获取的室外温度，得到对应室外温度条件下的热负荷需求；
燃气流量需求获取模块，被配置为：根据得到的热负荷需求，得到对应室外温度条件下的燃气流量需求；
燃气耗气量控制模块，被配置为：根据得到的燃气流量需求进行燃气耗气量控制。
本公开第三方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本公开第一方面所述的天然气锅炉分布式供热系统调控方法中的步骤。
本公开第四方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本公开第一方面所述的天然气锅炉分布式供热系统调控方法中的步骤。
与现有技术相比，本公开的有益效果是：
1、本公开所述的供热调控方法及系统，以燃气流量作为调控参数，综合考虑了热负荷需求和一天中不同时段的热负荷需求差异性，提高了供热调控精度，适应性强。
2、本公开所述的供热调控方法及系统，分成早上起床、白天上班、下班回家和夜间休息四个时段，不同的时段采用不同的热负荷指标修正系数进行热负荷修正，极大的提高了热负荷需求的准确性，进而提升用户的用热体验。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1为本公开实施例1提供的天然气锅炉分布式供热系统调控方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1：
如图1所示，本公开实施例1提供了一种天然气锅炉分布式供热系统调控方法，包括以下过程：
获取待供热区域的室外温度；
根据获取的室外温度，得到对应室外温度条件下的热负荷需求；
根据得到的热负荷需求，得到对应室外温度条件下的燃气流量需求；
根据得到的燃气流量需求进行燃气耗气量控制。
具体的，包括以下内容：
S1：确定热负荷指标
对于新建建筑，可以根据暖通图纸获得供暖设计热负荷指标。对于建筑图纸丢失的老旧小区，则根据历年运行记录推算设计热负荷指标。对于既有建筑图纸，也有历年的供暖运行记录的小区，供暖设计热负荷指标应结合上述两方面因素综合考虑，为避免诱发舆情，建议选择两者中较大的设计热负荷指标作为调控策略计算参数，后续再根据室温情况进行调控策略的修订。
S2：根据人们的起居习惯，对各个时段的设计热负荷指标进行修正
根据人们的起居生活习惯，各个时段设计热负荷指标应存在一定差异，以满足不同时间人们的不同体感温度需求，因此采用设计热负荷指标修正系数来反应各个时段的差异性，用β来表示。
时段一：早上起床期间，体感温度要求相对高一些，需要适当增加该时段供热量，可对热负荷指标进行正向修正。
时段二：白天上班期间，这个时间段大部分用户不在家，且该时段受太阳辐射影响较大，需要适当降低该时段供热量，可对热负荷指标进行负向修正。
时段三：下班回家期间，体感温度要求相对高一些，需要适当增加该时段供热量，可对热负荷指标进行正向修正。
时段四：夜间休息期间，对室温的要求相对低一些，需要适当降低该时段供热量，可对热负荷指标进行负向修正。
各时段负荷指标修正系数计算公式：
S3：计算该小区各个时段不同室外温度下的热负荷以及燃气流量需求量
S3.1：计算各时段不同室外温度下热负荷需求
其中：qf为建筑物供暖设计热负荷指标W/m2，β为设计热负荷指标修正系数，F为小区实际供暖面积m2，tn为室内设计温度℃，ts为实时室外温度℃，tw′为当地室外供暖设计温度℃。
S3.2：计算各时段不同室外温度下燃气流量需求量
其中：
Q燃-燃气流量需求量，m3/h；Q-热负荷，kW；c-天然气热值，kcal/m3。
S4：生成运行调控策略
S5：调控策略的修订方法
S5.1：在供暖初期，根据上述的方法制定初版二次网运行策略。初始策略建议略高于该小区的实际需求，保障居民供热质量。
S5.2：运行策略执行过程中关注投诉率，统计投诉原因，同时采集室温信息。
S5.3：根据室温及投诉情况，对热负荷指标，各时段热负荷指标修正系数进行修订，重新计算出具新的调控策略并执行。
S5.4：重复进行S5.2和S5.3的步骤描述工作，直至将室温及投诉率控制在目标值，且各时段室温满足人们日常生活需求为止。
以某小区为例，总建筑面积60万平米，实供面积约38万平米，供热率63.3％，热源形式为天然气锅炉。该小区的图纸设计热负荷指标是38W/㎡。通过2018-2019年采暖季实际能耗数据及供暖季平均室外温度推算得到的设计热负荷指标为40.43W/㎡。2018-2019采暖季入户测温记录显示室温大多在21℃到22℃之间。综合考虑上述三方面因素，选取40W/㎡作为初期调控策略的计算参数，并对四个时段的设计热负荷指标进行了修正，修正系数选取如下所示：
四个时段的目标室温分别为22℃、21.5℃、22℃、21℃，当热负荷指标不做修正时，四个时段的室温分别是20.5℃、22℃、21℃、21.2℃，计算各时段热负荷指标修正系数如下：
时段一：早上起床期间：
时段二：白天上班期间，对热负荷指标进行负向修正，设计热负荷指标修正系数取0.93。
时段三：下班回家期间，对热负荷指标进行正向修正，设计热负荷指标修正系数取1.04。
时段四：夜间休息期间，对热负荷指标进行负向修正，设计热负荷指标修正系数取0.94。
根据公式计算出各个时段不同室外温度下的小时燃气，得到后初版的运行调控策略：
后续根据室温及投诉率进行不断修订，将热负荷指标降低至36W/m2。
实施例2：
本公开实施例2提供了一种天然气锅炉分布式供热系统调控系统，包括：
数据获取模块，被配置为：获取待供热区域的室外温度；
热负荷需求获取模块，被配置为：根据获取的室外温度，得到对应室外温度条件下的热负荷需求；
燃气流量需求获取模块，被配置为：根据得到的热负荷需求，得到对应室外温度条件下的燃气流量需求；
燃气耗气量控制模块，被配置为：根据得到的燃气流量需求进行燃气耗气量控制。
所述系统的工作方法与实施例1提供的天然气锅炉分布式供热系统调控方法相同，这里不再赘述。
实施例3：
本公开实施例3提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本公开实施例1所述的天然气锅炉分布式供热系统调控方法中的步骤。
实施例4：
本公开实施例4提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本公开实施例1所述的天然气锅炉分布式供热系统调控方法中的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本公开可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种天然气锅炉分布式供热系统调控方法，其特征在于：包括以下过程：
获取待供热区域的室外温度；
根据获取的室外温度，得到对应室外温度条件下的热负荷需求；
根据得到的热负荷需求，得到对应室外温度条件下的燃气流量需求；
根据得到的燃气流量需求进行燃气耗气量控制，具体的，包括以下内容：
S1：确定热负荷指标；
S2：根据人们的起居习惯，对四个控制时段的设计热负荷指标进行修正；
S3：计算该供热区域各个时段不同室外温度下的热负荷以及燃气流量需求量；
S4：生成运行调控策略；
S5：调控策略的修订方法，具体如下：
S5.1：在供暖初期，根据上述的方法制定初版二次网运行策略；初版二次网运行策略略高于该供热区域的实际需求，保障居民供热质量；
S5.2：运行策略执行过程中关注投诉率，统计投诉原因，同时采集室温信息；
S5.3：根据室温及投诉情况，对热负荷指标，各时段热负荷指标修正系数进行修订，重新计算出具新的调控策略并执行；
S5.4：重复进行S5.2和S5.3的步骤描述工作，直至将室温及投诉率控制在目标值，且各时段室温满足人们日常生活需求为止。
2.如权利要求1所述的天然气锅炉分布式供热系统调控方法，其特征在于：
所述四个控制时段，分别为：早上起床时段、白天上班时段、下班回家时段和夜间休息时段，不同的时段采用不同的热负荷指标修正系数进行热负荷修正。
3.如权利要求2所述的天然气锅炉分布式供热系统调控方法，其特征在于：
早上起床时段和下班回家时段，对热负荷指标进行正向修正。
4.如权利要求2所述的天然气锅炉分布式供热系统调控方法，其特征在于：
白天上班时段和夜间休息时段，对热负荷指标进行负向修正。
5.如权利要求2所述的天然气锅炉分布式供热系统调控方法，其特征在于：
设计热负荷指标修正系数为：
6.如权利要求1所述的天然气锅炉分布式供热系统调控方法，其特征在于：
热负荷需求，包括：
其中，qf为建筑物供暖设计热负荷指标，β为设计热负荷指标修正系数，F为小区实际供暖面积，tn为室内设计温度，ts为实时室外温度，tw'为当地室外供暖设计温度。
7.如权利要求1所述的天然气锅炉分布式供热系统调控方法，其特征在于：
燃气流量需求Q燃，包括：
其中，Q为热负荷需求，c为天然气热值。
8.一种天然气锅炉分布式供热系统调控系统，其特征在于：包括：
数据获取模块，被配置为：获取待供热区域的室外温度；
热负荷需求获取模块，被配置为：根据获取的室外温度，得到对应室外温度条件下的热负荷需求；
燃气流量需求获取模块，被配置为：根据得到的热负荷需求，得到对应室外温度条件下的燃气流量需求；
燃气耗气量控制模块，被配置为：根据得到的燃气流量需求进行燃气耗气量控制，具体的，包括以下内容：
S1：确定热负荷指标；
S2：根据人们的起居习惯，对四个控制时段的设计热负荷指标进行修正；
S3：计算该供热区域各个时段不同室外温度下的热负荷以及燃气流量需求量；
S4：生成运行调控策略；
S5：调控策略的修订方法，具体如下：
S5.1：在供暖初期，根据上述的方法制定初版二次网运行策略；初版二次网运行策略略高于该供热区域的实际需求，保障居民供热质量；
S5.2：运行策略执行过程中关注投诉率，统计投诉原因，同时采集室温信息；
S5.3：根据室温及投诉情况，对热负荷指标，各时段热负荷指标修正系数进行修订，重新计算出具新的调控策略并执行；
S5.4：重复进行S5.2和S5.3的步骤描述工作，直至将室温及投诉率控制在目标值，且各时段室温满足人们日常生活需求为止。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的天然气锅炉分布式供热系统调控方法中的步骤。
10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7任一项所述的天然气锅炉分布式供热系统调控方法中的步骤。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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