智慧供热系统数据运行核查方法研究

高质量数据是智慧供热系统数据分析的前提和分析结论可靠性的保障,计量器具的良好工作状态是获得高质量数据的基础。本文讨论了计量器具的检定、校准及运行核查的区别,研究了智慧供热系统计量器具在线运行核查方法。研究表明:流量计根据其实际安装工作条件,采用安装条件修正系数可解决直管段长度不够带来的测量误差问题;采用基准表法对使用的流量计进行技术性能核查,可正确判别单台流量计的工作状态;示踪法是解决大口径贸易结算表数据质量问题的有效方法。本研究可为及时发现工作异常的计量器具、确保测量数据的准确性及可靠性提供理论指导及技术支撑。

基于间接核查法的流量计云在线运行核查方法

在供热物理设备网中,除不同规模的流量计群外,还设有大量与流量有关的设备及部件。本文研究了利用供热系统的机理、被核查流量计的相关参数、供热物理设备网中设置的具有流量特性的设备或部件来判断被核查流量计工作状态的方法,并在此基础上提出了流量计的云在线运行核查技术流程,以快速判断在线应用的流量计的技术性能是否满足使用要求,解决供热企业核查人员及核查仪器设备不足的缺陷,有效提升智慧供热系统数据质量和提高控制系统的安全。

基于归一化原理的流量计群在线核查方法

目前供热系统中的流量计带病工作较多、流量测量数据可信度低、判断流量计工作情况难。本文研究了利用归一化方法解决流量计群的测量数据不闭合问题,给出了流量及热量的修正方法;分析了总流量变化时各热力站的流量比变化率,以及正常运行的流量计的流量比变化率的区间,证明了利用流量比变化率可实现流量计的云在线核查,为保障智慧供热系统中的数据正确及完整提供了简单、实用的方法。

基于贝叶斯网络的地下供热管线失效因素分析

本文统计地下供热管线事故案例214起,通过分析识别以及归纳化简,提取出22个影响因素,将其作为事件代入故障树模型中,根据转化关系得故障树一贝叶斯拓扑结构,在HuginLite软件中进行可视化处理,通过反向推理分析事故成因。结果表明导致管线泄漏失效事故发生的最主要直接影响因素为腐蚀穿孔,其他直接因素按概率重要程度排序依次为外力破坏、疲劳开裂、附属设施损坏。导致四周直接影响因素发生的因素分别为内保护层失效、施工破坏、管道存在施工设计缺陷、阀门损坏。

智慧换热站信息化建设管理系统研究——以国防馨苑小区为例

智慧换热站的信息化建设作为当前集中供暖的重要选择,该工作在实际的开展中面临着很多的困境与难题。从目前集中供热的现状与换热站系统的现状出发,研究换热站系统的构成及其工作原理、换热站自控系统调节的基本理论和方法,以国防馨苑小区智慧换热管理系统建设为蓝本,为集中供热监控系统研究和智慧换热站信息化建设提供参考。致力于为今后集中供暖工作的发展提供有价值的参考。

基于信息技术的热力站智能控制系统研究

采用信息化技术,选取单片机为核心控制器,从硬件与软件两个方面,对二次供水温度智能化控制系统进行设计,以此来满足热用户对供热的要求,具有很好的社会经济效益,能够促进热力工业健康发展。

基于加权扰量的供热系统质调节模式分析

常规的供热系统质调节模式未能充分考虑人员、灯光、设备散热及邻室传热等热扰量,也未反映出建筑围护结构热惯性作用下各热扰量对室温影响的衰减和延迟特性,从而导致室温控制不精确。因此,提出基于加权扰量的供热系统质调节运行模式的构建方法,并将此与常规质调节模式的运行效果进行比较。结果表明,相较于常规质调节模式,基于加权扰量的质调节模式在供水温度、供暖小时数和室温稳定性方面都表现出明显的优势,该模式不仅可显著降低供热系统的运行能耗,提升能源应用效率,而且还可增强室内温度的稳定性,进一步提高居住者的热环境舒适度。因此,基于加权扰量的质调节模式为供热系统的运行调节提供了一种新的有效路径。

小样本情形集中供热系统元件失效率估计方法研究

对国内3个典型城市集中供热系统失效事件进行了调查统计,并对元件失效率进行了估计。针对直接估计模型存在的限制,引入了Bayes(贝叶斯)理论,融合历史信息,提出了一般Bayes模型和分层Bayes模型。比较了3种模型的精度,管道、阀门和补偿器3类元件的分层Bayes模型精度分别为0.31、0.32、0.29,在3种模型中精度最高;最终通过改变样本量,得出3种模型精度随样本量增加均呈现上升趋势,且相互差距逐渐缩小,验证了Bayes模型在小样本情形的适用性。

集中供热系统水力热力耦合特性辨识方法研究

集中供热系统的运行能效主要受其水力热力特性的影响,换热站作为连接热源、热网和热用户的枢纽,是分析系统水力热力特性的关键,站内设备的长期运行性能衰减会导致供热系统整体能耗升高、能效下降,因此有必要对站内设备的运行性能进行诊断.基于换热站实测运行数据,分别采用最小二乘法和梯度下降对站内主要设备包括换热器、循环泵和调节阀的性能曲线进行了辨识,从而构建了集中供热系统的水力热力特性计算方法,全面分析了某典型换热站主要设备性能衰减情况和能耗水平,对主要设备运行性能进行了评估,并对设备维护的经济性和碳减排效果进行了计算.结果表明:换热站内主要设备性能存在不同程度衰减,其中换热器传热系数由1.00 kW/(m^(2)·K)下降至0.64 kW/(m^(2)·K),循环泵标况扬程由22.4 m下降至17.3 m,调节阀流通能力由183.0 t/h下降至82.4 t/h,且阀门整体开度较低,以上问题导致了系统整体能耗的增加;为消除气候变化对集中供热系统能耗分析的影响,结合度日数和实际供热面积,对系统能耗进行评价,与标准年相比,测试年采暖季同期平均热耗和电耗分别增加了0.86 GJ/(104 m^(2)·℃·d)和2.38 kW·h/(104 m^(2)·℃·d);对主要设备进行清洗和更换后,集中供热系统采暖季诊断时间内的同期累计电耗可降低16.3%,全生命周期内CO_(2)排放量可减少128.5 t.

兼具求解速度与隐私性的复杂供热管网等值简化模型

电热能源系统模型维度高将会导致求解难度较大。为此,提出一种兼具求解速度与隐私性的复杂供热管网等值简化模型。首先,基于热网拓扑结构特点,提出可对供热管网进行灵活化简的供热管网拓扑简化方法,并根据简化后的管道结构和参数建立复杂供热管网等值简化模型。其次,充分考虑热电联产(combined heat and power,CHP)机组以热定电模式和热网热惯性对旋转备用容量的影响,建立了系统旋转备用模型。基于此,建立了考虑旋转备用约束的电热能源系统调度模型。最后,采用信息间隙决策理论(information gap decision theory, IGDT)处理系统成本与风电不确定度之间的关系。算例结果分析了供热管网拓扑简化方法在不同简化程度下的简化效果,验证了所提模型适用于电热能源系统优化调度,有效地减少优化模型的求解时间。

基于数据增广的区域供热系统热力站负荷预测模型准确率提升方法研究

开展了热力站数据生成模型研究,基于生成对抗网络和去噪扩散概率模型建立了数据生成模型,通过学习气象、室温、热力站运行数据的联合分布,对原始训练数据进行增广,为预测模型训练提供充足的数据支撑,从而提高预测模型的准确率。在北京市某热力站进行了验证和实际测试,结果表明:该方法可以将热力站一次侧电动调节阀开度和二次网供水温度的预测误差分别降低约7%和11%;同时,应用准确率提升后的负荷预测值进行供热量调节得到的预计室温与室温目标值之间的偏差可进一步降低5.44%。基于生成对抗网络的生成模型能够扩展预测模型的预测范围,基于去噪扩散概率模型的生成模型能够在原预测范围内提高预测模型的准确率。本文研究可为进一步提高区域供热系统热力站负荷预测能力与按需精准调控水平提供支撑。

基于室温监测反馈的集中供热按需调控技术研究

集中供热收费的计量单位为供热面积,在这种计量模式下,供热合格与否的判断指标不是用热量,而是热用户的热舒适性。本文提出了一种以监测反馈室温作为按需供热抓手的分时分区按需供热精准调控技术,在研究分析供热管网宽幅调节、精准输配机制基础上,分析了室温变化规律和热网延时特性,确定了调控目标和技术可行性。为进一步体现室温的综合特性,确定了室温采集传感器数量计算式和空间部署原则,开发了换热站有效室温计算方法,提出了一种结合预测室外气象参数、基于有效室温的反馈值和设定值偏差的预测反馈控制方法和自控逻辑。工程实践表明,该技术不仅能提升用热质量,还能较大幅度地降低热耗。

室内地埋供热管道泄漏的声学监测及其信号去噪方法研究

为了更精确地对室内地埋供热管道泄漏声学监测信号进行主要特征频率提取和分析,需先对测量信号去噪。本文采用变分模态分解(variational mode decomposition,VMD),对距离漏水点5 cm和40 cm测量点的原始声信号分别进行模态分解,计算出各模态分量的排列熵并将其作为噪声信号剔除的依据,最后对信号进行重构,并与经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)、集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)的处理结果进行对比。发现相比于其他两种分解降噪方法,VMD能够更好地解决模态混叠问题,能更为精确地将噪声信号去除,达到更好的去噪效果。

黑龙江省智慧供热建设现状与分析

对黑龙江省已经实施的智慧供热建设项目进行调研,总结目前省内智慧供热的建设现状与主要建设模式,介绍智慧供热建设项目的构成及主要建设内容,对已完成第三方评价的部分智慧供热建设项目进行节能率的汇总分析并阐明除节能效益之外的其他突出成效,指出目前全省智慧供热建设现存的主要问题,对智慧供热建设的后续推广实施提出相关建议。

纳米材料对熔盐热物性的影响

采用高温熔融法将纳米材料(SiO_(2)、MgO)均匀分散于太阳盐(NaNO_(3)质量分数60%、KNO_(3)质量分数40%)中,获得纳米熔盐。使用差示扫描量热法测试熔盐熔化潜热、熔点、比热容,结合纳米熔盐的微观结构分析纳米颗粒影响纳米熔盐比热容的机理。与太阳盐相比,添加SiO_(2)、MgO纳米颗粒后,纳米熔盐的熔化潜热增大、熔点降低。与太阳盐相比,添加SiO_(2)纳米颗粒后,纳米熔盐固态、液态比热容均增大。基本上,SiO_(2)纳米熔盐固态、液态比热容均随SiO_(2)纳米颗粒质量分数增大而减小。与太阳盐相比,添加MgO纳米颗粒后,纳米熔盐固态、液态比热容均增大。MgO纳米熔盐固态、液态比热容均表现为随MgO纳米颗粒质量分数增大的开口向下的抛物线形。纳米颗粒化学组成以及纳米颗粒与基盐的选择影响纳米熔盐比热容增强效果。微观结构分析结果证明了纳米颗粒分散均匀性影响纳米熔盐比热容增强效果。

基于拓扑复杂程度的实际供热管网建模方法研究与分析

提出了按照管网拓扑复杂程度建立水力工况仿真模型的思路,以及结合流量方向和最小闭合差判断环网水力交汇位置的方法。以某市区集中供热管网为研究对象,根据3种复杂程度建立管网水力工况仿真模型,并取3种工况验证分析。结果表明,该方法能准确判断环网水力交汇位置,每一级的模型仿真压力与实际值的最大相对误差的绝对值均低于10%,且管网拓扑结构复杂程度越高,模型模拟误差越小,建模成本越高。

智慧蒸汽供热系统助力南方供热企业提质扩量增效

建设智慧蒸汽供热系统是解决我国南方蒸汽热网高效低碳运行、合理扩建改造难题的有效手段。介绍了智慧蒸汽供热系统的技术方案,建立的智慧蒸汽供热系统主要包含热网建模仿真、运行调度优化决策、负荷预测、安全预警、网损检测及管控等技术模块。基于智慧蒸汽供热系统在合肥热电集团的典型应用案例,阐释了智慧蒸汽供热系统通过热网饱和点位分析、用户综合分析评估、热网网损分析、管网优化运行分析和历史数据分析功能指导园区蒸汽供热系统运行的方式和应用效果。

基于状态估计的供热管网数据质量提升方法

在供热管网整个运行监测过程中,其测量的大量数据往往会出现误差等问题,大大削弱了测量数据的能用性。基于供热管网的基础数学模型,将供水和回水时间差产生的温度时滞效应融入模型,利用供热管网测量数据之间的数学关联及冗余,采用状态估计法,改善供热管网的测量数据,并在此基础上,对计算机的复杂运算进行简化,缩短运算时间。为了验证该方法的可行性,进行蒙特卡洛仿真实验,将小偏差加入准确数据中,进行计算模拟,结果显示,状态估计方法能够有效消除这些小偏差,提高数据质量。利用状态估计方法对天津市一处实际运行供热管网数据进行处理,结果显示良好。

基于热特性及供热参数预测的热力站调控方法研究

基于预测的热力站调控对实现供热系统的节能降耗和按需供热具有重要意义,但是输入数据的质量影响预测结果的准确性,而模型复杂度则限制了实际应用推广。针对这2个问题,提出了一种融合建筑热特性k值及BiGRU预测供热参数的调控方法。为了提高预测模型输入数据的质量,利用历史数据回归得到热力站的综合热特性k值,并根据k值对热力站进行分组,将每组热力站供热参数的平均值作为预测模型的输入。然后,基于BiGRU建立每组热力站的供热参数预测模型,用于指导热力站的运行调控。实际案例分析结果表明,预测值与各热力站的实际供热参数的均方根误差(RMSE)不大于0.53℃,平均绝对百分比误差(MAPE)小于1.5%,验证了该方法的有效性,为实现按需供热提供了理论基础。

智慧供热系统低碳运行的设计与研究

先进的控制系统是保证区域供暖系统精准管控和节能运行的关键。因此针对能源管控中心和各换热站及其二次侧输配管网建立智慧供热系统,实现区域供暖系统的智慧和低碳运行。该系统首先在软件层基于人工智能技术对各换热站及其二次侧输配管网的主要调节设备进行基于负荷预测的分布式优化提前联动控制策略设计研究;然后在硬件层对现场设备的监控和分布式控制架构进行设计;最后在网络层基于无源光网络技术完成数据传输方案的设计,将软件层控制策略与硬件层监控设备进行有机结合。通过在实际工程中对该智慧供热系统的运行进行调试,能够满足运维人员对系统运行的智慧化需求和末端用户的热舒适需求,实现区域供暖系统的节能低碳运行。