一种供热管网等效建模方法

1.一种供热管网等效建模方法，其特征在于，所述方法包括：I、按流体网络建模技术建立集中供热一次管网系统数学模型；II、所述管网系统数学模型的等效聚合，得到模型参数；III、校验模型参数与实测数据是否存在偏差；步骤I的集中供热一次管网系统数学模型包括一次管网稳态水力模型和供热管网稳态热力模型；所述一次管网稳态水力模型如下式所示：其中，A为流体网络的基本关联矩阵，A＝(a ij ) n×b ；G为管网的流量对角阵，G＝(g j ) b×b ；Q为管网节点流量矩阵，Q＝(q i ) n×b ；B为流体网络的基本回路矩阵，B＝(b cj ) c×b ；S为管网阻力系数对角阵，S＝(s j ) b×b ；Z为管网节点的高度差矩阵，Z＝(z j ) b×b ；M为水泵扬程列向量，M＝(m j ) b×1 ；所述供热管网稳态热力仿真模型如下式所示：其中，c为水的比热容；T in 为管道入口流体温度列向量，T in ＝(t j,in ) b×1 ；T out 为管道末端流体温度列向量，T out ＝(t j,out ) b×1 ；H为热源节点输入能量列向量，H＝(h i ) b×1 ；U为热用户节点消耗能量列向量，U＝(u i ) b×1 ；D为管道单位时间散热量列向量，D＝(d j ) b×1 ；T Node 为流入到管道中的流体温度，T Node ＝(t Node,i ) n×1 ；K表示管道的集总散热系数，K＝(k ij ) n×b ；所述一次管网稳态水力模型的约束包括：流体网络i节点的流量q i 的约束如下式所示：其中，a ij 为流动方向符号函数，i＝1,…,n，j＝1,…,b；g j 为管道j的质量流量，单位为kg/s；b为管道数目；回路压力平衡约束如下所示：其中，b cj 为分支流动方向符号函数，c＝1,…,b-n；h j 为管道j两端的压力水头之差，单位为Pa；管网中任一管道的两端的压力水头之差的约束如下式所示：h j ＝s j g j 2 +z j -m j其中，s j 为管道j的阻力系数，单位为Pa/(kg/s) 2 ；z j 为管道j两节点间水压差，单位为Pa；m j 为管道j中水泵的扬程，单位为Pa；所述供热管网稳态热力模型的约束包括：节点能量平衡约束和管道散热平衡约束分别如下式所示：g j ct j,in ＝g j ct j,out +d j j＝1,2,…,b其中，g j ct j,out 为j管道在i节点传入的热量，单位为W；g j 为管道j的质量流量，单位为kg/s；t j,out 为j管道出口端温度，单位为K；h i 为热源向i节点传入的热量，单位为W；g j ct j,in 为i节点输出到j管道的热量，单位为W；t j,in 为j管道入口端温度；u i 为i节点的用户消耗的热量，单位为W；d j 为j管道向外界的散热量，单位为W；流体在节点处流入到不同管道中的流体温度t Node,i 的约束如下式所示：t Node,i ＝k ij t j,in其中，k ij 为当j管道以i节点为起点时为1，否则为0。 2.如权利要求1所述的一种供热管网等效建模方法，其特征在于，步骤II包括：按照简化前后温度延迟一致和等价流动阻力不变的原则对步骤I的所述一次管网系统数学模型进行简化；通过matlab仿真计算获得流动阻力特性系数、管道热损失系数和换热设备换热系数。 3.如权利要求1所述的一种供热管网等效建模方法，其特征在于，步骤III的实测数据包括：管道流量、节点相对压力和管网管道的进出口水温。 4.如权利要求3所述的一种供热管网等效建模方法，其特征在于，步骤III包括：基于一次管网系统数学模型简化模型，用管道实测进口水温计算出口水温，并与实测出口水温比较；若存在偏差，根据现场实测数据，重新计算获得流动阻力特性系数、管道热损失系数和换热设备换热系数；若不存在偏差，则输出一次管网系统数学模型简化模型。 5.一种采用如权利要求1-4任一项所述供热管网等效建模方法的供热管网等效建模装置，其特征在于，所述装置包括：采集模块，用于采集管道流量、节点相对压力和管网管道的进出口水温；信息接收模块，与采集模块相连，用于接收采集模块采集的数据；处理模块，与信息接收模块相连，并根据所述信息接收模块接收的数据计算出口水温；比较模块，与处理模块相连，用于处理模块计算的出口水温与实测出口水温的比较；输出模块，与比较模块相连，用于输出比较结果。