基于水力-热力耦合模型的供热管网优化调度研究

在城市集中供热管网运行过程中，供热系统的输配能耗由水泵能耗和供、回水管网的热损组成，降低供热系统的输配能耗对实现低碳供热目标具有重要意义．本文基于网络图论、流体输配原理和管道的一维传热，建立了集中供热管网的动态水力-热力耦合模型，并针对天津市实际供热管网的运行过程进行了仿真模拟，利用实际运行数据验证了动态水力-热力耦合模型的精确性．建立了集中供热管网输配能耗的计算模型，并对供热系统的运行能耗进行经济性分析．基于所建立的能耗分析模型，结合粒子群优化算法，建立了多热源环状管网的优化调度方法，该方法以供热管网的总输配损耗的成本最低为目标函数，以热源的供水温度、热源泵的转速比、热力站入口处的阀门开度为决策变量，以满足能量守恒和质量守恒为约束条件，通过进行算法参数匹配，给出基于PSO算法的多热源环状供热管网优化调度的计算步骤，并结合天津市实际管网对优化调度方法的调控过程进行了分析．仿真计算结果表明，由于管网存在输配延迟属性，热力站的总负荷变化与室外温度变化不存在静态的正相关性，此外，也发现水泵运行费用为整个管网运行费用的主要组成部分，占总运行费用的58%以上．本研究为城市集中供热管网运行调节的优...