(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 202210623237.X (22)申请日 2022.06.01 (71)申请人 中国电力科 学研究院有限公司 地址 100192 北京市海淀区清河小营东路 15号 申请人 国家电网有限公司 (72)发明人 李昭　刘科研　叶学顺　康田园　 白牧可　 (74)专利代理 机构 北京安博达知识产权代理有 限公司 1 1271 专利代理师 徐国文 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/18(2020.01) G06F 113/04(2020.01)G06F 113/08(2020.01) G06F 113/14(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种电网-热网模型构建方法、 融合仿真方 法及系统 (57)摘要 本发明提供了一种电网 ‑热网模型构建方 法、 融合仿真方法及系统， 包括： 获取水力 ‑热力 的温度及负荷数据， 并对所述水力 ‑热力的温度 及负荷数据进行初始化； 基于初始化的水力 ‑热 力的温度及负荷数据， 按照热流体流量将供热网 络管道采用双级布置， 构建热网一次回路和热网 二次回路； 通过所述热网一次回路和热网二次回 路， 基于热网平衡， 构建热网水力模型和热网热 力模型； 其中， 所述热网模型包括:热网水力模型 和热网热力模型。 本发明提供的一种电网 ‑热网 模型构建方法、 融合仿真方法及系统， 能够考虑 不同能源系统的时间常数与仿真步长， 实现具有 不同时间常数能源系统在仿真计算层面的良好 匹配， 可明显提高综合能源系统的仿真效率和仿 真精度。 权利要求书4页 说明书15页 附图8页 CN 115081193 A 2022.09.20 CN 115081193 A 1.一种热网模型构建方法， 其特 征在于， 包括： 获取水力 ‑热力的温度及负荷数据， 并对所述水力 ‑热力的温度及负荷数据进行初始 化； 基于初始化的水力 ‑热力的温度及负荷数据， 按照热流体流量将供热网络管道采用 双 级布置， 构建热网一次 回路和热网二次 回路； 通过所述热网一次回路和热网二次回路， 基于热网平衡， 构建热网水力模型和热网热 力模型； 其中， 所述热网模型包括:热网水力模型和热网热力模型。 2.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述水力 ‑热力的温度及负荷数据包括： 热源 回水温度， 各负荷点的供 水温度及环境温度和节点热负荷。 3.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述基于初始化的水力 ‑热力的温度及负荷 数据， 按照热流体流量将供热网络管道采用双级布置， 构建热网一次回路和热网二次回路， 包括： 基于初始化的水力 ‑热力的温度及负荷数据， 按照热流体流量将供热网络管道采用 双 级布置， 结合热电联供机组选址和供热网络管道的敷设情况， 通过管道分段、 分时温度及压 力检测， 构建热网一次 回路和热网二次 回路； 其中， 所述供热网络管道的敷设情况至少包括以下一种或多种： 管道的管径和管道敷 设长度。 4.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述通过所述热网一次回路和热网二次回 路， 基于热网平衡的条件下， 构建热网水力模型和热网热力模型， 包括： 通过热网一 次回路和热网二 次回路， 依据 热网一次回路和热网二 次回路各结点之间的 关系， 构建系统的网络 拓扑矩阵； 基于所述热力系统 的网络矩阵， 结合所述热网络 内热网一 次回路和热网二 次回路的支 路与回路 之间的关联与流向和支路与节点间的关联与流向， 构建热网水力模型； 基于所述初始化的水力 ‑热力的温度及负荷数据， 以每个节点所消耗或提供的热功率、 管道内的温度损失和热力平衡为 目标分别构建目标函数， 通过对目标函数进行约束， 构建 热网热力模型； 其中所述约束条件至少包括下述中的一种或多种： 热网一 次回路的热量守恒和热网二 次回路的热量守恒。 5.如权利要求 4所述的方法， 其特 征在于， 所述热网水力模型， 如下式所示： 式中， B为回路矩阵； K为每根管路的沿程阻力系数,npipe为管道支路的总数； vij为第j个 支路第i个节点的工质流量； Kij为第j个支路第i个节点的阻力系数； Mij为第j个支路第i个 节点质量 流量向量， M为每条 管道内的质量 流量向量。 6.如权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述每个节点所消耗或提供的热功率， 如下 式所示： φ＝CPmq(TS‑T0)权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115081193 A 2式中， φ为每个节点所消耗或提供的热功率； CP为水的比热； mq为注入每个节点 的质量 流量； TS为供水温度； T0为环境温度。 7.如权利要求 4所述的方法， 其特 征在于， 所述管道内的温度损失， 如下式所示： 式中， Tend为管道内的末端温度； Tstart为管道内的首段温度； T0为环境温度； λ为管道的 传热系数； L 为改管道的长度； m为该 段管道内的液体的质量 流率， CP为水的比热。 8.如权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述热力平衡， 如下式所示： CP(∑mout)Tout＝CP∑(minTin) 式中， CP为水的比热； mout为管道内离开节点的质量流量； Tout为节点的混合温度； min为 管道内进入节点的质量 流量； Tin为进管末端水流的温度。 9.一种热网模型构建系统， 其特 征在于， 包括： 初始化模块用于： 获取水力 ‑热力的温度及负荷数据， 并对所述水力 ‑热力的温度及负 荷数据进行初始化； 回路构建模块用于： 基于初始化的水力 ‑热力的温度及负荷数据， 按照热流体流量将供 热网络管道采用双级布置， 构建热网一次 回路和热网二次 回路； 模型构建模块用于： 通过所述热网一次回路和热网二 次回路， 基于热网平衡， 构建热网 水力模型和热网热力模型； 其中， 所述热网模型包括:热网水力模型和热网热力模型。 10.如权利要求9所述的系统， 其特征在于， 所述水力 ‑热力的温度及负荷数据包括： 热 源回水温度， 各负荷点的供 水温度及环境温度和节点热负荷。 11.如权利要求9所述的系统， 其特 征在于， 所述回路构建模块， 具体用于： 基于初始化的水力 ‑热力的温度及负荷数据， 按照热流体流量将供热网络管道采用 双 级布置， 结合热电联供机组选址和供热网络管道的敷设情况， 通过管道分段、 分时温度及压 力检测， 构建热网一次 回路和热网二次 回路； 其中， 所述供热网络管道的敷设情况至少包括以下一种或多种： 管道的管径和管道敷 设长度。 12.如权利要求9所述的系统， 其特 征在于， 所述模型构建模块， 具体用于： 通过热网一 次回路和热网二 次回路， 依据 热网一次回路和热网二 次回路各结点之间的 关系， 构建系统的网络 拓扑矩阵； 基于所述热力系统 的网络矩阵， 结合所述热网络 内热网一 次回路和热网二 次回路的支 路与回路 之间的关联与流向和支路与节点间的关联与流向， 构建热网水力模型； 基于所述初始化的水力 ‑热力的温度及负荷数据， 以每个节点所消耗或提供的热功率、 管道内的温度损失和热力平衡为 目标分别构建目标函数， 通过对目标函数进行约束， 构建 热网热力模型； 其中所述约束条件至少包括下述中的一种或多种： 热网一 次回路的热量守恒和热网二 次回路的热量守恒。 13.一种电网 ‑热网融合仿真方法， 其特 征在于， 包括： 基于获取的热网的温度数据和用电负荷数据， 通过预先构建的热网模型， 对供热网络权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115081193 A 3