(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 202210833841.5 (22)申请日 2022.07.15 (71)申请人 华南理工大 学 地址 510640 广东省广州市天河区五山路 381号 (72)发明人 孙超　刘云　朱继忠　 (74)专利代理 机构 广州粤高专利商标代理有限 公司 44102 专利代理师 黄月莹 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/16(2006.01) F24D 19/10(2006.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种第四代区域供暖系统的热网潮流的分 布式获取方法 (57)摘要 本发明公开了一种第四代区域供暖系统的 热网潮流的分布式获取方法， 包括以下步骤： 1) 构造4G区域供暖系统的产消者状态模型； 2)构造 4G区域供暖系统的管道流量模型； 3)构造4 G区域 供暖系统的管道水 温变化模型； 4)构造4 G区域供 暖系统的节点温度混合模型； 5)分布式获取4 G区 域供暖系统的热网潮流。 本发明的方法通过分布 式算法加快计算效率和计算速度， 并且保护 产消 者和热网运营商的隐私， 具有较好的可拓展性， 可以适应产消者 不断地加入区域供暖系统。 权利要求书5页 说明书16页 附图2页 CN 115270440 A 2022.11.01 CN 115270440 A 1.一种第四代区域供暖系统的热网潮流的分布式获取方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： 1)构造4G区域供暖系统的产消者状态模型； 2)构造4G区域供暖系统的管道流量模型， 所述管道流量模型包括流过每个产消者的热 交换机的流 量和供水管道中的流 量； 3)构造4G区域供暖系统的管道水温变化模型， 所述管道水温变化模型包括热量传输过 程中温度的损耗和热交换机实际需要抽取或注入的热量； 4)构造4G区域供暖系统的节点温度混合模型， 节点温度混合模型包括供水管的混合水 温和回水 管的混合水温； 5)通过分布式方法获取4G区域供暖系统的热网潮流。 2.根据权利要求1所述的一种第四代区域供暖系统的热网潮流的分布式获取方法， 其 特征在于， 所述 步骤1)中4G区域供暖系统的产消者状态模型包括： 根据产消者之间该时刻的交易情况， 每个产消者预计注入热网或从热网吸收的能量 为： 式中： Hij,t为在t时刻产消者i流向产消者j的热量， Hji,t为在t时刻产消者j流向产消者i 的热量， 为与产消 者i相邻的产消 者组成的集合； 若 即代表产消 者i在在t 时 刻为热源， 反 之若 即代表着产消者 i在t时刻为热 载。 3.根据权利要求1所述的一种第四代区域供暖系统的热网潮流的分布式获取方法， 其 特征在于， 所述 步骤2)构造4G区域供暖系统的管道流 量模型包括： 在4G区域供暖系统模型中， 通过每 个产消者 i的热交换机的流 量如下： 式中： 为在产消者i在t时刻作为热源时其热交换机从回水管吸收的水量， 为在 t时刻产消者i作为热载时其热交换机从供水管吸收的水量， cp为水的比热容， 为在t时 刻每个产消者预计注入热网或从热网吸收的能量， Tsnom为供水管的额定初始温度， Trnom为 回水管的额定初始温度； 供水管道中的流 量通过下式计算： 其中 是在t时刻供水管道(i,j)之间的流量组成的向量， 且i＜j， 回水管的流量与供 水管流量的关系为 是通过每个产消者热交换机的流量组成的向量， 关联矩 阵A的定义 为： 权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 115270440 A 2式中： 为产消者之间的关联矩阵、 为产消者i的供水管节点、 为产消者j的回水管 节点。 4.根据权利要求1所述的一种第四代区域供暖系统的热网潮流的分布式获取方法， 其 特征在于， 所述 步骤3)中构造4G区域供暖系统的热量传输过程中温度的损耗包括： 当热量通过供水管从产消者i 的供水管节点 输送到产消者供水管节点 在热交换机 抽取完热量后再从产消者i的回水管节点i送回产消者j的回水管节 点j， 在传输过程中温度 的损耗为： 式中： Tet为环境温度， λb为管道的粗糙系数， lij为管道的长度， cp为水的比热容， 为 在t时刻产消者i供水管的出水温度， Toutj,t为在t时刻产消者j回水管的出水温度， 为在t 时刻产消者i从供水管出水由于损 耗到达产消者j供水管节点 的水温， 同理Tji,t为在t时刻 从产消者j的回水管出水由于损耗到达产消者j回水管节点的水温； 为t时刻产消者i通 过供水管流向产消者j的流 量， 同理mji,t为t时刻产消者j通过回水 管流向产消者 i的流量。 5.根据权利要求1所述的一种第四代区域供暖系统的热网潮流的分布式获取方法， 其 特征在于， 所述步骤3)中构造4G区域供暖系统的热交换机实际需要抽取或注入的热量包 括： 当产消者i为热载时， 其热交换机从供水管吸收 量的水， 并从中抽取 的热 量， 因此注入回水 管的水温为： 式中： 为在t时刻产消者i作为热载时热 交换机从供水管吸收的水量， 为在t时 刻产消者i预计注入热网或从热网吸收的能量， 在t时刻代表产消者i供水管的出水温 度， Tsnom为供水管的额定初始温度， Trnom为回水管的额定初始温度； 当产消者i为热源时， 其供水管在t时刻出水温度 应为Tsnom； 热交换机从回水管吸收 量的水， 加热后将其注入到供 水管， 在t时刻热交换机实际需要注入的热量 为： 式中： 代表产消者i为热源 时其热交换机从回水管吸收的热量， Touti,t代表产消者i 回水管的出水温度。 6.根据权利要求1所述的一种第四代区域供暖系统的热网潮流的分布式获取方法， 其 特征在于， 所述 步骤4)构造4G区域供暖系统的节点温度混合模型包括： 供水管的混合水温满足：权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 115270440 A 3