一種基于換熱網(wǎng)絡(luò)的能耗分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于換熱網(wǎng)絡(luò)的能耗分析方法，屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在智能電網(wǎng)園區(qū)的建設(shè)過程中，工業(yè)用戶、公共機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)中心等不同類型的用 戶，存在照明負(fù)荷、電負(fù)荷、熱負(fù)荷、機(jī)械負(fù)荷等各種不同形式的負(fù)荷類型。在能量消耗的同 時(shí)，園區(qū)中也存在著風(fēng)力、光能、水力、地?zé)岬雀鞣N不同形式的分布式能源。這些能源往往以 分布式電源的形式，存在于智能園區(qū)當(dāng)中。實(shí)際的研宄表明，照明負(fù)荷、機(jī)械負(fù)荷、數(shù)據(jù)中心 的負(fù)荷最終往往以熱能的形式流失。而在另一方面，實(shí)際的生活中，往往存在熱水、供暖等 大量的熱負(fù)荷；實(shí)際的生產(chǎn)中，如冶金、化工等行業(yè)，更是需要在一定的溫度條件下，才能確 保生產(chǎn)的順利進(jìn)行。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，不同形式的能耗有時(shí)是不能等量轉(zhuǎn)化的。也就是 說，不同形式的能量，其內(nèi)在的價(jià)值是不同的。實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用，充分利用不同形式的 能量，發(fā)揮智能園區(qū)對(duì)能源的管控優(yōu)勢(shì)，是擺在智能電網(wǎng)園區(qū)建設(shè)者面前的一個(gè)突出問題。
[0003] 換熱網(wǎng)絡(luò)是七十年代提出的一種用于工業(yè)生產(chǎn)的能源優(yōu)化算法。該算法在工業(yè)的 能源優(yōu)化利用過程中發(fā)揮了巨大的左右，對(duì)該算法的研宄和改進(jìn)也一直方興未艾。
[0004] 現(xiàn)有很多基于換熱網(wǎng)絡(luò)的能耗分析方法，僅僅局限與熱能的考量，沒有結(jié)合智能 電網(wǎng)園區(qū)的特點(diǎn)，綜合考慮各類能量的用能情況，無法精確的實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于換熱網(wǎng)絡(luò)的能耗分析方法，綜合 考慮各類能量的用能情況，精確的實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0007] 一種基于換熱網(wǎng)絡(luò)的能耗分析方法，包括以下步驟，
[0008] 步驟一，分析智能電網(wǎng)園區(qū)內(nèi)所有的負(fù)荷，將負(fù)荷按照不同的形式分為變溫設(shè)備 和恒溫設(shè)備；所述變溫設(shè)備是以流體為介質(zhì)的設(shè)備，存在熱交換過程；所述恒溫設(shè)備是不 以流體為介質(zhì)的設(shè)備，不存在熱交換過程；
[0009] 步驟二，計(jì)算變溫設(shè)備的能耗；計(jì)算恒溫設(shè)備的能耗；
[0010] 步驟三，根據(jù)不同的供能方式，將步驟二中獲得的能耗轉(zhuǎn)換成相應(yīng)供能方式下的 等量能耗；
[0011] 步驟四，以溫度和等量能耗為坐標(biāo)軸，繪制所有負(fù)荷的溫焓圖；
[0012] 步驟五，根據(jù)智能電網(wǎng)園區(qū)的實(shí)際情況，選擇夾點(diǎn)；
[0013] 步驟六，根據(jù)夾點(diǎn)提出能耗優(yōu)化方案。
[0014] 變溫設(shè)備的能耗計(jì)算公式為，
[0015] Pi= C p (T終-T始）
[0016] 其中，P1為變溫設(shè)備的能耗，T _是工藝流程中一環(huán)節(jié)的結(jié)束溫度，Tfe是該環(huán)節(jié)的 初始溫度，(；是該環(huán)節(jié)介質(zhì)的比熱容與流速的乘積，也就是每分鐘該環(huán)節(jié)所消耗的能量。
[0017] 恒溫設(shè)備的能耗計(jì)算公式為，
[0018]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于換熱網(wǎng)絡(luò)的能耗分析方法，其特征在于：包括以下步驟， 步驟一，分析智能電網(wǎng)園區(qū)內(nèi)所有的負(fù)荷，將負(fù)荷按照不同的形式分為變溫設(shè)備和恒 溫設(shè)備；所述變溫設(shè)備是以流體為介質(zhì)的設(shè)備，存在熱交換過程；所述恒溫設(shè)備是不以流 體為介質(zhì)的設(shè)備，不存在熱交換過程； 步驟二，計(jì)算變溫設(shè)備的能耗；計(jì)算恒溫設(shè)備的能耗； 步驟三，根據(jù)不同的供能方式，將步驟二中獲得的能耗轉(zhuǎn)換成相應(yīng)供能方式下的等量 能耗； 步驟四，以溫度和等量能耗為坐標(biāo)軸，繪制所有負(fù)荷的溫焓圖； 步驟五，根據(jù)智能電網(wǎng)園區(qū)的實(shí)際情況，選擇夾點(diǎn)； 步驟六，根據(jù)夾點(diǎn)提出能耗優(yōu)化方案。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于換熱網(wǎng)絡(luò)的能耗分析方法，其特征在于：變溫設(shè)備 的能耗計(jì)算公式為， PfCpCr終-T始） 其中，Pi為變溫設(shè)備的能耗，是工藝流程中一環(huán)節(jié)的結(jié)束溫度，1^是該環(huán)節(jié)的初始 溫度，(;是該環(huán)節(jié)介質(zhì)的比熱容與流速的乘積，也就是每分鐘該環(huán)節(jié)所消耗的能量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于換熱網(wǎng)絡(luò)的能耗分析方法，其特征在于：恒溫設(shè)備 的能耗計(jì)算公式為，
其中，P2為恒溫設(shè)備的能耗，為量測(cè)結(jié)束時(shí)間的累計(jì)用能量，為量測(cè)起始時(shí)間的 用能量，t是時(shí)間長(zhǎng)度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于換熱網(wǎng)絡(luò)的能耗分析方法，其特征在于：所述供能 方式包括電力供能和煤炭供能； 當(dāng)采用電力供能時(shí)，能耗轉(zhuǎn)換成等量能耗 Q標(biāo)=C電? Q電 其中％為能耗折合為標(biāo)煤后的值，為耗電量轉(zhuǎn)換為標(biāo)煤的轉(zhuǎn)換系數(shù)，為耗電量； 當(dāng)采用煤炭供能，能耗轉(zhuǎn)換成等量能耗 Q標(biāo)=c：i*Q煤 其中Cs為耗煤量轉(zhuǎn)換為標(biāo)煤的轉(zhuǎn)換系數(shù)，該系數(shù)有煤炭品質(zhì)確定，Qs為耗煤量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于換熱網(wǎng)絡(luò)的能耗分析方法，其特征在于：所述溫焓 圖中，溫度為橫坐標(biāo)，等量能耗為縱坐標(biāo)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于換熱網(wǎng)絡(luò)的能耗分析方法，其特征在于：選擇夾點(diǎn) 的過程為， A1)選擇能耗最優(yōu)的點(diǎn)為夾點(diǎn)； A2)若夾點(diǎn)在優(yōu)化工藝上可行，則選擇結(jié)束，否則轉(zhuǎn)至A3 ; A3)選擇能耗比當(dāng)前選擇的夾點(diǎn)次優(yōu)的點(diǎn)為新的夾點(diǎn)；轉(zhuǎn)至步驟A2。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于換熱網(wǎng)絡(luò)的能耗分析方法，包括以下步驟，步驟一，分析智能電網(wǎng)園區(qū)內(nèi)所有的負(fù)荷，將負(fù)荷按照不同的形式分為變溫設(shè)備和恒溫設(shè)備；步驟二，計(jì)算變溫設(shè)備的能耗；計(jì)算恒溫設(shè)備的能耗；步驟三，根據(jù)不同的供能方式，將步驟二中獲得的能耗轉(zhuǎn)換成相應(yīng)供能方式下的等量能耗；步驟四，以溫度和等量能耗為坐標(biāo)軸，繪制所有負(fù)荷的溫焓圖；步驟五，根據(jù)智能電網(wǎng)園區(qū)的實(shí)際情況，選擇夾點(diǎn)；步驟六，根據(jù)夾點(diǎn)提出能耗優(yōu)化方案。本發(fā)明將所有負(fù)荷分為變溫設(shè)備和恒溫設(shè)備，不僅僅局限與熱能的考量，綜合考慮各類能量的用能情況，相較與現(xiàn)有方法更加精確。
【IPC分類】G05B19-418
【公開號(hào)】CN104699053
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510076519
【發(fā)明人】王冬, 楊永標(biāo), 黃莉, 陳璐, 林弘宇, 王旭東, 王金明, 顏盛軍, 謝敏
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)電南瑞科技股份有限公司, 國(guó)網(wǎng)天津市電力公司電力科學(xué)研究院
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年2月12日