(19)中华 人民共和国 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 202111255121.7 (22)申请日 2021.10.27 (71)申请人 中国华能集团有限公司河北雄 安分 公司 地址 071700 河北省保定市容城县奥威路6 号 申请人 中移 （上海） 信息通信科技有限公司 (72)发明人 亢猛　钟祎勍　张梅　刘博研　 (51)Int.Cl. G06F 30/18(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06N 20/00(2019.01) F24D 19/10(2006.01) G06F 111/06(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 113/14(2020.01)G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种基于5G技术的集中供暖系统的调度优 化方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于5G技术的集中供暖 系统的调度优化方法， 该方法包括： 在供暖系统 中安装信息采集设备和通讯设备； 室内通过半经 验公式建立环 境参数与用户热负荷需求的关系； 使用该关系训练得出室温调节方案； 室内信息采 集设备与通 讯设备配合调控室内温度； 建立不同 设备的数学模型； 按照实际供暖系统情况， 对各 设备数学模 型进行叠加； 使用设备运行数据训练 具体设备的数学模型； 使用供暖系统整体模型训 练得出调度优化方案； 换热站信息采集设备与通 讯设备配合调控 换热站运行； 信息采集设备和通 讯设备将数据传输至集控中心计算最优调度优 化方案； 声音频谱仪采集各设备声音频谱数据， 训练得出设备调节声音特征谱； 通过声音特征频 谱识别事故类型与位置； 通过管道机器人确定具 体事故位置 。 权利要求书2页 说明书4页 附图3页 CN 114065450 A 2022.02.18 CN 114065450 A 1.一种基于5G技术的集中供暖系统 的调度优化方法， 其特征在于： 包括以下步骤： 在供 暖系统中安装信息采集设备和通讯设备； 室内通过半经验公式建立环境参数与用户热负荷 需求的关系； 使用该关系训练得室温调节方案； 室内信息采集设备与通讯设备配合调控室 内温度； 建立不同设备的数学模型； 将各数学模型连接与实际供暖系统一致； 使用设备运行 数据训练具体设备 的数学模型； 使用供暖系统整体模型训练得调度优化方案； 换热站信息 采集设备与通讯设备配合调控换热站运行； 信息采集设备和通讯设备将数据传输至集控中 心计算最优调 度优化方案； 换热站采集各表计使用各设备声音频谱数据训练得设备调节特 征谱； 通过声 音特征频谱识别事故类型与位置； 通过 管道机器人确定具体事故位置 。 2.根据权利要求1所述的一种基于5G技术的集中供暖系统的调度优化方法， 其特征在 于： 具体步骤如下： (1)在供暖系统中安装信息采集设备和通讯设备： 在用户端安装智能表计， 边缘计算设 备及5G通讯节点。 在换热站安装智能表计， 监控设备， 边缘计算设备， 工业网关， 5G通讯节 点。 在集控中心安装工业网关， 5G通讯节点， 高性能计算机或云计算传输设备。 (2)建立环境参数与用户热负荷需求的关系： 影响因素有采暖管道平均温度Th， 室内温 度Tin， 室外温度Tout， 气压p， 室内电功率Pe， 太阳辐射强度Ps， 建筑新风量Qw， 室外风速vw， ρw 室内湿度。 采用半经验公式拟合的方法建立变量间关系。 通过智能表计记录数据训练得热 负荷需求关系中的参数。 (3)使用热负荷需求关系训练得室温调节方案： 以不同的环境数据及温度需求作输入 变量， 实际室温为输出变量， 实际室温与设定温度最小为优化目标， 训练室温调节方案 。 (4)室内信息采集设备与通讯设备配合调控室内温度： 室内智能表计将参数传输至边 缘计算设备， 边缘计算设备结合天气预测等其他数据， 根据室温调节方案计算出调节指令 反馈至智能阀门调节开度。 (5)建立不同设备的数 学模型： 为 不同类型的设备建立对应的数 学模型。 f(D， l， p， T， P， C， …)＝0 (1) (6)使用设备运行数据训练具体设备的数学模型： 根据设备监控表计数据， 训练得设备 具体的数 学模型。 (7)将各数学模型连接与实际供暖系统一致： 按照实际供暖系统情况， 将各设备连接与 实际供暖系统相同， 供暖系统稳态计算实时更新水力平衡， 瞬态预测温度分布。 (8)使用供暖系统整体模型训练得调度优化方案： 以随机的用户热负荷需求为输入数 据， 通过供暖系统模 型计算出所需汽轮机抽汽量。 以最小汽轮机抽汽量为优化目标， 训练得 供暖调度优化方案 。 (9)换热站信息采集设备与通讯设备配合调控换热站运行： 换热站内智能表计将数据 传输至边缘计算设备， 结合用户端预测采暖功 率， 天气预测等其他数据， 根据供暖调度优化 方案控制换 热站内设备运行。 (10)信息采集设备和通讯设备将数据传输至集控中心计算最优调度优化方案： 用户端 边缘计算设备和换热站 边缘计算设备通过将 计算结果传输至集控中心， 集控中心通过高性 能计算设备通过供暖调 度优化方案计算出最优控制策略， 并将策略通过5 G网络反馈至换热 站与用户端。 (11)使用各设备声音频谱数据训练得设备调节特征谱： 调节各个设备， 训练得设备对权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114065450 A 2应的声音频谱图。 (12)通过声音特征频谱识别事故类型与位置： 在发生事故后， 将事故声音频谱图与各 个频谱图比对匹配诊断事故类型。 对比不同位置捕捉的声音频谱图， 依据时间差初步确定 事故发生位置。 (13)通过管道机器人确定具体事故位置： 在管道内设置带有水轮机， 能够依靠管道内 流体获取能量的机器人。 在大致确定事故位置时， 将机器人移动至可能区域， 确定事故实际 准确位置， 并反馈 至维修人员。 3.根据权利要求2所述的一种基于5G技术的集中供暖系统的调度优化方法， 其特征在 于： 所述步骤(2)包 含： ①根据具体的房屋情况构建对应的半经验公式。 f(Th， Tin， Tout， p， Pe， Qw， vw， ρw)＝0 (2) Sh+Sc+St+Sr+Ss+Se+Sa＝0 (3) Sh＝kh(Tha‑Tin) (4) Sc＝kcQw(Tout‑Tin) (5) ②根据智能表计记录的运行 数据初步确定公式参数。 ③仍保持原有供暖调节方式， 在实际运行中改进公式参数至预测温度变化较实际温度 变化之比的误差小于20％， 即： ④将室内供暖预测方法应用至实际室内温度调节， 并继续在实际运行中优化公式参 数。 4.根据权利要求2所述的一种基于5G技术的集中供暖系统的调度优化方法， 其特征在 于： 所述步骤(7)包 含： ①根据步骤(6)中获取的可靠的供暖管路及设备 数据建立 一维供暖系统模型。 ②实时根据管路中各压力计与流 量计的读数， 更新管路中的压力， 速度分布。 Q1＝Q2+Qs (11) ③瞬态计算系统中温度变化， 预测设备变化对供暖系统的影响。 Ein+Eh+Es＝Eout+Et (13) ④实时监测预测数据与实际数据区别， 若某设备 数据偏差过 大， 则对其重复步骤(6)。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114065450 A 3