(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 202111411596.0 (22)申请日 2021.11.25 (71)申请人 郑州英集动力科技有限公司 地址 450000 河南省郑州市郑州高新 技术 产业开发区长 椿路6号西塔2416 申请人 杭州英集动力科技有限公司 (72)发明人 刘珍珍　裘天阅　吴云凯　 (74)专利代理 机构 常州市科谊专利代理事务所 32225 代理人 芮雪萍 (51)Int.Cl. G06F 30/18(2020.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01)G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 供热系统碳转化过程建模和低碳优化运行 调度决策的方法 (57)摘要 本发明涉及一种供热系统碳转化过程建模 和低碳优化运行调度决策的方法其包括： 确定供 热系统性质和碳排放边界； 基于工艺流程建模软 件构建碳转化过程模型； 对供热系统模型进行辨 识修正； 对供热系统进行参数优化； 逐层级模拟 计算设备间和工艺流程中的碳流动足迹； 根据优 化需求建立不同层级的总期望收益目标函数和 约束条件； 通过工艺流程模型、 约束条件以及目 标函数构建低碳优化运行调度决策模 型； 基于优 化调度决策模型根据实时调度命令对各热源机 组供热模式进行实时优化， 对热电出力进行调 度， 充分考虑了不同热源的供热模式和碳排放配 额展现了碳的流动足迹， 实现了对 热源机组的参 数优化和热电负荷的实时优化， 使得优化调度结 果兼顾了经济性和环保性。 权利要求书4页 说明书9页 附图4页 CN 114239197 A 2022.03.25 CN 114239197 A 1.一种供 热系统碳 转化过程建模和低碳优化 运行调度决策的方法， 其特 征在于， 包括： 确定供热系统性质和碳 排放边界； 基于工艺流程建模软件构建单热源、 多热源和热网的设备和工艺流程碳转化过程模 型； 对供热系统模型进行辨识修 正； 对供热系统进行参数优化； 逐层级模拟计算设备间和工艺 流程中的碳 流动足迹； 根据优化需求建立 不同层级的总期望收益目标函数和约束条件； 通过工艺 流程模型、 约束条件以及目标函数构建低碳优化 运行调度决策模型； 基于优化调度决策模型， 根据实时调度命令， 对各热源机组供热模式进行实时优化， 对 热电出力进行调度。 2.如权利要求1所述的供热系统碳转化过程建模和低碳优化运行调度决策的方法， 其 特征在于， 所述确定供 热系统性质的方法包括: 根据供热系统热平衡图或DCS运行界面分析 供热模式类型， 确定供 热系统性质； 所述确定供 热系统碳 排放边界的方法包括： 根据供热系统性质， 明确碳排放来源， 确定供热系统 的碳排放边界， 即碳流入因素和碳 流出因素； 所述碳流入因素包括： 化石燃料的燃烧、 外购电力、 外购热力、 外购蒸汽和其他含碳物 质； 所述碳流出因素包括： 对外供电、 对外供 热、 对外供汽、 碳捕集和其 他含碳产物； 对于供热系统内部的具体设备， 碳排放量的考虑因素包括： 碳流入、 碳流出因素和设备 性能因素。 3.如权利要求2所述的供热系统碳转化过程建模和低碳优化运行调度决策的方法， 其 特征在于， 所述基于工艺流程建模软件构建单热源、 多热源和热网的设备和工艺流程碳转化过程 模型的方法包括： 根据供热系统性质确定 工艺流程建模软件； 根据实际需求确定建模 对象， 建模 对象分为单 热源、 多热源和热网； 单热源、 多热源和热网的碳 转化过程建模 包括： 设备级建模和工艺 流程建模， 即 设备级建模： 对供热系统内部的设备进行建模， 考虑物流流经设备后产生的碳排放， 将 置于工艺流程黑箱中的设备进行拆分， 综合 考虑设备的性质因素， 模拟计算 碳排放情况； 工艺流程建模： 对供热系统的工艺流程进行建模， 将工艺流程内部看作一个黑箱， 从宏 观上模拟计算整个系统不同供 热模式下的碳 排放情况； 基于工艺流程建模软件的单 热源建模过程包括： 根据供热设备性质对设备进行建模， 确定供热系统不同设备的输入输出参数以及输入 参数额定工况下 的初始数值， 构建各设备模型； 基于设备模型， 连接汽水流程， 构建整个工 艺流程的碳转化模型， 将宏观建模和细节建模相结合；权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114239197 A 2所述输入输出参数为： 其中， X为输入参数； Y为输出参数； i为热源机组的第i个输入参数； j为热源机组的第j 个输出参数； m为第m个热源。 建模对象为单 热源系统， 单 热源系统内部包括 不同的机组类型， 机组由多种设备组成； 多个单热源系统构 成多热源系统， 将所有热源纳入供热管网中， 构 成整个热网， 通过逐 级建模的方式， 对多热源、 热网的碳 排放情况进行模拟分析， 即 多热源建模： 确定集中供热系统多热源中各热源的类别和性质， 按照单热源建模方式 逐个建模； 热网建模： 多热源建模完成后， 连接管道和泵， 构建整个热网模型。 4.如权利要求3所述的供热系统碳转化过程建模和低碳优化运行调度决策的方法， 其 特征在于， 所述对供 热系统模型进行辨识修 正的方法包括： 基于分散控制系统的运行数据， 建立各工况关系模型的参数数据样本集， 对供热系统 的设备模型进行辨识修 正： 通过数据清洗算法对DCS系统的运行数据进行清洗， 确定正确的参数数据样本集， 对设 备模型的参数曲线 进行修正： N/ND＝f(M /MD) 其中N为需要修正的参数； ND为该修正参数的标称值； M为流经设备的流量； M为流经设 备的流量标称值。 基于参数数据样本集， 对各设备模型进行模型辨识修正， 构建严格符合供热系统实 际 运行工况的工艺 流程模型。 5.如权利要求4所述的供热系统碳转化过程建模和低碳优化运行调度决策的方法， 其 特征在于， 所述对供 热系统进行参数优化的方法包括： 根据输入参数Xi， 采用控制变量的方式， 调整参数范围[MinXi,MaxXi]， 对输出参数Yj进 行敏感度分析； 确定单个输入参数与输出参数的关系， 根据敏感度分析曲线获得最佳优化调整参数范 围； Yi＝f(Xi,(X1,X2,......,Xi‑1,Xi+1,......))； 其中， 设定(X1， X2,......,Xi‑1,Xi+1,......)输入变量 为定值； 根据优化结果， 对供热系统单热源的单个设备、 单个机组进行调试， 在兼顾热电输出的 基础上确保碳 排放最低。 6.如权利要求5所述的供热系统碳转化过程建模和低碳优化运行调度决策的方法， 其 特征在于， 所述逐层级模拟计算设备间和工艺 流程中的碳 流动足迹的方法包括： 模型辨识确保建立严格符合实际运行情况的设备和工艺流程模型， 对设备模型进行模 拟计算， 获取 具体设备的碳 排放情况； 对整个工艺流程模型进行模拟计算， 获取工艺流程中所有设备的碳流动足迹以及整个 供热系统的整体碳 排放情况；权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114239197 A 3