一种热电供能的计算方法、装置、电子设备及存储介质与流程
本发明涉及综合能源系统的运行和控制领域，尤其涉及一种热电供能的计算方法、装置、服务器及存储介质。
背景技术：
热电联供(co-generation)，也叫做热电联产，是指热力发电厂通过一定的方法，在向用户输出电能的同时，也向用户输出热能。热电联产可以大大提高热电厂的热效率，可以大大降低用能价格，提高能源利用效率，实现清洁的能量供应。
但当前热电联供系统的运行和计算中，通过单一的电力系统模型计算电力供能，通过单一的供热系统动态模型计算热力供能，但是电力和热能分别独立计算会导致计算供能结果的不准确；另外，通过一些经验供给参数或者直接，通过过量供能的方式来保证用户侧需求，造成了燃料的浪费和污染物的过多排放，影响空气质量，增加碳排放。
技术实现要素：
本发明提供一种热电供能的计算方法、装置、电子设备及存储介质，提高了热电供能系统供能的可靠性、灵活性和经济性。
第一方面，本发明实施例提供了一种热电供能的计算方法，所述方法包括：
获取热电联供系统中各节点的热参数初始值和电参数初始值，其中，所述热电联供系统包括供电模型和供热模型；
将所述电参数初始值输入到所述供电模型计算得到各电节点的目标电参数，并根据所述目标电参数计算电松弛节点的热出力；
将所述热参数初始值以及所述电松弛节点的热出力输入到所述供热模型计算得到所述各热节点的目标热参数；
根据所述目标电参数和所述目标热参数计算目标负荷节点的供能质量。
进一步的，将所述热参数初始值以及所述电松弛节点的热出力输入到所述供热模型计算得到所述各热节点的目标热参数，包括：
将所述热参数初始值以及所述电松弛节点的热出力输入到所述供热模型计算得到所述各热节点的初始热参数；
根据所述初始热参数计算热松弛节点的电出力；
若所述热松弛节点的电出力满足电力收敛标准，则将所述初始热参数作为所述目标热参数；
若所述热松弛节点的电出力不满足电力收敛标准，则重复执行如下操作，直到根据重新计算的电出力满足所述电力收敛标准或计算次数达到预设最大综合次数为止，并将此时计算得到的电参数和热参数分别作为所述目标电参数和目标热参数：
将所述热松弛节点的电出力输入到所述供电模型重新计算所述各电节点的电参数，并根据重新计算得到的电参数重新计算所述电松弛节点的热出力；
将所述重新计算得到的热出力输入到供热模型重新计算得到所述各热节点的热参数；
根据所述重新计算得到的热参数重新计算热松弛节点的电出力。
进一步的，所述供热模型包括水力模型和热力模型；
相应的，将所述热参数初始值以及所述电松弛节点的热出力输入到供热模型计算得到所述各热节点的目标热参数，包括：
将所述热参数初始值以及所述电松弛节点的热出力输入到所述水力模型计算所述各热节点的目标水力参数；
将所述热参数初始值以及所述目标水力参数输入到所述热力模型计算所述各热节点的目标热参数。
进一步的，将所述热参数初始值以及所述目标水力参数输入到所述热力模型计算所述各热节点的目标热参数，包括：
将所述热参数初始值以及所述目标水力参数输入到所述热力模型计算所述各热节点的初始热参数；
若所述初始热参数满足热力收敛标准，则将所述初始热参数作为所述目标热参数；
若所述初始热参数不满足所述热力收敛标准，则重复执行如下操作，直到重新计算得到的热参数满足所述热力收敛标准或计算次数达到预设最大热力次数为止，并将此时计算得到的热参数作为所述目标热参数：
将所述初始热参数输入到所述水力模型重新计算水力参数；
将所述重新计算得到的水力参数输入到所述热力模型计算热参数。
进一步的，将所述热参数初始值以及所述电松弛节点的热出力输入到所述水力模型计算所述各热节点的目标水力参数，包括：
将所述热参数初始值以及所述电松弛节点的热出力输入到所述水力模型计算所述各热节点的初始水力参数；
所述初始水力参数满足水力收敛标准，则将所述初始水力参数作为所述各热节点的目标水力参数；
若所述初始水力参数不满足所述水力收敛标准，则重复执行将所述初始水力参数以及所述电松弛节点的热出力输入到所述水力模型，重新计算所述水力参数的操作，直到重新计算得到的水力参数满足所述水力收敛标准或计算次数达到预设最大水力次数为止，并将此时计算得到的水力参数作为所述目标水力参数。
进一步的，将所述热参数初始值以及所述目标水力参数输入到所述热力模型计算所述各热节点的目标热参数，包括：
获取所述目标水力参数中所述热电联供系统各管道的流量参数；
根据预设顺序划分方法确定各管道的顺序；
根据所述流量参数以及管道的顺序计算各管道温度分布；
根据所述管道温度分布以及所述流量参数计算所述各热节点的目标热参数。
进一步的，根据预设顺序划分方法确定所述热电供能系统中各管道的顺序，包括：
通过以下公式确定各管道的顺序：
其中，lpipei为管道i的顺序，nsource表示热源站节点，nst(pipei)表示管道i的首端节点。
进一步的，根据所述流量参数以及管道的顺序计算管道温度分布，包括：
利用如下有限差分法递推公式计算所述管道温度分布：
其中，t(x,t)是与管道首端的距离为x的目标负荷节点在t时刻的温度，δt为预设时间间隔，δx是预设距离间隔，
进一步的，所述目标热参数包括温度，相应的，根据所述管道温度分布以及所述流量参数计算所述各热节点的目标热参数，包括：
利用如下公式计算目标负荷节点的温度：
其中，
进一步的，所述目标水力参数包括流量，相应的，将所述热参数初始值以及所述热松弛节点的电出力输入到所述水力模型计算所述各热节点的目标水力参数，包括：
根据公式
其中，φ为热功率，tr为回水温度，cp为水的热容，ts为供水温度。
进一步的，根据所述目标电参数和所述目标热参数计算目标负荷节点的供能质量，包括：
根据公式
根据公式
根据公式m(t)＝γeme(t)+γhmh(t)计算所述目标负荷节点的供能质量m(t)；
其中，ne是热电联供系统中电节点数，αi是电节点i的权重，vi各电节点i的电压幅值，vi,min是节点i允许电压最低值；nh是热电联供系统中热节点数，βi是热节点i的权重，
第二方面，本发明实施例还提供了一种热电供能的计算装置，所述装置包括：
初始值获取模块，用于获取热电联供系统中各节点的热参数初始值和电参数初始值，其中，所述热电联供系统包括供电模型和供热模型；
供电计算模块，用于将所述电参数初始值输入到所述供电模型计算得到各电节点的目标电参数，并根据所述目标电参数计算所述电松弛节点的热出力；
供热计算模块，用于将所述热参数初始值以及所述电松弛节点的热出力输入到所述供热模型计算得到所述各热节点的目标热参数；
供能质量计算模块，用于根据所述目标电参数和所述目标热参数计算目标负荷节点的供能质量。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
一个或多个处理器；
存储器装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明任意实施例所述的热电供能的计算方法。
第三方面，本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如本发明任意实施例所述的热电供能的计算方法。
本发明实施例通过获取热电联供系统中各节点的热参数初始值和电参数初始值，其中，所述热电联供系统包括供电模型和供热模型；将所述电参数初始值输入到所述供电模型计算得到各电节点的目标电参数，并根据所述目标电参数计算电松弛节点的热出力；将所述热参数初始值以及所述电松弛节点的热出力输入到所述供热模型计算得到所述各热节点的目标热参数；根据所述目标电参数和所述目标热参数计算目标负荷节点的供能质量的方法，解决了现有技术中单一的电力系统模型、单一的供热系统动态模型计算供能中由于没有考虑热电耦合以及供能过程中热和电之间的相关影响造成的计算得到的供能结果不准确的问题以及造成资源浪费等问题。由于考虑了热电耦合在供能过程中的影响，计算的供能结果更准确。同时，考虑用户侧的具体供能需求相关参数，对供能进行量化计算，实现更合理，更经济的供能，也可以为能源供应商提升供电供热的可靠性、灵活性和经济效益。
附图说明
图1是本发明实施例一中的一种热电供能的计算方法的流程图。
图2是本发明实施例二中的一种热电供能的计算方法的流程图。
图3是本发明实施例二中的另一种热电供能的计算方法的流程图。
图4是本发明实施例三中的一种热电供能的计算方法的流程图。
图5是本发明实施例三中的一种在供热模型计算中管道顺序划分的结构示意图。
图6是本发明实施例三中的一种在供热模型中计算管道温度分布的原理示意图。
图7是本发明实施例四中的一种热电供能的计算装置的结构示意图。
图8是本发明实施例五中的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种热电供能的计算方法的流程图，本实施例可适用于热电联供系统供能计算的情况，该方法可以由热电供能的计算装置来执行，该装置可以由硬件和/或软件实现，该装置可以配置于有运算能力的服务器或电子设备中，该方法具体包括如下步骤：
s110、获取热电联供系统中各节点的热参数初始值和电参数初始值。
其中，热电联供(co-generation)，也叫做热电联产，是指热力发电厂通过一定的方法，在向用户输出电能的同时，也向用户输出热能。热电联产可以大大提高热电厂的热效率。热电联供系统中可以包括多个节点，比如热力系统中的热节点，电力系统中的电节点。所述热电联供系统可以包括供电模型和供热模型，用于计算热电联供系统中的供能质量。
供电模型可以用于系统中各电节点电参数的计算，供电模型计算中的输入参数可以为热电联供系统中的电参数，示例性的，可以包括各电节点参数、电源站参数和传输线参数等；输出参数可以包括各电节点电压(比如，幅值和相角)、电流和电功率等。供热模型可以用于系统中各热节点的热参数的计算，供热模型计算中的输入参数可以为热电联供系统中的热参数，示例性的，可以包括热节点参数、热源站参数和热网参数等；输出参数可以包括温度(例如供水温度和回水温度)、流量和热功率等。
热参数初始值和电参数初始值可以是在热电联供系统开始进行热电供能计算时用到的输入参数的初始值，包括热力计算和电力计算中用的初始参数。示例性的，电参数初始值可以包括各电节点参数、电源站参数和传输线参数的初始值等；热参数初始值可以包括各电节点参数、电源站参数和传输线参数的初始值。具体的，初始值的大小可以从热电供能系统或其他热网和/或电网系统的数据库中历史数据中获取。一般的，热参数初始值和电参数初始值的选取不会影响热电供能的计算结果，但如果选取的初始值不合理，会增加供能计算的过程，影响计算时间。
s120、将所述电参数初始值输入到所述供电模型计算得到各电节点的目标电参数，并根据所述目标电参数计算电松弛节点的热出力。
其中，供电模型利用电参数初始值计算各电节点的相关电参数，比如可以利用现有技术中电力系统交流潮流的成熟的稳态模型计算，并利用牛顿-拉夫逊法求解。
在电力系统中，电节点i的电压可以表示为：
vi＝|vi|(cosθi+jsinθi)
其中，|vi|为电压幅值，θi为电压的相角，在该公式中，j表示复平面的轴。
电节点i的复功率可以表示为：
其中在si为视在功率，pi为有功功率，qi为无功功率，yij为节点i和j之间的导纳，n为电节点个数，在该公式的jqi中的j表示复平面的轴，
供电模型的计算中，在第k次计算时，用牛顿-拉夫逊法具体可以表示为：
其中，j表示雅克比矩阵，当两次计算的误差在预设的电力收敛标准之内或计算次数达到预设最大电力次数，可以认为电力系统潮流方程已经得到了解，即供电模型计算得到了目标电参数。其中，目标电参数可以包括供电模型的输出参数中的一个或多个，比如，可以将电压作为目标电参数。相应的，供电模型将各节点的电压输出，电压具体可以包括幅值和相角，从而获得需要的电节点的电压。
进一步的，根据所述目标电参数计算电松弛节点的热出力。其中，电松弛节点具体可以为电源站节点对应的电松弛机组。一般的，电力系统中可以有一个电松弛节点，计算电松弛机组的电出力可以根据所述目标电参数计算，然后根据电出力计算计算电松弛节点(比如电松弛机组)的热出力。其中，电出力可以视为电功率，热出力可以视为热功率。
s130、将所述热参数初始值以及所述电松弛节点的热出力输入到所述供热模型计算得到所述各热节点的目标热参数。
其中，在供热模型中利用热参数初始值以及上一步骤中计算得到的电松弛节点的热出力进行计算各热节点的相关热参数。其中，目标热参数可以包括供热模型的输出参数中的一个或多个，比如可以将温度作为目标电参数。相应的，供热模型可以将各热节点的温度输出。
s140、根据所述目标电参数和所述目标热参数计算目标负荷节点的供能质量。
其中，目标负荷节点可以为热电联供系统中的使用或需要能量的电节点和/或热节点，比如用户节点。供能质量可以作为表示热电联供系统中综合能量的多少的指标或物理量。供能质量可以影响综合能源系统的可靠性和经济性，将根据目标电参数计算的电能质量和根据目标热参数计算的热能质量统一为一个综合指标，更便于能源供应商对综合能源进行评估。
可选的，步骤s130、将所述热参数初始值以及所述电松弛节点的热出力输入到所述供热模型计算得到所述各热节点的目标热参数，进一步包括以下步骤：
s131、将所述热参数初始值以及所述电松弛节点的热出力输入到所述供热模型计算得到所述各热节点的初始热参数。
其中，初始热参数可以为供热模型在当轮热参数计算中第一次得到的热参数值，比如温度值。
s132、根据所述初始热参数计算热松弛节点的电出力。
其中，热松弛节点具体可以为热源站节点对应的热松弛机组。一般的，热力系统中可以有一个热松弛节点，计算热松弛机组的热出力可以根据所述初始热参数计算，然后根据热出力计算计算热松弛节点的电出力。
s133、若所述热松弛节点的电出力满足综合收敛标准，则将所述初始热参数作为所述目标热参数。
其中，综合收敛标准可以是预先设定的用于判定供热模型计算的目标热参数以及供电模型计算的目标电参数是否为最终的合理结果的规则。比如，综合收敛标准可以是一个阈值，当所述热松弛节点的电出力与步骤s120中根据目标电参数计算得到的电松弛节点的电出力之间的差值是如果小于所述阈值，则可以认为该次计算目标热参数和目标电参数的过程收敛，可以结束，并将该计算得到的初始热参数作为目标热参数。
s134、若所述热松弛节点的电出力不满足所述综合收敛标准，则重复执行如下操作，直到根据重新计算的电出力满足所述综合收敛标准或计算次数达到预设最大综合次数为止，并将此时计算得到的电参数和热参数分别作为所述目标电参数和目标热参数：
步骤a、将所述热松弛节点的电出力输入到所述供电模型重新计算所述各电节点的电参数，并根据重新计算得到的电参数重新计算所述电松弛节点的热出力；
步骤b、将所述重新计算得到的热出力输入到供热模型重新计算得到所述各热节点的热参数；
步骤c、根据所述重新计算得到的热参数重新计算热松弛节点的电出力。
由于电热系统各有一个松弛节点，两个节点间迭代最终达到收敛，则热电联供系统得到了当前时间的解，即得到了目标热参数和目标电参数。其中，供热模型和供电模型计算中的迭代过程可以视为，电松弛机组在供电模型计算确定热出力，热松弛机组在供热系统计算后确定电出力，两者相互迭代直到收敛或最大迭代次数。在热电联供系统得到解后，电压和供热温度将被输出用以评估供能质量。
可选的，根据所述目标电参数和所述目标热参数计算目标负荷节点的供能质量，包括：
根据公式
根据公式
根据公式m(t)＝γeme(t)+γhmh(t)计算所述目标负荷节点的供能质量m(t)；
其中，ne是热电联供系统中电节点数，αi是电节点i的权重，vi各电节点i的电压幅值，vi,min是节点i允许电压最低值，如果电节点电压大于允许电压最低值，则该节点的权重αi为0；nh是热电联供系统中热节点数，βi是热节点i的权重，
由于综合能源系统涵盖电热等多种能源，为使不同能量的“质量”可以综合评价，可以利用上述量化方法，方便对综合能源进行评估。具体的，选取电力系统中的电压幅值作为电能质量me(t)的计算指标，选取供热系统中的供热温度作为热能质量mh(t)的计算指标，然后根据电能质量me(t)的计算指标和热能质量mh(t)计算本实施例中的热电联供系统中的供能质量指标m(t)。一般的，可以根据热能质量和电能质量两者在热电联供系统中的重要程度确定电能质量量化系数γe和供热质量量化系数γh的数值，当然，需满足γe+γh＝1。从结果上看，供能质量指标m(t)越大，热电联供系统的供能质量越差，需要采取具体的调节措施去提高供能质量。需要注意的是，在本发明实施例中，对能量的种类，比如热、电、冷等能量不作限制。
本实施例的技术方案，由于并非是单一的电力系统模型、单一的供热系统动态模型计算供能，而是在热能计算中将电力计算中的电参数考虑在内，在电力计算中将热能计算中的热参数考虑在内，相互迭代直到计算结束。即考虑了热电耦合在供能过程中的影响，使得计算的供能结果更准确。为使不同能量的“质量”可以综合评价，提出供能质量的量化方法，方便对综合能源进行评估。同时，由于计算各目标负荷节点的供能参数，即考虑用户侧的具体供能需求相关参数，对供能进行量化计算，实现更合理，更经济的供能。也可以为能源供应商提升供电供热的可靠性、灵活性和经济效益。
实施例二
图2是本发明实施例二提供的一种热电供能的计算方法的流程图。在上述实施例的基础上，可选的，所述供热模型包括水力模型和热力模型，对步骤s130、将所述热参数初始值以及所述电松弛节点的热出力输入到所述供热模型计算得到所述各热节点的目标热参数，作了进一步的优化，如图2所示，该方法具体包括：
s210、获取热电联供系统中各节点的热参数初始值和电参数初始值。
s220、将所述电参数初始值输入到所述供电模型计算得到各电节点的目标电参数，并根据所述目标电参数计算电松弛节点的热出力。
s230、将所述热参数初始值以及所述电松弛节点的热出力输入到所述水力模型计算所述各热节点的目标水力参数。
其中，水力模型可以用于对热电联供系统各热节点中的流量参数进行计算，示例性的，水力模型的输入参数可以包括各热节点热参数初始值中的温度值以及所述电松弛节点的热出力。在水力模型的计算中可以视为已知条件为负荷热功率和回水温度，求目标负荷节点流量的过程。相应的，可以将流量作为得到的目标水力参数。
s240、将所述热参数初始值以及所述目标水力参数输入到所述热力模型计算所述各热节点的目标热参数。
其中，热力模型可以用于根据输入的参数计算热电联供系统各热节点中的温度参数，示例性的，热力模型的输入参数可以包括步骤s230计算的到的目标水力参数以及热节点的热参数初始值，最终计算得到各节点的目标热参数，比如节点温度。
s250、根据所述目标电参数和所述目标热参数计算目标负荷节点的供能质量。
在水力模型的计算过程中，为方便起见，可以定义水力模型系统中的网络矩阵a和回路矩阵b。其中，a矩阵中的每个元素aij定义为：
其中，a矩阵是节点-支路矩阵，a矩阵中行表示节点，列表示水力支路。
b矩阵中的每个元素bij定义为：
b矩阵是回路-支路矩阵，b矩阵中行表示回路，列表示水力支路。
其中，对于供热系统拓扑中的一个节点，流入该节点的流量等于流出该节点的流量(水流的连续性定律)，用矩阵可以表示为
上式中
对于供热系统回路，整个回路水力压降之和为0，表示为下式(回路压降方程)：
bhk＝0
上式中hk是管道的压降向量，该压降计算遵循压损方程：
对于一段管道，压降与流量平方成正比，表示为下式(压损方程)：
上式中k是每个管道的阻尼系数的值，由管道自身属性决定。
可选的，所述目标水力参数包括流量，相应的，将所述热参数初始值以及所述热松弛节点的电出力输入到所述水力模型计算所述各热节点的目标水力参数，包括：
根据公式计算所述各热节点的流量；
其中，该公式可以视为所述热负荷模型的公式，φ为热功率，tr为回水温度，cp为水的热容，ts为供水温度，前三个量在负荷节点均已知，而流量
可选的，步骤s240、将所述热参数初始值以及所述水力参数输入到所述热力模型计算所述各热节点的目标热参数，进一步包括：
s241、将所述热参数初始值以及所述目标水力参数输入到所述热力模型计算所述各热节点的初始热参数。
其中，初始热参数可以为供热模型中的热力模型在当次计算中第一次得到的热参数值，比如温度值。
s242、若所述初始热参数满足热力收敛标准，则将所述初始热参数作为所述目标热参数。
其中，热力收敛标准可以是预先设定的用于判断在当次热力模型中计算得到的结果是否合理的规则，以确定当次热力模型的计算是否收敛或结束。具体可以是一个阈值，当热力计算中两次热参数的差值在小于该阈值时，则可以认为满足热力收敛标准，计算达到收敛。
s243、若所述初始热参数不满足所述热力收敛标准，则重复执行如下操作，直到重新计算得到的热参数满足所述热力收敛标准或计算次数达到预设最大热力次数为止，并将此时计算得到的热参数作为所述目标热参数：
步骤a、将所述初始热参数输入到所述水力模型重新计算水力参数；
步骤b、将所述重新计算得到的水力参数输入到所述热力模型计算热参数。
其中，预设最大热力次数可以是预先设定的用于在热力模型中计算节点的热参数的次数，如果计算次数达到该次数还没有满足收敛标准(没有收敛)，则可以结束当前的热力模型的计算，将最新的热参数作为目标热参数。
在上述方案中，水力模型计算得到了新的流量并输出给热力模型计算；热力模型计算得到了新的流量和热功率，并输出给水力模型重新计算流量。此供热模型的计算过程中可以视为使用前推-回代法。其中，水力系统计算使用牛顿-拉夫逊法，热力系统计算使用前推法。水力和热力计算相互迭代直到误差收敛到阈值范围内，如果不收敛则达到预设最大热力次数后停止，得到较准确的目标热参数。
可选的，步骤s230、将所述热参数初始值以及所述电松弛节点的热出力输入到所述水力模型计算所述各热节点的目标水力参数，包括：
s231、将所述热参数初始值以及所述电松弛节点的热出力输入到所述水力模型计算所述各热节点的初始水力参数。
其中，水力热参数可以为供热模型中的水力模型在当次计算中第一次得到的水力参数值，比如流量值。
s232、若所述水力参数满足水力收敛标准，则将所述初始水力参数作为所述各热节点的目标水力参数。
其中，水力收敛标准可以是预先设定的用于判断在当次水力模型中计算得到的结果是否合理的规则，以确定当次水力模型的计算是否收敛或结束。具体可以是一个阈值，当在热力计算中的两次水力参数的差值在小于该阈值，则可以认为其满足水力收敛标准，达到收敛。
若所述水力参数不满足所述水力收敛标准，则重复执行将所述初始水力参数以及所述电松弛节点的热出力输入到所述水力模型，重新计算所述水力参数的操作，直到重新计算得到的水力参数满足所述水力收敛标准或计算次数达到预设最大水力次数为止，并将此时计算得到的水力参数作为所述目标水力参数。
其中，预设最大水力次数可以是预先设定的用于在水力模型中计算节点的水力参数的次数，如果达到该次数还没有满足收敛标准(没有收敛)，则可以结束当前的水力模型的计算，将最新的水力参数作为目标水力参数。示例性的，整个供能质量计算的流程，可以参见图3所示的另一种热电供能计算方法的流程图。
具体的，在水力计算的收敛性判断的过程中，可以定义水力系统误差矩阵为fh，水力计算目的是求得管道流量的分布，因此该误差矩阵的数学形式为所示：
其中
本实施例的技术方案，通过考虑供热模型中的水力和热力计算中温度和流量的互相影响的情况，水力模型计算得到了新的流量并输出给热力模型计算；热力模型计算得到了新的流量和热功率，并输出给水力模型重新计算流量。水力和热力计算相互迭代直到误差收敛到阈值范围内，如果不收敛则达到预设最大热力次数后停止。使得供热模型中的目标热参数计算更准确和合理，进一步增加供能质量量化计算的准确性。
实施例三
图4是本发明实施例三提供的一种一种热电供能的计算方法的流程图，在上述实施例的基础上，可选的，对步骤s240、将所述热参数初始值以及所述目标水力参数输入到所述热力模型计算所述各热节点的目标热参数作了进一步的优化，如图3所示，该方法具体包括：
s410、获取热电联供系统中各节点的热参数初始值和电参数初始值。
s420、将所述电参数初始值输入到所述供电模型计算得到各电节点的目标电参数，并根据所述目标电参数计算电松弛节点的热出力。
s430、将所述热参数初始值以及所述电松弛节点的热出力输入到所述水力模型计算所述各热节点的目标水力参数。
s440、获取所述目标水力参数中所述热电联供系统各管道的流量参数。
其中，各管道的流量参数可以是各管道的流量分布(流量向量)。
s450、根据预设顺序划分方法确定各管道的顺序。
其中，预设顺序划分方法可以是预先设定的用于区分不同管道以及不同节点对应的管道顺序的方法，以方便准确的进行管道温度的计算。
s460、根据所述流量参数以及管道的顺序计算各管道温度分布。
s470、根据所述管道温度分布以及所述流量参数计算所述各热节点的目标热参数。
其中，在得到各管道的温度分布以及流量分布的基础上，计算各热节点的目标热参数(例如，负荷节点的温度)。
s480、根据所述目标电参数和所述目标热参数计算目标负荷节点的供能质量。
可选的，步骤s450、根据预设顺序划分方法确定所述热电供能系统中各管道的顺序，进一步包括：
通过以下公式确定各管道的顺序：
其中，lpipei为管道i的顺序，nsource表示热源站节点，nst(pipei)表示管道i的首端节点。具体的，如果是第1顺序的管道，表示该管道的首端与热源站是与热源相连的；如果一个节点注入管道顺序最大数是1，那么注出管道的顺序是2，以此类推，如果一个节点上注入管道顺序最大数是k，那么该节点流出的管道层数为k+1。示例性的，图5是本发明实施例三提供的一种管道顺序划分的结构示意图，管道顺序以及管道的结构可参见图5。
可选的，步骤s460、根据所述流量参数以及管道的顺序计算管道温度分布，进一步包括：
利用如下有限差分法递推公式计算所述管道温度分布：
其中，t(x,t)是与管道首端的距离为x的目标负荷节点在t时刻的温度，δt为预设时间间隔，δx是预设距离间隔，
可选的，所述目标热参数包括温度，相应的，步骤s470、根据所述管道温度分布以及所述流量参数计算所述各热节点的目标热参数，进一步包括：
利用如下公式计算目标负荷节点的温度：
其中，
本实施例的技术方案，由于管道温度分布的求解过程中包含的时间量，即考虑到了热传输动态过程中管道时延和温度动态的因素，使得计算的供能质量更准确。解决了现有技术中没有充分考虑热传输的动态过程，造成供热的不合理的问题。同时，通过管道顺序划分、同顺序管道计算和网络温度混合可以实现从热源前推到每一个目标负荷节点，从而获得需要的供热系统的供热温度。计算方法简便合理，提高计算的速度和准确度。另外，由于采用预设的管道顺序划分的方法计算温度分布，因此本实施例的技术方案中可以适用于流量可调、多热源分布的分布式能源站。
实施例四
图7是本发明实施例四提供的一种热电供能的计算装置的结构示意图，如图7所示，该装置包括：
初始值获取模块710，用于获取热电联供系统中各节点的热参数初始值和电参数初始值，其中，所述热电联供系统包括供电模型和供热模型；
供电计算模块720，用于将所述电参数初始值输入到所述供电模型计算得到各电节点的目标电参数，并根据所述目标电参数计算所述电松弛节点的热出力；
供热计算模块730，用于将所述热参数初始值以及所述电松弛节点的热出力输入到所述供热模型计算得到所述各热节点的目标热参数；
供能质量计算模块740，用于根据所述目标电参数和所述目标热参数计算目标负荷节点的供能质量。
进一步的所述供热计算模块730，包括：
供热参数计算单元，用于将所述热参数初始值以及所述电松弛节点的热出力输入到所述供热模型计算得到所述各热节点的初始热参数；
电出力计算单元，用于根据所述初始热参数计算热松弛节点的电出力；
收敛判断单元，用于若所述热松弛节点的电出力满足电力收敛标准，则将所述初始热参数作为所述目标热参数；
若所述热松弛节点的电出力不满足电力收敛标准，则重复执行如下操作，直到根据重新计算的电出力满足所述电力收敛标准或计算次数达到预设最大综合次数为止，并将此时计算得到的电参数和热参数分别作为所述目标电参数和目标热参数：
将所述热松弛节点的电出力输入到所述供电模型重新计算所述各电节点的电参数，并根据重新计算得到的电参数重新计算所述电松弛节点的热出力；
将所述重新计算得到的热出力输入到供热模型重新计算得到所述各热节点的热参数；
根据所述重新计算得到的热参数重新计算热松弛节点的电出力。
可选的，所述供热模型包括水力模型和热力模型；相应的，所述供热计算模块730，包括：
水力参数计算单元，用于将所述热参数初始值以及所述电松弛节点的热出力输入到所述水力模型计算所述各热节点的目标水力参数；
热力参数计算单元，用于将所述热参数初始值以及所述目标水力参数输入到所述热力模型计算所述各热节点的目标热参数。
可选的，所述热力参数计算单元，包括
热力参数计算子单元，用于将所述热参数初始值以及所述水力参数输入到所述热力模型计算所述各热节点的初始热参数；
热力收敛判断子单元，用于若所述初始热参数满足热力收敛标准，则将所述初始热参数作为所述目标热参数；
若所述初始热参数不满足所述热力收敛标准，则重复执行如下操作，直到重新计算得到的热参数满足所述热力收敛标准或计算次数达到预设最大热力次数为止，并将此时计算得到的热参数作为所述目标热参数：
将所述初始热参数输入到所述水力模型重新计算水力参数；
将所述重新计算得到的水力参数输入到所述热力模型计算热参数。
可选的，所述水力参数计算单元，包括：
将所述热参数初始值以及所述电松弛节点的热出力输入到所述水力模型计算所述各热节点的初始水力参数；
水力参数计算子单元，用于所述水力参数满足水力收敛标准，则将所述初始水力参数作为所述各热节点的目标水力参数；
水力收敛判断子单元，用于若所述水力参数不满足所述水力收敛标准，则重复执行将所述初始水力参数以及所述电松弛节点的热出力输入到所述水力模型，重新计算所述水力参数的操作，直到重新计算得到的水力参数满足所述水力收敛标准或计算次数达到预设最大水力次数为止，并将此时计算得到的水力参数作为所述目标水力参数。
可选的，所述热力参数计算单元，包括：
参数获取子单元，用于获取所述目标水力参数中所述热电联供系统各管道的流量参数；
管道顺序确定子单元，用于根据预设顺序划分方法确定各管道的顺序；
管道温度分布计算子单元，用于根据所述流量参数以及管道的顺序计算各管道温度分布；
目标热参数计算子单元，用于根据所述管道温度分布以及所述流量参数计算所述各热节点的目标热参数。
可选的，所述管道顺序确定子单元，具体用于通过以下公式确定各管道的顺序：
其中，lpipei为管道i的顺序，nsource表示热源站节点，nst(pipei)表示管道i的首端节点。
可选的，管道温度分布计算子单元具体用于利用如下有限差分法递推公式计算所述管道温度分布：
其中，t(x,t)是与管道首端的距离为x的目标负荷节点在t时刻的温度，δt为预设时间间隔，δx是预设距离间隔，
可选的，所述目标热参数包括温度，相应的，所述目标热参数计算子单元具体用于利用如下公式计算目标负荷节点的温度：
其中，
可选的，所述目标水力参数包括流量，相应的，所述水力参数计算单元具体用于根据公式
其中，φ为热功率，tr为回水温度，cp为水的热容，ts为供水温度。
可选的，所述供能质量计算模块740，包括：
电能质量计算单元，用于根据公式
热能质量计算单元，用于根据公式
供能质量计算单元，用于根据公式m(t)＝γeme(t)+γhmh(t)计算所述目标负荷节点的供能质量m(t)；
其中，ne是热电联供系统中电节点数，αi是电节点i的权重，vi各电节点i的电压幅值，vi,min是节点i允许电压最低值，如果电节点电压大于允许电压最低值，则该节点的权重αi为0；nh是热电联供系统中热节点数，βi是热节点i的权重，
本发明实施例所提供的热电供能的计算装置，可执行本发明任意实施例所提供的热电供能的计算方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例提供的热电供能的计算方法。
实施例四
参见图8，本实施例提供了一种电子设备800，其包括：一个或多个处理器820；存储装置810，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器820执行，使得所述一个或多个处理器820实现本发明实施例所提供的一种热电供能的计算方法，包括：
获取热电联供系统中各节点的热参数初始值和电参数初始值，其中，所述热电联供系统包括供电模型和供热模型；
将所述电参数初始值输入到所述供电模型计算得到各电节点的目标电参数，并根据所述目标电参数计算电松弛节点的热出力；
将所述热参数初始值以及所述电松弛节点的热出力输入到所述供热模型计算得到所述各热节点的目标热参数；
根据所述目标电参数和所述目标热参数计算目标负荷节点的供能质量当然，本领域技术人员可以理解，处理器820还可以实现本发明任意实施例所提供的一种相似题目的推荐方法的技术方案。
图8显示的电子设备800仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图8所示，电子设备800以通用计算设备的形式表现。电子设备800的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器820，存储装置810，连接不同系统组件(包括存储装置810和处理器820)的总线850。
总线850表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(isa)总线，微通道体系结构(mac)总线，增强型isa总线、视频电子标准协会(vesa)局域总线以及外围组件互连(pci)总线。
电子设备800典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被电子设备800访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
存储装置810可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(ram)811和/或高速缓存存储器812。电子设备800可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统813可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图8未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图8中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如cd-rom，dvd-rom或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线850相连。存储装,810可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块815的程序/实用工具814，可以存储在例如存储装置810中，这样的程序模块815包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块815通常执行本发明所描述的任意实施例中的功能和/或方法。
电子设备800也可以与一个或多个外部设备860(例如键盘、指向设备、显示器870等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备800交互的设备通信，和/或与使得该电子设备800能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口830进行。并且，电子设备800还可以通过网络适配器840与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图8所示，网络适配器840通过总线850与电子设备800的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备800使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
处理器820通过运行存储在存储装置810中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的一种相似题目的推荐方法。
实施例五
本发明实施例五提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种热电供能的计算方法，该方法包括：
获取热电联供系统中各节点的热参数初始值和电参数初始值，其中，所述热电联供系统包括供电模型和供热模型；
将所述电参数初始值输入到所述供电模型计算得到各电节点的目标电参数，并根据所述目标电参数计算电松弛节点的热出力；
将所述热参数初始值以及所述电松弛节点的热出力输入到所述供热模型计算得到所述各热节点的目标热参数；
根据所述目标电参数和所述目标热参数计算目标负荷节点的供能质量。
当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的热电供能的计算方法中的相关操作。
本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
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