一种基于换热网络的能耗分析方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于换热网络的能耗分析方法，属于电力系统技术领域。
【背景技术】
[0002] 在智能电网园区的建设过程中，工业用户、公共机构、数据中心等不同类型的用 户，存在照明负荷、电负荷、热负荷、机械负荷等各种不同形式的负荷类型。在能量消耗的同 时，园区中也存在着风力、光能、水力、地热等各种不同形式的分布式能源。这些能源往往以 分布式电源的形式，存在于智能园区当中。实际的研宄表明，照明负荷、机械负荷、数据中心 的负荷最终往往以热能的形式流失。而在另一方面，实际的生活中，往往存在热水、供暖等 大量的热负荷；实际的生产中，如冶金、化工等行业，更是需要在一定的温度条件下，才能确 保生产的顺利进行。根据热力学第二定律，不同形式的能耗有时是不能等量转化的。也就是 说，不同形式的能量，其内在的价值是不同的。实现能源的梯级利用，充分利用不同形式的 能量，发挥智能园区对能源的管控优势，是摆在智能电网园区建设者面前的一个突出问题。
[0003] 换热网络是七十年代提出的一种用于工业生产的能源优化算法。该算法在工业的 能源优化利用过程中发挥了巨大的左右，对该算法的研宄和改进也一直方兴未艾。
[0004] 现有很多基于换热网络的能耗分析方法，仅仅局限与热能的考量，没有结合智能 电网园区的特点，综合考虑各类能量的用能情况，无法精确的实现能源的梯级利用。
【发明内容】
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于换热网络的能耗分析方法，综合 考虑各类能量的用能情况，精确的实现能源的梯级利用。
[0006] 为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
[0007] 一种基于换热网络的能耗分析方法，包括以下步骤，
[0008] 步骤一，分析智能电网园区内所有的负荷，将负荷按照不同的形式分为变温设备 和恒温设备；所述变温设备是以流体为介质的设备，存在热交换过程；所述恒温设备是不 以流体为介质的设备，不存在热交换过程；
[0009] 步骤二，计算变温设备的能耗；计算恒温设备的能耗；
[0010] 步骤三，根据不同的供能方式，将步骤二中获得的能耗转换成相应供能方式下的 等量能耗；
[0011] 步骤四，以温度和等量能耗为坐标轴，绘制所有负荷的温焓图；
[0012] 步骤五，根据智能电网园区的实际情况，选择夹点；
[0013] 步骤六，根据夹点提出能耗优化方案。
[0014] 变温设备的能耗计算公式为，
[0015] Pi= C p (T终-T始）
[0016] 其中，P1为变温设备的能耗，T _是工艺流程中一环节的结束温度，Tfe是该环节的 初始温度，(；是该环节介质的比热容与流速的乘积，也就是每分钟该环节所消耗的能量。
[0017] 恒温设备的能耗计算公式为，
[0018]
【主权项】
1. 一种基于换热网络的能耗分析方法，其特征在于：包括以下步骤， 步骤一，分析智能电网园区内所有的负荷，将负荷按照不同的形式分为变温设备和恒 温设备；所述变温设备是以流体为介质的设备，存在热交换过程；所述恒温设备是不以流 体为介质的设备，不存在热交换过程； 步骤二，计算变温设备的能耗；计算恒温设备的能耗； 步骤三，根据不同的供能方式，将步骤二中获得的能耗转换成相应供能方式下的等量 能耗； 步骤四，以温度和等量能耗为坐标轴，绘制所有负荷的温焓图； 步骤五，根据智能电网园区的实际情况，选择夹点； 步骤六，根据夹点提出能耗优化方案。
2. 根据权利要求1所述的一种基于换热网络的能耗分析方法，其特征在于：变温设备 的能耗计算公式为， PfCpCr终-T始） 其中，Pi为变温设备的能耗，是工艺流程中一环节的结束温度，1^是该环节的初始 温度，(;是该环节介质的比热容与流速的乘积，也就是每分钟该环节所消耗的能量。
3. 根据权利要求1所述的一种基于换热网络的能耗分析方法，其特征在于：恒温设备 的能耗计算公式为，
其中，P2为恒温设备的能耗，为量测结束时间的累计用能量，为量测起始时间的 用能量，t是时间长度。
4. 根据权利要求1所述的一种基于换热网络的能耗分析方法，其特征在于：所述供能 方式包括电力供能和煤炭供能； 当采用电力供能时，能耗转换成等量能耗 Q标=C电? Q电 其中％为能耗折合为标煤后的值，为耗电量转换为标煤的转换系数，为耗电量； 当采用煤炭供能，能耗转换成等量能耗 Q标=c：i*Q煤 其中Cs为耗煤量转换为标煤的转换系数，该系数有煤炭品质确定，Qs为耗煤量。
5. 根据权利要求1所述的一种基于换热网络的能耗分析方法，其特征在于：所述温焓 图中，温度为横坐标，等量能耗为纵坐标。
6. 根据权利要求1所述的一种基于换热网络的能耗分析方法，其特征在于：选择夹点 的过程为， A1)选择能耗最优的点为夹点； A2)若夹点在优化工艺上可行，则选择结束，否则转至A3 ; A3)选择能耗比当前选择的夹点次优的点为新的夹点；转至步骤A2。
【专利摘要】本发明公开了一种基于换热网络的能耗分析方法，包括以下步骤，步骤一，分析智能电网园区内所有的负荷，将负荷按照不同的形式分为变温设备和恒温设备；步骤二，计算变温设备的能耗；计算恒温设备的能耗；步骤三，根据不同的供能方式，将步骤二中获得的能耗转换成相应供能方式下的等量能耗；步骤四，以温度和等量能耗为坐标轴，绘制所有负荷的温焓图；步骤五，根据智能电网园区的实际情况，选择夹点；步骤六，根据夹点提出能耗优化方案。本发明将所有负荷分为变温设备和恒温设备，不仅仅局限与热能的考量，综合考虑各类能量的用能情况，相较与现有方法更加精确。
【IPC分类】G05B19-418
【公开号】CN104699053
【申请号】CN201510076519
【发明人】王冬, 杨永标, 黄莉, 陈璐, 林弘宇, 王旭东, 王金明, 颜盛军, 谢敏
【申请人】国家电网公司, 国电南瑞科技股份有限公司, 国网天津市电力公司电力科学研究院
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月12日