8.智慧供热先进热力系统技术整体解决方案.pdf

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1、先进热力系统技术整体解决方案智慧供热2 0 2 4CARBON PEAKING CARBON NEUTRALITYDIGITAL TWININTELLIGENT ENERGY NETWORK目录C O N T E N T S背景介绍：双碳目标及智慧管网01仿真技术：全新数学模型和高智能算法02 解决方案：数字孪生技术+人工智能算法03 案例展示：智慧供热的前期探索04 技术成果：智慧供热数字孪生平台05 背景介绍：双碳目标及智慧管网力争2030年前二氧化碳排放达到峰值努力争取2060年前实现碳中和目标国家主席习近平在第七十五届联合国大会上宣布：2021年5月26日，碳达峰碳中和工作领导小组第一

2、次全体会议在北京召开 2021年10月，关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见以及2030年前碳达峰行动方案 2022年8月，科技部、国家发展改革委、工业和信息化部等9部门印发科技支撑碳达峰碳中和实施方案（20222030年）中国“”双碳目标探讨“智慧化”过程 管网拥有“智慧”的大脑。在高速寻优运算的支持下，系统具备日益增强的思考统拥有和学习的能力“智慧”效果：为达到最优化的目标，将所需物质从供给处按需、安全输配到各类用户1950-1990 计算机诞生自 动 化信 息 化1990-2020 通信网络诞生G智 能 化202x-203x云计算大数据人工智能算法自学习深度学习G智

3、慧 化50-100年AI探讨“智慧”热力系统用 户输 配热力站输 配热 源在建筑内部按需求将水量分配到各层房间用户二次热网按照用户需求，按时将热量送达建筑输配热力站内通过换热器将用户需要的热量精准传递到二次热网热力站一次热网按能够实现热量按时，按需输配到各热力站输配热源按照最经济要求提供热量，提供相应的供水温度.热源探讨“智慧”热力系统运 行设 计规 划设备选型：容量，参数不大不小智慧系统拥有高速运算的大脑热源安全节能环保用户预期符合实际热源所提供的热量按时、按需、安全地输配到大量用户处智慧热探讨“智慧”热力系统核心：热力系统仿真模型与高智能算法仿真技术：全新数学模型和高智能算法全新数学模型与

4、高智能算法质量守恒方程+=动量守恒方程+2=2 能量守恒方程 +22+22+=+dxAp AvmcvgsinFlowdxpA+Apxdxv+AvxCVw mc.1 Fig.1 Steam flow in pipe 2 序号项目传统方法新方法1理论基础平面图论/基尔霍夫定律网络元法2管网控制方程简化管网为平面拓扑结构管网为非对称空间拓扑结构3管段控制方程代数方程偏微分方程组4计算流程求解矩阵方程，获得待求变量随时间步长推进，迭代求解5数值方法管网平差方法，如Hardy Cross法，MKP法，Newton-Raphson法等偏微分方程离散化求解，如FVM，FDM和MOC法等6最终结果管段平均流量

5、，节点压力，节点温度管段压力、流量和温度沿管程分布全新数学模型与高智能算法技术特点及优势深度自学采用“组合式”高智能算法，具有深度自学习能力；高速寻优和深层挖掘能力随使用时间增加而不断增强。并行计算采用完全“并行计算”内核可实现大规模线程（1万以上）同时计算。高阶 K-T 算法采用“高阶 K-T 算法”可大幅提高计算精度和速度，减少计算资源消耗。Godunov 格式采用独特的“Godunov格式”，全面适应空间拓扑结构的管网模型；可在运行中任意改变拓扑结构而不会出现计算异常。领先的计算能力压力精度：0.001Pa流量精度：0.001 m3/h已做到10000节点数 数据挖掘技术+高智能算法诊断

6、管道内壁侵蚀和腐蚀状况 管道老化模型+定位辨识算法诊断老化管道的埋地位置采用智能数据分析技术对泄漏点精确定位：精度达到20-50m；显著减少仪表数量，减少劳动强度新建/改造管网保障的供需均衡可靠：通过智能搜索算法，从佰万以上数量方案中选最优方案；工程案例普遍节省费用30%以上管网新建/改造仅需要少量站内仪表+大数据挖掘管道泄漏/堵塞诊断管道腐蚀/老化诊断解决方案 由负荷预测，预知未来48小时管网压力和流量变化 采用“虚拟沙箱”技术，可提前获得未来的管网压力和流量24小时动态变化 根据备用预案，预测未来7天高峰供热的影响 采用高智能算法技术，对管网任意位置可插入虚拟“流量表”，“压力表”及“温度