技術(shù)特征：

1.一種供熱管網(wǎng)水力仿真模型辨識(shí)修正方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1，選取供熱系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工況下的多組實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)；

步驟S2，計(jì)算各管段的阻力系數(shù)理論值；以及

步驟S3，建立供熱管網(wǎng)水力仿真模型，利用粒子群算法結(jié)合多組實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)辨識(shí)計(jì)算各阻力系數(shù)修正量，并獲得修正過的阻力系數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供熱管網(wǎng)水力仿真模型辨識(shí)修正方法，其特征在于，

所述步驟S1中選取供熱系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工況下的多組實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，即

識(shí)別供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的多個(gè)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行工況，選取多組穩(wěn)態(tài)運(yùn)行工況的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，其方法包括：

步驟S11，工況數(shù)據(jù)預(yù)處理；

步驟S12，求各熱力站的穩(wěn)態(tài)工況時(shí)間區(qū)間；

步驟S13，求整個(gè)供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)工況時(shí)間區(qū)間；以及

步驟S14，選取所述多組實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的供熱管網(wǎng)水力仿真模型辨識(shí)修正方法，其特征在于，

所述步驟S2中計(jì)算各管段的阻力系數(shù)理論值的方法包括：

通過如下機(jī)理公式計(jì)算出各管段的阻力系數(shù)理論值；即

${\mathrm{\δ}}_i=6.88\×{10}^{-3}\frac{K^{0.25}}{{\mathrm{\ρd}}_i^{5.25}}(l_i+l_{di}),i=1,2,...,D$

δ_i為管段i的阻力系數(shù)(Pa/(t/h)2)；K為管壁的當(dāng)量絕對(duì)粗糙度；d_i為管道內(nèi)徑，單位為m；l_i為管段長(zhǎng)度，單位為m；l_di為管段局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度，單位為m；ρ為管內(nèi)熱水的平均密度，單位為kg/m3；D為管段數(shù)量。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的供熱管網(wǎng)水力仿真模型辨識(shí)修正方法，其特征在于，

所述步驟S3中建立供熱管網(wǎng)水力仿真模型的方法包括：

將供熱管網(wǎng)轉(zhuǎn)換為由節(jié)點(diǎn)和區(qū)段構(gòu)成的有向圖模型，即管網(wǎng)圖；其中

節(jié)點(diǎn)表示存在流量進(jìn)出的點(diǎn)，用集合V表示，V＝{V₁,V₂,…,V_n}，式中，n為管網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)；

區(qū)段表示節(jié)點(diǎn)間的連接管段，用集合E表示，E＝{E₁,E₂,…,E_m}，式中D為區(qū)段數(shù)即管段數(shù)量；

轉(zhuǎn)換為有向圖，則表示為G＝<V,E>；

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)圖論得到供熱管網(wǎng)的關(guān)聯(lián)矩陣A和基本回路矩陣B，其中A為n×D階矩陣，B為s×D階矩陣，s為基本回路個(gè)數(shù)s＝D-n+1；

構(gòu)建供熱管網(wǎng)水力仿真模型，即

AG^T＝0；

BΔH^T＝0；

式中，G為記錄管網(wǎng)圖中各管段內(nèi)體積流量的行向量，即

G＝[G₁,G₂,…,G_D]；

ΔH為記錄管網(wǎng)圖中各管段總阻力損失的列向量，即

ΔH＝ζ*|G|*G+Z-H_b；

式中，ζ為管網(wǎng)中各管段的阻力系數(shù)矩陣；

ζ＝diag{δ₁+Δδ₁,δ₂+Δδ₂,…,δ_D+Δδ_D}；

其中δ₁、δ₂、……、δ_D為阻力系數(shù)理論值，Δδ₁、Δδ₂、……、Δδ_D為阻力系數(shù)修正量，即需要辨識(shí)的參數(shù)；D表示待辨識(shí)的阻力系數(shù)修正量的維數(shù)；

Z為管段兩節(jié)點(diǎn)位能差的列向量Z＝[Z₁,Z₂,…,Z_D]^T；

H_b為熱網(wǎng)中的水泵揚(yáng)程列向量H_b＝[H_b1,H_b2,…,H_bD]^T；

在供熱管網(wǎng)水力仿真模型應(yīng)用于辨識(shí)時(shí)，將其抽象表示為如下形式：

Y＝Func(X,δ)

式中X表示輸入的多組實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)；Y表示輸出向量；δ表示待辨識(shí)管段的阻力系數(shù)向量,δ＝[δ₁+Δδ₁,δ₂+Δδ₂,…,δ_D+Δδ_D]。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的供熱管網(wǎng)水力仿真模型辨識(shí)修正方法，其特征在于，

所述步驟S3中利用粒子群算法結(jié)合多組實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)辨識(shí)計(jì)算各阻力系數(shù)修正量，即

采用粒子群算法在每一代產(chǎn)生不同的阻力系數(shù)修正量，并通過供熱管網(wǎng)水力仿真模型中不同阻力系數(shù)修正量向量在多個(gè)工況下管網(wǎng)的流動(dòng)狀態(tài)與相應(yīng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，辨識(shí)出最優(yōu)的阻力系數(shù)修正量。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的供熱管網(wǎng)水力仿真模型辨識(shí)修正方法，其特征在于，

采用粒子群算法結(jié)合多組實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)辨識(shí)計(jì)算各阻力系數(shù)修正量向量的方法包括如下步驟：

步驟S31，粒子群算法參數(shù)設(shè)置，即

微粒個(gè)數(shù)N、微粒維數(shù)D，以及決策變量上界U＝[Δδ_1u,Δδ_2u,…,Δδ_Du]和下界L＝[Δδ_1l,Δδ_2l,…,Δδ_Dl]；

步驟S32，初始化，即

讀取阻力系數(shù)理論值，生成N個(gè)微粒，即N組阻力系數(shù)修正量向量；

步驟S33，建立用于阻力系數(shù)修正量辨識(shí)的目標(biāo)函數(shù)，以計(jì)算各微粒的目標(biāo)函數(shù)值；

所述目標(biāo)函數(shù)如下：

$\min Z({\mathrm{\&Delta;\&delta;}}_1,{\mathrm{\&Delta;\&delta;}}_2,...,{\mathrm{\&Delta;\&delta;}}_D)=\underset{j=1}{\overset{N_C}{\&Sigma;}}\underset{i=1}{\overset{N_P}{\&Sigma;}}{({\mathrm{PC}}_{ij}-{\mathrm{PO}}_{ij})}^2$

當(dāng)阻力系數(shù)修正量Δδ₁,Δδ₂,…,Δδ_D作為決策變量給定值后，通過供熱管網(wǎng)水力仿真模型計(jì)算得到相應(yīng)輸出數(shù)據(jù)；

對(duì)每一個(gè)微粒k∈{1,2,…,N}，將其與阻力系數(shù)理論值向量[δ₁,δ₂,…,δ_D]相加，得到該微粒代表的阻力系數(shù)向量將δ_k輸入供熱管網(wǎng)水力仿真模型，并依次利用第1、2，……，第N_C組實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行水力計(jì)算，得到相應(yīng)工況下各熱力站的壓力計(jì)算值；

式中，

PC_ij：穩(wěn)態(tài)工況j下由仿真模型計(jì)算得到的熱力站i的壓力計(jì)算值；

PO_ij：穩(wěn)態(tài)工況j下熱力站i對(duì)應(yīng)的壓力測(cè)量值；

N_P：壓力測(cè)點(diǎn)數(shù)量；

步驟S34，微粒飛行，產(chǎn)生下一代微粒；

步驟S35，達(dá)到設(shè)定的運(yùn)行代數(shù)，算法終止，否則回到步驟S33繼續(xù)執(zhí)行。

7.一種供熱管網(wǎng)水力仿真模型辨識(shí)修正系統(tǒng)，其特征在于，包括：

粒子群算法單元，產(chǎn)生每一代的阻力系數(shù)修正量對(duì)應(yīng)的微粒，并將微粒寫入數(shù)據(jù)庫，并且讀取各微粒的目標(biāo)函數(shù)值；

目標(biāo)函數(shù)計(jì)算單元，建立用于阻力系數(shù)修正量辨識(shí)的目標(biāo)函數(shù)，驅(qū)動(dòng)多個(gè)供熱管網(wǎng)水力仿真模型，即產(chǎn)生N個(gè)仿真模型進(jìn)行并行的模擬計(jì)算，并從數(shù)據(jù)庫獲取微粒，通過仿真模型計(jì)算微粒的目標(biāo)函數(shù)值并寫回?cái)?shù)據(jù)庫。

數(shù)據(jù)庫單元，存儲(chǔ)阻力系數(shù)修正量向量的群體和目標(biāo)函數(shù)值，以及目標(biāo)函數(shù)的計(jì)算狀態(tài)，并且還將穩(wěn)態(tài)工況的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)以及每一代優(yōu)化計(jì)算的結(jié)果也存入數(shù)據(jù)庫中。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的供熱管網(wǎng)水力仿真模型辨識(shí)修正系統(tǒng)，其特征在于，

所述目標(biāo)函數(shù)如下：

$\min Z({\mathrm{\&Delta;\&delta;}}_1,{\mathrm{\&Delta;\&delta;}}_2,...,{\mathrm{\&Delta;\&delta;}}_D)=\underset{j=1}{\overset{N_C}{\&Sigma;}}\underset{i=1}{\overset{N_P}{\&Sigma;}}{({\mathrm{PC}}_{ij}-{\mathrm{PO}}_{ij})}^2$

當(dāng)阻力系數(shù)修正量Δδ₁,Δδ₂,…,Δδ_D作為決策變量給定值后，通過供熱管網(wǎng)水力仿真模型計(jì)算得到相應(yīng)輸出數(shù)據(jù)；

對(duì)每一個(gè)微粒k∈{1,2,…,N}，將其與阻力系數(shù)理論值向量[δ₁,δ₂,…,δ_D]相加，得到該微粒代表的阻力系數(shù)向量將δ_k輸入供熱管網(wǎng)水力仿真模型，并依次利用第1、2，……，第N_C組實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行水力計(jì)算，得到相應(yīng)工況下各熱力站的壓力計(jì)算值；

式中，

PC_ij：穩(wěn)態(tài)工況j下由仿真模型計(jì)算得到的熱力站i的壓力計(jì)算值；

PO_ij：穩(wěn)態(tài)工況j下熱力站i對(duì)應(yīng)的壓力測(cè)量值；

N_P：壓力測(cè)點(diǎn)數(shù)量。

9.一種根據(jù)權(quán)利要求7所述的供熱管網(wǎng)水力仿真模型辨識(shí)修正系統(tǒng)的操作方法，包括如下步驟：

步驟Sa，建立待辨識(shí)管網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型，以生成管網(wǎng)各部件的唯一標(biāo)識(shí)ID；

步驟Sb，獲得工況實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和計(jì)算阻力系數(shù)理論值的準(zhǔn)備工作；

步驟Sc，設(shè)置粒子群算法單元中的算法參數(shù)，啟動(dòng)該單元；

步驟Sd，啟動(dòng)目標(biāo)函數(shù)計(jì)算單元。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的操作方法，其特征在于，

所述步驟Sb中所述準(zhǔn)備工作包括：將待辨識(shí)管段的ID和阻力系數(shù)理論值對(duì)應(yīng)地整理到配置文件中，供粒子群算法單元讀??；以及

將篩選的多組實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫中，供目標(biāo)函數(shù)計(jì)算單元查詢，每一組工況數(shù)據(jù)包括工況編號(hào)、熱源或熱力站ID、熱源或熱力站對(duì)應(yīng)的流量和供回水壓力。