一种基于物联网的二网水力平衡调控系统及方法与流程

1.本发明涉及二网水力平衡技术领域，具体为一种基于物联网的二网水力平衡调控系统及方法。


背景技术：

2.现有供热二次网中存在严重的水力不平衡现象，导致住户室内温度冷热不均，供热公司运行能耗严重超标，社会效益和经济效益都没有得到应有的保障。为了解决水力不平衡问题，热力公司投入大量资金在二次管网中安装电动调节阀，通过物联网通讯技术远程控制，实现二次网的水力平衡。
3.但是，现有的二次网水力平衡调节方式，通常采用同一换热站对应的所有供热用户统一进行调节的方式，该方式既没有考虑到供热用户的房屋户型特征对散热情况的影响，也没有考虑到供热管网支路中水垢受用户使用状态及使用时长的影响情况(不同区域的水质情况不同，水垢变化情况也不相同)，供热管网中的水垢会阻碍供热过程中的热传递，降低房屋的供热效果，进而现有的二次网水力平衡调节方式存在较大的缺陷，只能实现整体概念的调节，仅仅是广义上的调节，无法针对具体的每一个供热用户，实现对每一个供热用户的精准调节。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于物联网的二网水力平衡调控系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网的二网水力平衡调控方法，所述方法包括以下步骤：
6.s1、获取每个供热用户的在不同时间的用户供热信息，对每个供热用户进行编号，将同一时间所有编号的供热用户分别对应的用户供热信息进行汇总，得到相应时间对应的用户供热信息集；
7.s2、获取同一个换热站内各个用户供热信息，对同一供热站内的用户供热信息进行综合评估，计算每个供热用户对应的用户供热调节参考集；所述用户供热调节参照集包括调节频率、调节幅度及基准温度修正值；
8.s3、结合供热用户的历史供热数据，分析供热用户对应的供热管网支路受水垢的干扰关系，并结合所得干扰关系对相应供热用户对应的用户供热调节参考集进行校准，得到相应供热用户对应的用户供热调节集，并生成相应供热用户对应供热管网支路阀门的控制指令；
9.s4、根据控制指令对相应供热用户对应供热管网支路阀门进行调节，并对异常控制指令对应的供热用户进行异常状态预警，并根据控制指令对中调节频率对应的调节间隔时长，获取下一次供热管网支路阀门的调控时间(调节间隔时长与最近一次供热管网支路阀门的调控时间之和)。
10.进一步的，所述s1中将编号为i的供热用户在时间t对应的用户供热信息记为ait，
11.所述ait＝{ait1，ait2，ait3，ait4}，其中，ait1表示编号为i的供热用户在时间t对应的回水温度信息，ait2表示编号为i的供热用户在时间t对应的阀门开度信息，ait3表示编号为i的供热用户的房屋户型特征，ait4表示编号为i的供热用户在时间t对应的供热面积，
12.每个房屋户型特征对应一个房屋户型，
13.将时间t对应的用户供热信息集记为bt，bt中的第i个元素为ait。
14.进一步的，所述s2中计算每个供热用户对应用户供热调节参考集的方法包括以下步骤：
15.s21、获取时间t时同一个换热站内每个用户供热信息中分别对应的阀门开度信息和回水温度信息，所述阀门开度信息为安装于回水管道上的物联网平衡阀对应的开启程度在数据库预置表单对应的常数，所述回水温度信息为安装在物联网平衡阀上的温度传感器的监测值；
16.s22、将一个换热站下所有物联网平衡阀作为一个控制整体，计算时间t时控制整体内所有物联网平衡阀的回水温度平均值，将所得回水温度平均值作为时间t的基准温度，记为tzt；
17.s23、获取供热用户对应的房屋户型特征，并结合所得房屋户型特征，对s21中所得基准温度进行修正，得到相应房屋户型特征对应的基准温度修正值，记为txt，修正公式如下：txt＝tzt+x，x∈[0,2]，不同房屋户型特征在数据库预置表单中对应一个x值；
[0018]
s24、根据供热用户对应的房屋户型特征，得到每个供热用户对应的用户供热调节参考集，将编号为i的供热用户在时间t时对应的用户供热调节参考集记为dit，所述dit＝{hplti，vfdti，txti}，
[0019]
其中，hplti表示编号为i的供热用户在时间t时对应的阀门设置调节频率，vfdti表示编号为i的供热用户在时间t时对应的调节幅度参考值，txti表示编号为i的供热用户在时间t时对应的基准温度修正值，
[0020]
所述hplti＝80*(∑sz/5)
1/2
，其中，∑sz表示相应换热站的所有供热用户分别对应的供热面积之和，
[0021]
所述vfdti＝f(ait1，txti)
×
(ait
1-txti)2/100
×
ait2，其中，ait1表示编号为i的供热用户在时间t时对应的回水温度信息，ait2表示编号为i的供热用户在时间t时对应的阀门开度信息，f(ait1，txti)表示阀门调节方向，
[0022]
当ait1≥txti时，判定f(ait1，txti)＝1，阀门调节方向与关阀方向相同，
[0023]
当ait1＜txti时，判定f(ait1，txti)＝-1，阀门调节方向与开阀方向相同。
[0024]
本发明步骤s2给出的是针对同一换热站的所有供热用户的二网水力平衡调节方式，该方式是个动态平衡的过程。
[0025]
进一步的，所述s3中分析供热用户对应的供热管网支路受水垢的干扰关系的方法包括以下步骤：
[0026]
s301、获取历史数据记载的换热站内的供热管网支路中，不同供水温度状态下，单位时间内的供热管网支路内水垢的堆积厚度，得到换热站内的供热管网支路在不同供水温度下的水垢堆积速度(所得供热管网支路内水垢的堆积厚度与单位时间的比值)，构建水垢干扰速度数据对，记为(tg，vg)，tg表示供热管网支路内的供水温度，vg表示水垢堆积速度；
[0027]
s302、获取同一换热站对应的各个水垢干扰数据对分别在标准平面直角坐标系中对应的坐标点，并以y＝b1/[b2+exp(b3
·
x+b4)]+b5为函数模型对标准平面直角坐标系中所得坐标点进行拟合，将所得拟合结果作为相应换热站对应的供热管网支路受水垢的干扰关系函数，记为g(x)，所述标准平面直角坐标系为供水温度与水垢堆积速度之间的坐标系，所述b1、b2、b3、b4及b5均为函数模型的系数；
[0028]
s303、获取换热站内编号为i的供热用户历史记录中对应的供水总时长tu1及不同供水时长时分别对应的供水温度，将换热站内编号为i的供热用户供水时长tu对应的供水温度记为wtu；
[0029]
s304、得到换热站内编号为i的供热用户对应的供热管网支路中水垢堆积厚度预测值，记为phi，
[0030]
phi＝∫
tu＝0tu1
g(wtu)，所述g(wtu)表示x等于wtu时的g(x)对应值。
[0031]
本发明s3中的内容考虑到供热管网中的水垢对平衡过程的影响，同一供热条件下，供热管网支路中的水垢越厚，则同一温度的热水在向房屋传递热量的过程中，热传递的效率越低，若要传递相同的热量，则水垢越厚的供热管网支路对应的阀门开度越大，单位时间内通过的热水越多。
[0032]
进一步的，所述s3中得到相应供热用户对应的用户供热调节集的方法包括以下步骤：
[0033]
s311、获取换热站内编号为i的供热用户对应的供热管网支路中水垢堆积厚度预测值phi，并查询数据库预置表单中phi对应的热传递阻碍干扰系数，记为r
phi
，数据库中水垢堆积厚度预测值与热传递阻碍干扰系数一一对应；
[0034]
s312、得到换热站内编号为i时间t时供热用户对应的用户供热调节集，记为deit＝{hplti，vefdti，txti}，
[0035]
vefdti＝vfdti/(ait
1-txti)2·
[ait
1-txti
·
(1+r
phi
)]2；
[0036]
所述s3中生成相应供热用户对应供热管网支路阀门的控制指令的过程中，
[0037]
s321、获取数据库中供热管网的调节死区，所述调节死区对应一个预置的温度区间；
[0038]
s322、当ait
1-txti
·
(1+r
phi
)大于等于调节死区时，则判定相应阀门回水温度超出基准温度偏离在死区范围，阀门需要进行调节，生成的相应供热用户对应供热管网支路阀门的控制指令不为空，且控制指令中对应的阀门调节量与deit中vefdti相等；
[0039]
s323、当ait
1-txti
·
(1+r
phi
)大于等于调节死区时，则判定相应阀门回水温度于基准温度偏离在死区范围内，阀门无需调节，生成的相应供热用户对应供热管网支路阀门的控制指令为空。
[0040]
本发明判断调节死区，是将调节死区作为一个温度偏差承受区间，设置该区间，是因为上述二次网水力平衡调节过程，是一个动态的调节过程，即使某一个支路的阀门开度调节成功后，在对其余支路的阀门进行调节的过程中，该支路的供热信息也会发生变化，可能需要进行二次平衡调节。
[0041]
进一步的，所述s4中对异常控制指令对应的供热用户进行异常状态预警时，直接将异常信息传递给供热用户且不执行异常控制指令；
[0042]
所述异常控制指令是通过判断相应控制指令中对应的阀门调节量与调节前的阀
门开度信息之和是否超过阀门调节量程之间的关系获取的，
[0043]
当相应控制指令中对应的阀门调节量与调节前的阀门开度信息之和超过阀门调节量程，则判定相应的控制指令为异常控制指令，反之，则判定相应的控制指令正常。
[0044]
一种基于物联网的二网水力平衡调控系统，所述系统包括以下模块：
[0045]
供热信息采集模块，所述供热信息采集模块获取每个供热用户的在不同时间的用户供热信息，对每个供热用户进行编号，将同一时间所有编号的供热用户分别对应的用户供热信息进行汇总，得到相应时间对应的用户供热信息集；
[0046]
供热调节分析模块，所述供热调节分析模块获取同一个换热站内各个用户供热信息，对同一供热站内的用户供热信息进行综合评估，计算每个供热用户对应的用户供热调节参考集；所述用户供热调节参照集包括调节频率、调节幅度及基准温度修正值；
[0047]
预测校准模块，所述预测校准模块结合供热用户的历史供热数据，分析供热用户对应的供热管网支路受水垢的干扰关系，并结合所得干扰关系对相应供热用户对应的用户供热调节参考集进行校准，得到相应供热用户对应的用户供热调节集，并生成相应供热用户对应供热管网支路阀门的控制指令；
[0048]
指令管控模块，指令管控模块根据控制指令对相应供热用户对应供热管网支路阀门进行调节，并对异常控制指令对应的供热用户进行异常状态预警，并根据控制指令对中调节频率对应的调节间隔时长，获取下一次供热管网支路阀门的调控时间。
[0049]
进一步的，所述预测校准模块包括干扰关系分析模块、调节校准模块及指令生成模块，
[0050]
所述干扰关系分析模块结合供热用户的历史供热数据，分析供热用户对应的供热管网支路受水垢的干扰关系，
[0051]
所述调节校准模块结合所得干扰关系对相应供热用户对应的用户供热调节参考集进行校准，得到相应供热用户对应的用户供热调节集，
[0052]
所述指令生成模块根据供热用户对应的用户供热调节集，生成相应供热用户对应供热管网支路阀门的控制指令。
[0053]
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明在针对同一换热站对应的所有供热用户进行调节时，不仅考虑到供热用户的房屋户型特征对散热情况的影响，还考虑到供热管网支路中水垢受用户使用状态及使用时长的影响情况，进而本发明既能实现整体概念的调节，又能针对具体的每一个供热用户，实现对每一个供热用户的精准调节，实现对二网水力平衡调控的有效监管。
附图说明
[0054]
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0055]
图1是本发明一种基于物联网的二网水力平衡调控方法的流程示意图；
[0056]
图2是本发明一种基于物联网的二网水力平衡调控系统的结构示意图。
具体实施方式
[0057]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0058]
请参阅图1，本发明提供技术方案：一种基于物联网的二网水力平衡调控方法，所述方法包括以下步骤：
[0059]
s1、获取每个供热用户的在不同时间的用户供热信息，对每个供热用户进行编号，将同一时间所有编号的供热用户分别对应的用户供热信息进行汇总，得到相应时间对应的用户供热信息集；
[0060]
所述s1中将编号为i的供热用户在时间t对应的用户供热信息记为ait，
[0061]
所述ait＝{ait1，ait2，ait3，ait4}，其中，ait1表示编号为i的供热用户在时间t对应的回水温度信息，ait2表示编号为i的供热用户在时间t对应的阀门开度信息，ait3表示编号为i的供热用户的房屋户型特征，ait4表示编号为i的供热用户在时间t对应的供热面积，
[0062]
每个房屋户型特征对应一个房屋户型，
[0063]
将时间t对应的用户供热信息集记为bt，bt中的第i个元素为ait。
[0064]
s2、获取同一个换热站内各个用户供热信息，对同一供热站内的用户供热信息进行综合评估，计算每个供热用户对应的用户供热调节参考集；所述用户供热调节参照集包括调节频率、调节幅度及基准温度修正值；
[0065]
所述s2中计算每个供热用户对应用户供热调节参考集的方法包括以下步骤：
[0066]
s21、获取时间t时同一个换热站内每个用户供热信息中分别对应的阀门开度信息和回水温度信息，所述阀门开度信息为安装于回水管道上的物联网平衡阀对应的开启程度在数据库预置表单对应的常数，所述回水温度信息为安装在物联网平衡阀上的温度传感器的监测值；
[0067]
s22、将一个换热站下所有物联网平衡阀作为一个控制整体，计算时间t时控制整体内所有物联网平衡阀的回水温度平均值，将所得回水温度平均值作为时间t的基准温度，记为tzt；
[0068]
s23、获取供热用户对应的房屋户型特征，并结合所得房屋户型特征，对s21中所得基准温度进行修正，得到相应房屋户型特征对应的基准温度修正值，记为txt，修正公式如下：txt＝tzt+x，x∈[0,2]，不同房屋户型特征在数据库预置表单中对应一个x值；
[0069]
s24、根据供热用户对应的房屋户型特征，得到每个供热用户对应的用户供热调节参考集，将编号为i的供热用户在时间t时对应的用户供热调节参考集记为dit，所述dit＝{hplti，vfdti，txti}，
[0070]
其中，hplti表示编号为i的供热用户在时间t时对应的阀门设置调节频率，vfdti表示编号为i的供热用户在时间t时对应的调节幅度参考值，txti表示编号为i的供热用户在时间t时对应的基准温度修正值，
[0071]
所述hplti＝80*(∑sz/5)
1/2
，其中，∑sz表示相应换热站的所有供热用户分别对应的供热面积之和，
[0072]
所述vfdti＝f(ait1，txti)
×
(ait
1-txti)2/100
×
ait2，其中，ait1表示编号为i的供热用户在时间t时对应的回水温度信息，ait2表示编号为i的供热用户在时间t时对应的阀门开度信息，f(ait1，txti)表示阀门调节方向，
[0073]
当ait1≥txti时，判定f(ait1，txti)＝1，阀门调节方向与关阀方向相同，
[0074]
当ait1＜txti时，判定f(ait1，txti)＝-1，阀门调节方向与开阀方向相同。
[0075]
s3、结合供热用户的历史供热数据，分析供热用户对应的供热管网支路受水垢的干扰关系，并结合所得干扰关系对相应供热用户对应的用户供热调节参考集进行校准，得到相应供热用户对应的用户供热调节集，并生成相应供热用户对应供热管网支路阀门的控制指令；
[0076]
所述s3中分析供热用户对应的供热管网支路受水垢的干扰关系的方法包括以下步骤：
[0077]
s301、获取历史数据记载的换热站内的供热管网支路中，不同供水温度状态下，单位时间内的供热管网支路内水垢的堆积厚度，得到换热站内的供热管网支路在不同供水温度下的水垢堆积速度(所得供热管网支路内水垢的堆积厚度与单位时间的比值)，构建水垢干扰速度数据对，记为(tg，vg)，tg表示供热管网支路内的供水温度，vg表示水垢堆积速度；
[0078]
s302、获取同一换热站对应的各个水垢干扰数据对分别在标准平面直角坐标系中对应的坐标点，并以y＝b1/[b2+exp(b3
·
x+b4)]+b5为函数模型对标准平面直角坐标系中所得坐标点进行拟合，将所得拟合结果作为相应换热站对应的供热管网支路受水垢的干扰关系函数，记为g(x)，所述标准平面直角坐标系为供水温度与水垢堆积速度之间的坐标系，所述b1、b2、b3、b4及b5均为函数模型的系数；
[0079]
s303、获取换热站内编号为i的供热用户历史记录中对应的供水总时长tu1及不同供水时长时分别对应的供水温度，将换热站内编号为i的供热用户供水时长tu对应的供水温度记为wtu；
[0080]
s304、得到换热站内编号为i的供热用户对应的供热管网支路中水垢堆积厚度预测值，记为phi，
[0081]
phi＝∫
tu＝0tu1
g(wtu)，所述g(wtu)表示x等于wtu时的g(x)对应值。
[0082]
所述s3中得到相应供热用户对应的用户供热调节集的方法包括以下步骤：
[0083]
s311、获取换热站内编号为i的供热用户对应的供热管网支路中水垢堆积厚度预测值phi，并查询数据库预置表单中phi对应的热传递阻碍干扰系数，记为r
phi
，数据库中水垢堆积厚度预测值与热传递阻碍干扰系数一一对应；
[0084]
s312、得到换热站内编号为i时间t时供热用户对应的用户供热调节集，记为deit＝{hplti，vefdti，txti}，
[0085]
vefdti＝vfdti/(ait
1-txti)2·
[ait
1-txti
·
(1+r
phi
)]2；
[0086]
所述s3中生成相应供热用户对应供热管网支路阀门的控制指令的过程中，
[0087]
s321、获取数据库中供热管网的调节死区，所述调节死区对应一个预置的温度区间；
[0088]
s322、当ait
1-txti
·
(1+r
phi
)大于等于调节死区时，则判定相应阀门回水温度超出基准温度偏离在死区范围，阀门需要进行调节，生成的相应供热用户对应供热管网支路阀门的控制指令不为空，且控制指令中对应的阀门调节量与deit中vefdti相等；
[0089]
s323、当ait
1-txti
·
(1+r
phi
)大于等于调节死区时，则判定相应阀门回水温度于基准温度偏离在死区范围内，阀门无需调节，生成的相应供热用户对应供热管网支路阀门的控制指令为空。
[0090]
s4、根据控制指令对相应供热用户对应供热管网支路阀门进行调节，并对异常控制指令对应的供热用户进行异常状态预警，并根据控制指令对中调节频率对应的调节间隔时长，获取下一次供热管网支路阀门的调控时间(调节间隔时长与最近一次供热管网支路阀门的调控时间之和)；
[0091]
所述s4中对异常控制指令对应的供热用户进行异常状态预警时，直接将异常信息传递给供热用户且不执行异常控制指令；
[0092]
所述异常控制指令是通过判断相应控制指令中对应的阀门调节量与调节前的阀门开度信息之和是否超过阀门调节量程之间的关系获取的，
[0093]
当相应控制指令中对应的阀门调节量与调节前的阀门开度信息之和超过阀门调节量程，则判定相应的控制指令为异常控制指令，反之，则判定相应的控制指令正常。
[0094]
上述的二次网水力平衡调节方式为一个周期内的调节内容，而在本实施例中该水力平衡调节方式是动态平衡的过程，是需要多个周期不断进行平衡调节的，每个周期的时长与调节频率对应的调节间隔时长相等；一般在经过48-72小时的系统自动运行后，所有平衡阀的回水温度都会进入死区范围，此时可以退出自动平衡模式，处于阀门锁定模式；平衡阀与系统的通讯对接采用间歇模式。一般可以通过人工设定时间间隔，在调试期可以设定为20分钟通讯一次，自动平衡结束后可以1小时通讯一次进行数据观察，如果个别阀门需要调整还可以手动远程下发开度命令。进入平衡状态后，平衡阀和阀门通讯可以改为4小时一次。
[0095]
系统与平衡阀通讯还分为采暖季和非采暖季，采暖季通讯采用以上规定，非采暖季阀门每个月通讯一次。采暖季开始和结束时间可以自由设定。
[0096]
平衡阀根据系统设定的通讯周期自动唤醒，唤醒后的工作时间也可以设定，一般为60秒，在此期间可以等待系统下发的指令和完成阀门开度的调整以及数据的上传。工作时间结束，平衡阀进入休眠模式，可以完全节省电池消耗。等到下个周期平衡阀自动唤醒，重复以上的工作。
[0097]
如图2所示，一种基于物联网的二网水力平衡调控系统，所述系统包括以下模块：
[0098]
供热信息采集模块，所述供热信息采集模块获取每个供热用户的在不同时间的用户供热信息，对每个供热用户进行编号，将同一时间所有编号的供热用户分别对应的用户供热信息进行汇总，得到相应时间对应的用户供热信息集；
[0099]
供热调节分析模块，所述供热调节分析模块获取同一个换热站内各个用户供热信息，对同一供热站内的用户供热信息进行综合评估，计算每个供热用户对应的用户供热调节参考集；所述用户供热调节参照集包括调节频率、调节幅度及基准温度修正值；
[0100]
预测校准模块，所述预测校准模块结合供热用户的历史供热数据，分析供热用户对应的供热管网支路受水垢的干扰关系，并结合所得干扰关系对相应供热用户对应的用户供热调节参考集进行校准，得到相应供热用户对应的用户供热调节集，并生成相应供热用户对应供热管网支路阀门的控制指令；
[0101]
指令管控模块，指令管控模块根据控制指令对相应供热用户对应供热管网支路阀门进行调节，并对异常控制指令对应的供热用户进行异常状态预警，并根据控制指令对中调节频率对应的调节间隔时长，获取下一次供热管网支路阀门的调控时间。
[0102]
所述预测校准模块包括干扰关系分析模块、调节校准模块及指令生成模块，
[0103]
所述干扰关系分析模块结合供热用户的历史供热数据，分析供热用户对应的供热管网支路受水垢的干扰关系，
[0104]
所述调节校准模块结合所得干扰关系对相应供热用户对应的用户供热调节参考集进行校准，得到相应供热用户对应的用户供热调节集，
[0105]
所述指令生成模块根据供热用户对应的用户供热调节集，生成相应供热用户对应供热管网支路阀门的控制指令。
[0106]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0107]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于物联网的二网水力平衡调控方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：s1、获取每个供热用户的在不同时间的用户供热信息，对每个供热用户进行编号，将同一时间所有编号的供热用户分别对应的用户供热信息进行汇总，得到相应时间对应的用户供热信息集；s2、获取同一个换热站内各个用户供热信息，对同一供热站内的用户供热信息进行综合评估，计算每个供热用户对应的用户供热调节参考集；所述用户供热调节参照集包括调节频率、调节幅度及基准温度修正值；s3、结合供热用户的历史供热数据，分析供热用户对应的供热管网支路受水垢的干扰关系，并结合所得干扰关系对相应供热用户对应的用户供热调节参考集进行校准，得到相应供热用户对应的用户供热调节集，并生成相应供热用户对应供热管网支路阀门的控制指令；s4、根据控制指令对相应供热用户对应供热管网支路阀门进行调节，并对异常控制指令对应的供热用户进行异常状态预警，并根据控制指令对中调节频率对应的调节间隔时长，获取下一次供热管网支路阀门的调控时间。2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的二网水力平衡调控方法，其特征在于：所述s1中将编号为i的供热用户在时间t对应的用户供热信息记为ait，所述ait＝{ait1，ait2，ait3，ait4}，其中，ait1表示编号为i的供热用户在时间t对应的回水温度信息，ait2表示编号为i的供热用户在时间t对应的阀门开度信息，ait3表示编号为i的供热用户的房屋户型特征，ait4表示编号为i的供热用户在时间t对应的供热面积，将时间t对应的用户供热信息集记为bt，bt中的第i个元素为ait。3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的二网水力平衡调控方法，其特征在于：所述s2中计算每个供热用户对应用户供热调节参考集的方法包括以下步骤：s21、获取时间t时同一个换热站内每个用户供热信息中分别对应的阀门开度信息和回水温度信息，所述阀门开度信息为安装于回水管道上的物联网平衡阀对应的开启程度在数据库预置表单对应的常数，所述回水温度信息为安装在物联网平衡阀上的温度传感器的监测值；s22、将一个换热站下所有物联网平衡阀作为一个控制整体，计算时间t时控制整体内所有物联网平衡阀的回水温度平均值，将所得回水温度平均值作为时间t的基准温度，记为tzt；s23、获取供热用户对应的房屋户型特征，并结合所得房屋户型特征，对s21中所得基准温度进行修正，得到相应房屋户型特征对应的基准温度修正值，记为txt，修正公式如下：txt＝tzt+x，x∈[0,2]，不同房屋户型特征在数据库预置表单中对应一个x值；s24、根据供热用户对应的房屋户型特征，得到每个供热用户对应的用户供热调节参考集，将编号为i的供热用户在时间t时对应的用户供热调节参考集记为dit，所述dit＝{hplti，vfdti，txti}，其中，hplti表示编号为i的供热用户在时间t时对应的阀门设置调节频率，vfdti表示编号为i的供热用户在时间t时对应的调节幅度参考值，txti表示编号为i的供热用户在时间t时对应的基准温度修正值，所述hplti＝80*(∑sz/5)
1/2
，其中，∑sz表示相应换热站的所有供热用户分别对应的
供热面积之和，所述vfdti＝f(ait1，txti)
×
(ait
1-txti)2/100
×
ait2，其中，ait1表示编号为i的供热用户在时间t时对应的回水温度信息，ait2表示编号为i的供热用户在时间t时对应的阀门开度信息，f(ait1，txti)表示阀门调节方向，当ait1≥txti时，判定f(ait1，txti)＝1，阀门调节方向与关阀方向相同，当ait1＜txti时，判定f(ait1，txti)＝-1，阀门调节方向与开阀方向相同。4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的二网水力平衡调控方法，其特征在于：所述s3中分析供热用户对应的供热管网支路受水垢的干扰关系的方法包括以下步骤：s301、获取历史数据记载的换热站内的供热管网支路中，不同供水温度状态下，单位时间内的供热管网支路内水垢的堆积厚度，得到换热站内的供热管网支路在不同供水温度下的水垢堆积速度，构建水垢干扰速度数据对，记为(tg，vg)，tg表示供热管网支路内的供水温度，vg表示水垢堆积速度；s302、获取同一换热站对应的各个水垢干扰数据对分别在标准平面直角坐标系中对应的坐标点，并以y＝b1/[b2+exp(b3
·
x+b4)]+b5为函数模型对标准平面直角坐标系中所得坐标点进行拟合，将所得拟合结果作为相应换热站对应的供热管网支路受水垢的干扰关系函数，记为g(x)，所述标准平面直角坐标系为供水温度与水垢堆积速度之间的坐标系，所述b1、b2、b3、b4及b5均为函数模型的系数；s303、获取换热站内编号为i的供热用户历史记录中对应的供水总时长tu1及不同供水时长时分别对应的供水温度，将换热站内编号为i的供热用户供水时长tu对应的供水温度记为wtu；s304、得到换热站内编号为i的供热用户对应的供热管网支路中水垢堆积厚度预测值，记为phi，phi＝∫
tu＝0tu1
g(wtu)，所述g(wtu)表示x等于wtu时的g(x)对应值。5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的二网水力平衡调控方法，其特征在于：所述s3中得到相应供热用户对应的用户供热调节集的方法包括以下步骤：s311、获取换热站内编号为i的供热用户对应的供热管网支路中水垢堆积厚度预测值phi，并查询数据库预置表单中phi对应的热传递阻碍干扰系数，记为r
phi
，数据库中水垢堆积厚度预测值与热传递阻碍干扰系数一一对应；s312、得到换热站内编号为i时间t时供热用户对应的用户供热调节集，记为deit＝{hplti，vefdti，txti}，vefdti＝vfdti/(ait
1-txti)2·
[ait
1-txti
·
(1+r
phi
)]2；所述s3中生成相应供热用户对应供热管网支路阀门的控制指令的过程中，s321、获取数据库中供热管网的调节死区，所述调节死区对应一个预置的温度区间；s322、当ait
1-txti
·
(1+r
phi
)大于等于调节死区时，则判定相应阀门回水温度超出基准温度偏离在死区范围，阀门需要进行调节，生成的相应供热用户对应供热管网支路阀门的控制指令不为空，且控制指令中对应的阀门调节量与deit中vefdti相等；s323、当ait
1-txti
·
(1+r
phi
)大于等于调节死区时，则判定相应阀门回水温度于基准温度偏离在死区范围内，阀门无需调节，生成的相应供热用户对应供热管网支路阀门的控制指令为空。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的二网水力平衡调控方法，其特征在于：所述s4中对异常控制指令对应的供热用户进行异常状态预警时，直接将异常信息传递给供热用户且不执行异常控制指令；所述异常控制指令是通过判断相应控制指令中对应的阀门调节量与调节前的阀门开度信息之和是否超过阀门调节量程之间的关系获取的，当相应控制指令中对应的阀门调节量与调节前的阀门开度信息之和超过阀门调节量程，则判定相应的控制指令为异常控制指令，反之，则判定相应的控制指令正常。7.一种基于物联网的二网水力平衡调控系统，其特征在于，所述系统包括以下模块：供热信息采集模块，所述供热信息采集模块获取每个供热用户的在不同时间的用户供热信息，对每个供热用户进行编号，将同一时间所有编号的供热用户分别对应的用户供热信息进行汇总，得到相应时间对应的用户供热信息集；供热调节分析模块，所述供热调节分析模块获取同一个换热站内各个用户供热信息，对同一供热站内的用户供热信息进行综合评估，计算每个供热用户对应的用户供热调节参考集；所述用户供热调节参照集包括调节频率、调节幅度及基准温度修正值；预测校准模块，所述预测校准模块结合供热用户的历史供热数据，分析供热用户对应的供热管网支路受水垢的干扰关系，并结合所得干扰关系对相应供热用户对应的用户供热调节参考集进行校准，得到相应供热用户对应的用户供热调节集，并生成相应供热用户对应供热管网支路阀门的控制指令；指令管控模块，指令管控模块根据控制指令对相应供热用户对应供热管网支路阀门进行调节，并对异常控制指令对应的供热用户进行异常状态预警，并根据控制指令对中调节频率对应的调节间隔时长，获取下一次供热管网支路阀门的调控时间。8.根据权利要求7所述的一种基于物联网的二网水力平衡调控系统，其特征在于：所述预测校准模块包括干扰关系分析模块、调节校准模块及指令生成模块，所述干扰关系分析模块结合供热用户的历史供热数据，分析供热用户对应的供热管网支路受水垢的干扰关系，所述调节校准模块结合所得干扰关系对相应供热用户对应的用户供热调节参考集进行校准，得到相应供热用户对应的用户供热调节集，所述指令生成模块根据供热用户对应的用户供热调节集，生成相应供热用户对应供热管网支路阀门的控制指令。

技术总结
本发明涉及二网水力平衡技术领域，具体为一种基于物联网的二网水力平衡调控系统及方法，所述系统包括指令管控模块，指令管控模块根据控制指令对相应供热用户对应供热管网支路阀门进行调节，并对异常控制指令对应的供热用户进行异常状态预警，并根据控制指令对中调节频率对应的调节间隔时长，获取下一次供热管网支路阀门的调控时间。本发明不仅考虑到供热用户的房屋户型特征对散热情况的影响，还考虑到供热管网支路中水垢受用户使用状态及使用时长的影响情况，进而本发明既能实现整体概念的调节，又能针对具体的每一个供热用户，实现对每一个供热用户的精准调节，实现对二网水力平衡调控的有效监管。平衡调控的有效监管。平衡调控的有效监管。


技术研发人员：李伟 吴严军 吴明俊
受保护的技术使用者：常州汉腾自动化设备有限公司
技术研发日：2023.05.11
技术公布日：2023/8/4