基于FDD–HSM方法的复杂拓扑供热管道动态等值建模

摘要

含热电联产机组的区域电热联合供给系统日益受到重视,供热管网动态建模是其优化运行的重要基础.基于管道热力输运原理及其运行数据,提出一种有限差分域–混合半机理(FDD–HSM)动态建模方法.首先,简化复杂拓扑供热管道为单一管径、直管段的简单拓扑形状并给出低阶等值机理模型结构.其次,考虑低阶机理模型输入–输出延迟阶次,定义有限差分回归向量并提出有限差分空间概念,采用高维聚类和超平面估计实现其紧致凸划分并获得若干有限差分工作域.然后,提出混合半机理建模方法,在各工作域辨识机理模型参数,并增设长短期记忆神经网络偏差动态补偿项,实现任意精度逼近.最后,基于某区域热网管道实测运行数据验证了所提方法的有效性及准确性,所得多工作域–线性低阶机理模型可广泛应用于热网快速仿真、数值优化及控制设计.