(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210733581.4 (22)申请日 2022.06.27 (71)申请人 广东电网有限责任公司广州供电局 地址 510620 广东省广州市天河区天河南 二路2号 (72)发明人 周小光　王莉　余志文　张扬　 刘璇　杨冬婷　何彦　赵芳　 (74)专利代理 机构 广州市华学知识产权代理有 限公司 4 4245 专利代理师 冯炳辉 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) F24D 19/00(2006.01) G06F 113/14(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种考虑管道温度准动态的供热系统可观 测性恢复方法 (57)摘要 本发明公开了一种考虑管道温度准动态的 供热系统可观测性恢复方法， 包括： S1、 确定供热 系统可观测性恢复模型的输入参数； S2、 建立供 热系统可观测性恢复模型； S3、 求解供热系统可 观测性恢复模 型， 获取恢复系统可观测性需补充 的量测。 考虑管道温度准动态特性时， 温度的传 播具备时滞特性， 温度的传播速度由水的流量确 定。 此时供热系统的流量估计结果与热动态方程 相互耦合， 应用传统方法不能直接解决供热系统 的可观测性恢复问题。 本发明针对该问题， 提出 一种基于多时滞场景的可观测性恢复方法， 能够 保证获取的补充量测在这些场景下均能恢复系 统的可观测性。 权利要求书3页 说明书8页 附图3页 CN 115186456 A 2022.10.14 CN 115186456 A 1.一种考虑管道温度准动态的供热系统可观测性恢复方法， 所述供热系统由供水管 道、 回水管道、 热源与热负荷组成， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 确定供热系统可观测性恢复模型的输入参数， 包括收集到的量测方程集合 伪量测方程集合 不相关量测方程集合 供热系统的状态集合 考虑的时滞场 景集合 时滞场景(γ,φ)下量测方程j与系统状态i间的关联系数aij,(γ, φ)、 量测方程j 的权重系数αj、 供热系统的节点数目nNode、 考虑的时段集合 和时段t供热系统流量连续性 方程集合 S2、 根据输入参数确立供热系统可观测性恢复模型的目标函数与约束条件， 线性化处 理约束条件中的非线性项； S3、 通过求解器求解处理后的供热系统可观测性恢复模型， 获取恢复系统可观测性需 要补充的量测。 2.根据权利要求1所述的一种考虑管道温度准动态的供热系统可观测性恢复方法， 其 特征在于， 所述 步骤S1包括： 确定收集到的量测方程集合 伪量测方程集合 和不相关量测方程集合 源自于系统的状态方程与量测仪表获取的实时量测； 系统的状态方程包括回路压降 方程、 流量连续性方程和热动态方程； 实时量测包括节点温度量测、 管道流量量测、 热负荷 消耗热能量测与热源供应热能量测； 来源于人工构造的伪量测， 它的类型与实时量测 的类型相同； 能通过求 解可观测状态判断 问题得到； 确定供热系统的状态集 合 包含供热系统各节点的温度和供 热系统各 管道的流 量； 确定考虑的时滞场景集合 其能通过历史时段管道流量的估计结果与当前 时段管 道流量的伪量测计算获得； 确定时滞场景(γ,φ)下量测方程j与系统状态i间的关联系数aij,(γ,φ)； 用 代表 量测方程j在时滞场景(γ,φ)下关联的状态集合； 假如系统状态i属于集合 则将关 联系数aij,(γ,φ)赋值为1； 假如系统状态i不属于集合 则将关联系数aij,(γ,φ)赋值为 0； 确定量测方程j的权重系数αj， 其决定了可观测性恢复问题中各个量测方程的补充顺 序； 量测方程j的量测误差越小， 权 重系数αj的取值越小； 确定供热系统的节点数目nNode、 考虑的时段集合 和时段t供热系统流量连续性方程 的集合 它们的设置取决于系统的结构。 3.根据权利要求1所述的一种考虑管道温度准动态的供热系统可观测性恢复方法， 其 特征在于， 所述 步骤S2包括以下步骤： S201、 根据输入参数确立供热系统可观测性恢复模型的目标函数， 其最小化了为恢复 系统可观测性而补充的不相关量测方程、 伪量测方程的加权数目：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115186456 A 2式中， uj是0‑1变量， 假如量测方程j被选择用来恢复可观测性， 则变量为1， 不然变量为 0； S202、 根据输入参数确立供热系统可观测 性恢复模型的约束条件， 其保证在STD每个场 景中， 均能找到一组由状态估计输入量测方程组成的基本量测方程； 状态估计输入的量测 方程包含相关量测方程、 为恢复可观测性而补充的不相关量测方程、 伪量测方程； 基本量测 方程指的是一组独立的、 能够求 解系统状态的方程； 约束条件的具体形式如下： 基本量测方程的来源约束， 其保证基本量测方程中所有的不相关量测方程、 伪量测方 程均是为恢复可观测性而补充的量测方程： 式中， vj,(γ,φ)是0‑1变量， 假如量测方程j在时滞场景(γ,φ)下为基本量测方程， 则变 量为1， 不然变量 为0； 基本量测方程的独立性约束， 其保证全部关联多个状态的基本量测方程是相互独立 的： 基本量测方程与系统状态间的映射约束， 其保证基本量测方程与系统状态存在一一对 应的映射关系， 这是基本量测方程能够求 解系统状态需满足的条件： 式中， yij,(γ,φ)是0‑1变量， 假如量测方程j与 状态i在时滞场景(γ,φ)下存在一一对应 的关系， 则变量 为1， 否则变量 为0； S203、 线性化处理约束条件中的非线性项； 用 表示在约束条件(5)中的第k个非线性 项： 式中， xl是第l个决策变量； 是第k个非线性项关联的决策变量 集合； 线性化处理式(6)能获得： 式中， 是第k个非线性项关联的决策变量数目。 4.根据权利要求1所述的一种考虑管道温度准动态的供热系统可观测性恢复方法， 其权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115186456 A 3