(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 202210733776.9 (22)申请日 2022.06.27 (71)申请人 华南理工大 学 地址 510640 广东省广州市天河区五山路 381号 (72)发明人 李志刚　郑温剑　郑杰辉　 (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) G06F 17/11(2006.01) G06F 111/04(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 测状态判断方法 (57)摘要 本发明公开了一种考虑管道温度准动态的 供热系统可观测状态判断方法， 包括： S1、 确定 供 热系统可观测状态判断模型的输入参数； S2、 根 据输入参数建立供热系统可观测状态判断模型； S3、 求解建立的供热系统可观测状态判断模型， 获取系统的可观测状态。 考虑管道温度准动态 时， 温度的传播速度取决于水流量的大小， 温度 的传播过程存在时滞特性。 此时供热系统的热动 态方程与流量的估计结果相互影 响， 这造成传统 的可观测状态判断方法难以应用到供热系统。 本 发明针对该问题， 提出一种基于多时滞场景的可 观测状态判断方法， 能够保证获取的可观测状态 在这些场景 下均是有效的。 权利要求书3页 说明书8页 附图3页 CN 115221693 A 2022.10.21 CN 115221693 A 1.一种考虑管道温度准动态的供热系统可观测状态判断方法， 所述供热系统由热源、 热负荷、 供 水管道与回水 管道构成， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 确定供热系统可观测状态判断模型的输入参数， 包括收集到的量测方程集合 供热系统的状态集合 考虑的时滞场景集合 量测方程j与系统状态i在时滞 场景(γ,φ)下的关联系数aij,(γ,φ)、 量测方程j在 各个场景涉及状态的并集 供 热系统节点的数目nNode、 考虑的时段集合 时段t供热系统流量连续性方程的集合 S2、 根据输入参数建立供热系统可观测状态判断模型的目标函数与约束条件， 对约束 条件中的非线性项 进行线性 化处理； S3、 利用求 解器求解处理后的供 热系统可观测状态判断模型， 获取系统的可观测状态。 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状态判断方法， 其特征在于， 所述 步骤S1包括： 确定收集到的量测方程集合 其来源于量测仪表获取的实时量测与系统的状态方 程； 实时量测包括管道流量量测、 节点温度量测、 热源供热量测与热负荷耗热量测； 系统的 状态方程包括 流量连续性方程、 回路压降方程与管道温度准动态方程； 确定供热系统的状态集 合 其包含供热系统所有节点的温度、 所有管道的流 量； 确定考虑的时滞场景集合 其能通过管道流量伪量测与历史时段的流量估计结果 计算得到； 确定量测方程j与系统状态i在时滞场景(γ,φ)下的关联系数aij,(γ,φ)、 量测方程j在 各个场景涉及状态的并集 用 表示时滞场景(γ,φ)下量测方程j涉及的 系统状态集合； 如果系统状态i属于 则对关联系数赋值aij,(γ, φ)＝1； 如果系统状态i 不属于 则对关联系数赋值ai j ,(γ ,φ)＝0； 能通过 计算得到： 确定供热系统节点的数目nNode、 考虑的时段集合 时段t供热系统流量连续性方程的 集合 它们能通过分析系统结构得到 。 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状态判断方法， 其特征在于， 所述 步骤S2包括以下步骤： S201、 根据输入参数建立供热系统可观测状态判断模型的目标函数， 其最大化了可观 测状态的数目： 式中， ni为0‑1变量， 如果状态i是 可观测的， 则变量 为1， 反之变量为0； S202、 根据输入参 数建立供热系统可观测状态判断模型的约束条件， 其保证在 各个权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115221693 A 2场景中， 均能找到一组由相关量测方程组成的基本量测方程， 其中相关量测方程指的是 中仅涉及可观测状态的量测方程， 基本量测方程指的是一组独立的、 能够求解可观测 状态的方程； 确立的约束条件具体包 含： 相关量测方程涉及状态的可观测性约束， 其保证相关量测方程所涉及的状态在 各 个场景中均是 可观测的： 式中， wj为0‑1变量， 如果 量测方程j是相关的， 则变量 为1， 反之变量为0； 基本量测方程的来源约束， 其保证所有的基本量测方程均为相关量测方程： 式中， vj,(γ,φ)为0‑1变量， 如果在时滞场景(γ,φ)下量测方程j是基本量测方程， 则变 量为1， 反之变量为0； 基本量测方程的独立性约束， 其保证所有涉及多个状态的基本量测方程是相互独立 的： 可观测状态与基本量测方程间的映射约束， 其保证可观测状态与基本量测方程存在一 一对应的映射关系， 这是基本量测方程能够求 解可观测状态需要满足的条件： 式中， yij,(γ,φ)为0‑1变量， 如果在时滞场景(γ,φ)下状态i与量测方程j存在一一对应 的关系， 则变量 为1， 否则变量 为0； S203、 对约束条件中的非线性项进行线性化处理； 约束条件(2)、 (6)中存在多个决策变 量相乘的非线性项， 用 表示其中第k个非线性项： 式中， 为第k个非线性项涉及的决策变量 集合； xl为第l个决策变量； 对式(7)进行线性 化处理得到： 式中， 为第k个非线性项涉及的决策变量数目。 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状态判断方法， 其特征在于， 所述 步骤S3包括以下步骤：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115221693 A 3