本发明涉及供热管网，尤其涉及一种热网热源总站出水温度及流量的计算方法。
背景技术：
1、目前，国内大部分自主运维热源（锅炉热源、空调热泵热源等形式）的小型城市集中供热企业基本实现了供热系统的监控管理。通常其做法是在其各分区换热站采用plc控制柜和变频水泵柜来实现站内的自动化控制。plc与现场的各种仪表设备进行连接，调配所有控制点，再通过总线技术以及modbus 协议，再集中将换热站内的相关数据回传到位于供热公司的监控中心。在这一整个环节中，由 plc对热源、换热站、一次网、二次网的供水回水压力、供水回水流量、供水回水温度等关键参数进行采集传输，并传输至组态管理软件平台，在组态管理软件上进行现场运行情况监控与日常调度命令下发。但目前供热系统的热源管理主要是基于监控管线热损情况，通过换热站本地现场控制来对管网温度及流量进行调控，例如cn117272072a 公开了一种一次管网的供水管网的热损失确定方法及装置，其通过计算机设备能够基于目标时刻得到供水从热源首站到多个热力站的流量损失和温度损失，确定供水管网的热损失。
2、可见，目前的热网管理系统虽然已经能够完成设备的稳定通信与控制，初步实现了一定程度的自动化，但基于组态管理软件开发的热网调度系统不足之处在于其主要功能侧重点在于换热站本地现场控制，但对于如何通过合理的热网调度、负荷预测功能以及减少热损提升整个热网的供热效率的研究还处于相对比较粗放的阶段。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提出了一种热网热源总站出水温度及流量的计算方法，用于解决目前供热系统的热源管理主要是基于监控管线热损情况，通过换热站本地现场控制来对管网温度及流量进行调控，而难以通过合理的热网调度、负荷预测功能以及减少热损提升整个热网的供热效率的问题。
2、本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种热网热源总站出水温度及流量的计算方法，包括以下步骤，
3、s1热源总站通过供热管网连接若干分区热站，建立各分区热站的热负荷预测方法并分别计算出各分区热站的热负荷需求；
4、s2根据分区热站将供热管网对应分割为分段管线，根据各分区热站的供水温度及流量的变化建立各分段管线的热损模型；
5、s3结合各分区热站的热负荷需求及各分段管网的热损模型推算出热源总站能够满足热网总热负荷需求的最佳出水温度及流量。
6、在以上技术方案的基础上，优选的，步骤s1中计算出各分区热站热耗量qn；步骤s2中计算出各分段管线热损量qs；步骤s3中先计算出热源总站的热网供水侧总输出的总热量q，其中，q=∑qn+∑qs，再通过热源总站的热网供水侧总输出的总热量换算出热源总站能够满足热网总热负荷需求的最佳出水温度及流量。
7、更进一步优选的，步骤s1包括以下步骤，
8、s11通过对分区热站控制系统中的热量表测量并获取数值，将采集得到的分区热站热能耗运行数据作为因变量y1，获取至少一种环境热能耗因素的数据作为自变量x1、x2、x3……xn，其中n≥1；
9、s12将分区热站按每日时间按24小时制等分为6个时段，将分区热站在每日相同时段的历史数据作为连续性数据来进行该分区热站的热负荷需求预测；
10、s13将分区热站热能耗运行历史数据同各相关环境热能耗因素历史数据结合为一个项集{热能耗，环境参数1，环境参数2，环境参数3……环境参数n}，即｛y1，x1，x2，x3……xn｝，其中预设每个自变量对于因变量的影响均为线性；
11、s14对分区热站热能耗运行历史数据进行比例计算，并使因变量随着自变量的变化而变化，获得回归方程为，
12、y1=β0+β1x1+β2x2+β3x3+……+βnxn+ε1，
13、其中，β0、β1、β2、β3……βn为回归参数，ε1为误差补偿参数；
14、s15采用最小二乘法求出多元回归方程、回归系数，从而求出β0、β1、β2、β3……βn的值；
15、s16对分区热站的下一个周期的各相关环境热能耗因素数据进行采样，并计算出各参数各自的平均数，代入步骤s14中获得回归系数公式中，计算获得分区热站的预测能效数据y1，并作为下一个周期热能耗预测分析运维参考。
16、更进一步优选的，步骤s11中的环境热能耗因素为气温、湿度、及风速，并通过气象局发布的信息获取每个小时的气温、湿度及风速的天气数据。
17、更进一步优选的，步骤s2中需要建立起在不同热网总热负荷工况下，供热管网阻力损失流量和热源总站输出的总流量的关系库，
18、关系库的建立方法包括以下步骤，
19、s21通过各热站流量计获取热源总站输出的总流量l、热网经过供热管网回流至热源总站的剩余流量ly以及各分区热站的流量ln；
20、s22每段热负荷区间均采用lz分=al2+bl+c回归方程进行模拟计算并建立一套lz分和l之间的关系，并汇总形成关系库。
21、更进一步优选的，步骤s2中需要针对供热管网中每一分段管线建立热损计算模型，以获取各分区热站对应的分段管线的管道末端温度ted的输出值，
22、模型的建立包括以下步骤，
23、s24预设供水管网中热水温度的变化只跟管线起点的初始温度和管道的热损有关系，确定影响管道热损温降的因素包括管道内水温、管道内外侧保温材料传热系数、管道直径及管道外环境温度；
24、s25计算分段管线的末端温度ted为，
25、（1），
26、其中，t0为分段管线的前端温度，单位为℃；l为管道长度，单位为m；lg为管道附件当量长度；g为管道内介质质量流量，单位为t/h；c为管道内介质定容比热，单位为kj/kg×℃；λ1为管道内层保温材料导热系数，单位为w/m×℃；λ2为管道外层保温材料导热系数；d0为管道外径；d1为管道内层保温层外径；d2为管道外层保温层外径；α为管道外表面散热系数；ln为各分区热站的流量
27、s26根据公式（1）可知，t0、g及α是变量，其余参数均为固定参数，将除了上述三个变量以外的其余所有参量作为整体参量，将每组不同的t0、g及ted作为一组工况数据，利用历史工况数据组不断校验参数α与室外环境温度的变化值，从而最终得到各分段管线根据t0、g及ted对应的α的三个输入参数，建立起能够获得各分段管线的管道末端温度ted的输出值的热损计算模型。
28、更进一步优选的，步骤s3需要对热源总站的出水温度及流量进行推导，包括以下步骤，
29、s31预设各分区热站根据其与热源总站的连接次序依次为分区热站1、分区热站2……分区热站n-1及分区热站n，推导获得分区热站n的进水温度和流量；
30、s32推导获得分区热站n-1的进水温度和流量；
31、s33以此类推逐步推导至热源总站，并获得热源总站的总供水温度和总供水流量的数组，从分区热站n起始计算时，可以计算出供水温度最小值，而后的供水温度以每次增加固定小幅度温度值做全热网推导计算，最终推导至热源总站的总供水温度和总供水流量的数组；
32、s34预设热源总站的总供水温度和总供水流量分别设置有最高限值和最低限值，从而从上述的数组结果内排除掉无数据部分；
33、s35预设热源总站设定有流量建议值，在所有符合要求的数组结果中，选取三组数组作为输出结果，三组数据分别为流量离建议值最接近的值、流量最大值以及流量最小值，并根据三组数据计算出对应的出水温度。
34、更进一步优选的，步骤s31通过以下步骤推导获得分区热站n的进水温度和流量，
35、s311根据步骤s16计算获得分区热站n的热负荷需求为qn，
36、s312手动设定分区热站n的回水温度设定值为thn；
37、s313根据水热量公式q=cmδt，其中q为热量计算值；c为热水比热容常数；m为水的质量流量；δt为分区热站n的供回水温差，计算获得mδt=q/c；
38、s314在分区热站n的热负荷需求qn为固定值时，能够建立质量流量m和分区热站n的供回水温差δt的反比例函数关系，而分区热站n的供回水温差中回水温度为设定值thn时，则能够间接建立质量流量m和分区热站n的供水温度tn两个参数之间的对应关系；
39、s15推导出在相同qn负荷输出值下，形成mn和tn的数组以满足分区热站n的热负荷要求。
40、更进一步优选的，步骤s32包括以下步骤，
41、s321预设在所有满足分区热站n的热负荷要求的数组中选取其中一组数据为mnx及tnx，用于计算倒数第二个分区热站n-1的流量和进水温度参数mn-1及tn-1；
42、s322根据步骤s16计算获得分区热站n-1的热负荷需求为qn-1。
43、s323手动设定分区热站n-1的回水温度设定值为thn-1；
44、s324以分区热站n与分区热站n-1之间的分段管线的热损降低温度为δtn，分区热站n-1的进水温度tn-1需满足分区热站n的供水温度tn= tn-1-δtn，推导获得tn-1=tn+δtn；
45、s325通过步骤s26的热损模型数据库中获得δtn；
46、s326计算得出分区热站n-1的进水温度tn-1后，再根据分区热站n-1的回水温度设定值thn-1，换算出分区热站n-1的供回水温差值，并根据热量公式q=cmδt，计算出分区热站n-1的质量流量。
47、更进一步优选的，步骤s35中，热源总站的热网供水侧总输出的总热量q总=q1+q1+q2+q2+……+qn+qn，其中，q1至qn分别为各分区热站热负荷需求，q1至qn为各分段管线热损量；
48、热源总站的总供水质量流量m总=q总/cmδt，其中热源总站的供水温度根据步骤s33推导求得，手动设定热源总站的回水温度设定值为thn；
49、热源总站的总供水计算流量lj=m总×10-3；
50、最终计算获得热源总站的总供水流量l总=lj+lz总，其中，lz总为供热管网阻力损失流量并通过公式lz总= l-∑ln- ly计算获得。
51、本发明的一种热网热源总站出水温度及流量的计算方法相对于现有技术具有以下有益效果：
52、（1）本发明通过建立各分区热站的热负荷预测方法计算出其热负荷需求，并根据管网供水温度及流量的变化建立管网热损模型，最终推导出热源总站在满足热网总热负荷需求的前提下的最佳出水温度及流量，并输出计算结果指导供热企业实现经济化运营。
53、（2）本发明的算法应用于热网负荷预测功能后，其结果较以往的根据热网根据历史热耗数据和气象参数做多元回归的方法结果精确性有所提高，虽然算法中将管网管线的水阻和热损因素加入，但通过建立并使用热损模型数据库，使得运行过程中数据自动补充和修正，形成了“黑盒”，并没有使得计算过于复杂，也极大的增加了可实现性。
1.一种热网热源总站出水温度及流量的计算方法，其特征在于：包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的一种热网热源总站出水温度及流量的计算方法，其特征在于：步骤s1中计算出各分区热站热耗量qn；
3.根据权利要求2所述的一种热网热源总站出水温度及流量的计算方法，其特征在于：步骤s1包括以下步骤，
4.根据权利要求3所述的一种热网热源总站出水温度及流量的计算方法，其特征在于：步骤s11中的环境热能耗因素为气温、湿度、及风速，并通过气象局发布的信息获取每个小时的气温、湿度及风速的天气数据。
5.根据权利要求3所述的一种热网热源总站出水温度及流量的计算方法，其特征在于：步骤s2中需要建立起在不同热网总热负荷工况下，供热管网阻力损失流量和热源总站输出的总流量的关系库，
6.根据权利要求5所述的一种热网热源总站出水温度及流量的计算方法，其特征在于：步骤s2中需要针对供热管网中每一分段管线建立热损计算模型，以获取各分区热站对应的分段管线的管道末端温度ted的输出值，
7.根据权利要求6所述的一种热网热源总站出水温度及流量的计算方法，其特征在于：步骤s3需要对热源总站的出水温度及流量进行推导，包括以下步骤，
8.根据权利要求7所述的一种热网热源总站出水温度及流量的计算方法，其特征在于：步骤s31通过以下步骤推导获得分区热站n的进水温度和流量，
9.根据权利要求8所述的一种热网热源总站出水温度及流量的计算方法，其特征在于：步骤s32包括以下步骤，
10.根据权利要求9所述的一种热网热源总站出水温度及流量的计算方法，其特征在于：步骤s35中，热源总站的热网供水侧总输出的总热量q总为，
