本發(fā)明涉及管道泄漏診斷方法，具體涉及一種基于雙溫雙壓的供熱二級(jí)管網(wǎng)泄漏故障診斷方法，屬于智慧供熱。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)前智慧供熱技術(shù)的快速發(fā)展，豐富了供熱二級(jí)管網(wǎng)傳感器的數(shù)量。一部分信息化程度較高的供熱二級(jí)管網(wǎng)在熱用戶熱力入口處配備了充分的雙溫雙壓傳感器，為利用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)對(duì)管網(wǎng)的故障進(jìn)行診斷提供了基礎(chǔ)條件。相關(guān)研究仍然存在一定缺陷：

2、(1)針對(duì)供熱管網(wǎng)的故障診斷研究主要集中在宏觀的供熱系統(tǒng)或一級(jí)管網(wǎng)故障進(jìn)行研究，缺少對(duì)二級(jí)管網(wǎng)的研究。

3、(2)部分研究未對(duì)待診斷管網(wǎng)進(jìn)行水力、熱力建模，僅僅對(duì)單獨(dú)的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行異常辨識(shí)，缺少對(duì)管網(wǎng)故障工況下，多節(jié)點(diǎn)雙溫、雙壓變化的整體考慮。

4、鑒于上述，目前仍然無法準(zhǔn)確地診斷管網(wǎng)泄露，以適應(yīng)及時(shí)檢修，保障供熱系統(tǒng)安全運(yùn)行的目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，進(jìn)而提供一種基于雙溫雙壓的供熱二級(jí)管網(wǎng)泄漏故障診斷方法。本申請(qǐng)基于實(shí)際供熱二級(jí)管網(wǎng)參數(shù)構(gòu)建包含熱源、管段、熱用戶以及節(jié)點(diǎn)模型的供熱二級(jí)管網(wǎng)水力、熱力工況模型及耦合仿真模型；以耦合仿真模型為基礎(chǔ)，模擬不同供暖階段下二級(jí)熱網(wǎng)的正常工況、故障工況等，構(gòu)建多工況數(shù)據(jù)集，基于數(shù)據(jù)集分別訓(xùn)練基于壓力的bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型與基于溫度時(shí)序數(shù)據(jù)的lstm神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。最后得到能夠通過管網(wǎng)雙溫、雙壓數(shù)據(jù)辨識(shí)管網(wǎng)泄露位置的故障診斷模型，提高了模型的準(zhǔn)確性。

2、一種基于雙溫雙壓的供熱二級(jí)管網(wǎng)泄漏故障診斷方法包含以下步驟：

3、s1、根據(jù)實(shí)際供熱二級(jí)管網(wǎng)參數(shù)構(gòu)建供熱二級(jí)管網(wǎng)水力、熱力仿真模型；

4、s2、將水力仿真模型與熱力仿真模型耦合，構(gòu)建得到實(shí)際供熱系統(tǒng)仿真模型；

5、s3、根據(jù)所述供熱系統(tǒng)仿真模型，構(gòu)建供熱管網(wǎng)發(fā)生不同故障工況時(shí)管網(wǎng)的水力、熱力數(shù)據(jù)集；

6、s4、根據(jù)所述數(shù)據(jù)集訓(xùn)練基于雙壓數(shù)據(jù)的bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)泄露故障診斷模型和訓(xùn)練基于雙溫時(shí)序數(shù)據(jù)的lstm神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)泄露故障診斷模型；

7、s5、獲取一段補(bǔ)水量時(shí)序數(shù)據(jù)以檢測(cè)管網(wǎng)是否發(fā)生泄漏，當(dāng)供熱管網(wǎng)補(bǔ)水量未超出閾值，此時(shí)沒有發(fā)生泄漏；當(dāng)供熱管網(wǎng)補(bǔ)水量連續(xù)超出閾值之后，發(fā)送管網(wǎng)泄露報(bào)警信號(hào)，此時(shí)采集供熱系統(tǒng)雙溫、雙壓傳感器數(shù)據(jù)輸入訓(xùn)練好的雙溫、雙壓數(shù)據(jù)泄漏故障診斷模型，得到發(fā)生泄露的故障管段，完成供熱二級(jí)管網(wǎng)泄漏故障診斷。

8、本申請(qǐng)相比現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是：

9、1、本申請(qǐng)基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)理念，充分利用供熱二級(jí)管網(wǎng)豐富的雙溫、雙壓數(shù)據(jù)，構(gòu)建管網(wǎng)泄露診斷模型，能夠快速準(zhǔn)確的定位泄露發(fā)生管段，及時(shí)進(jìn)行檢修。保障了供熱系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與經(jīng)濟(jì)性，創(chuàng)造了良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。

10、2、本申請(qǐng)?zhí)岢龅乃?、熱力耦合仿真模型能夠充分?zhǔn)確反映供熱二級(jí)管網(wǎng)動(dòng)態(tài)熱力、水力特性。針對(duì)不同的供熱二級(jí)管網(wǎng)，能夠針對(duì)性的進(jìn)行工況仿真與故障診斷模型構(gòu)建，提高了模型的準(zhǔn)確性。

11、3、本申請(qǐng)分別基于雙壓與雙溫時(shí)序數(shù)據(jù)進(jìn)行泄露診斷，兩者互補(bǔ)，提高診斷的準(zhǔn)確率和適用性；其中基于雙壓數(shù)據(jù)的泄露診斷模型響應(yīng)迅速，診斷精度上受限于雙壓傳感器精度；基于溫度時(shí)序數(shù)據(jù)的泄露診斷模型需一定響應(yīng)時(shí)間，診斷精度較高。

12、下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步地說明：

技術(shù)特征：

1.一種基于雙溫雙壓的供熱二級(jí)管網(wǎng)泄漏故障診斷方法，其特征在于：包含以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于雙溫雙壓的供熱二級(jí)管網(wǎng)泄漏故障診斷方法，其特征在于：步驟s1中的水力仿真模型的構(gòu)建過程為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于雙溫雙壓的供熱二級(jí)管網(wǎng)泄漏故障診斷方法，其特征在于：步驟s1中的熱力仿真模型的構(gòu)建過程為：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種基于雙溫雙壓的供熱二級(jí)管網(wǎng)泄漏故障診斷方法，其特征在于：步驟s2中構(gòu)建供熱系統(tǒng)仿真模型的過程為：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種基于雙溫雙壓的供熱二級(jí)管網(wǎng)泄漏故障診斷方法，其特征在于：步驟s3中構(gòu)建供熱管網(wǎng)發(fā)生不同故障工況時(shí)管網(wǎng)的水力、熱力數(shù)據(jù)集的過程為：

6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述一種基于雙溫雙壓的供熱二級(jí)管網(wǎng)泄漏故障診斷方法，其特征在于：步驟s4中所述bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)泄露故障診斷模型為多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中輸入層神經(jīng)元個(gè)數(shù)xn等于配置有熱力入口雙壓傳感器的熱用戶數(shù)量，輸出層神經(jīng)元數(shù)量yn等于待診斷管段數(shù)量，模型將熱用戶雙壓數(shù)據(jù)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入值，各待診斷管段發(fā)生故障的可能性作為輸出值。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述一種基于雙溫雙壓的供熱二級(jí)管網(wǎng)泄漏故障診斷方法，其特征在于：步驟s4中所述lstm神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)泄露故障診斷模型為多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中輸入層神經(jīng)元個(gè)數(shù)xn等于配置有熱力入口雙溫傳感器的熱用戶數(shù)量，輸出層神經(jīng)元數(shù)量yn等于待診斷管段數(shù)量，模型將熱用戶雙溫時(shí)序數(shù)據(jù)作為輸入變量，各待診斷管段發(fā)生故障的可能性作為輸出值。

技術(shù)總結(jié)
一種基于雙溫雙壓的供熱二級(jí)管網(wǎng)泄漏故障診斷方法，屬于智慧供熱技術(shù)領(lǐng)域，所述方法包含以下步驟：根據(jù)實(shí)際供熱二級(jí)管網(wǎng)參數(shù)構(gòu)建供熱二級(jí)管網(wǎng)水力、熱力仿真模型；將水力仿真模型與熱力仿真模型耦合，構(gòu)建得到實(shí)際供熱系統(tǒng)仿真模型；根據(jù)所述供熱系統(tǒng)仿真模型，構(gòu)建供熱管網(wǎng)發(fā)生不同故障工況時(shí)管網(wǎng)的水力、熱力數(shù)據(jù)集；根據(jù)所述數(shù)據(jù)集訓(xùn)練基于雙壓數(shù)據(jù)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)泄露故障診斷模型和訓(xùn)練基于雙溫時(shí)序數(shù)據(jù)的LSTM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)泄露故障診斷模型；調(diào)用訓(xùn)練好的泄漏故障診斷模型，對(duì)供熱二級(jí)管網(wǎng)泄漏進(jìn)行故障診斷。本發(fā)明能夠快速準(zhǔn)確的定位泄露發(fā)生管段，及時(shí)進(jìn)行檢修，保障了供熱系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

技術(shù)研發(fā)人員：孫鵬,梅傳頌,黃實(shí),單文嘯,邳曉梭,康焱,周志剛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6