基于回水温度的多梯级品位热能的热费计量方法及装置

摘要

本发明提供的一种基于回水温度的多梯级品位热能的热费计量方法及装置，通过获取在预定时段内采用不同品位热能向用户供热过程中，供水管的供水温度、回水管的回水温度、热水的质量比热容、热水流经流量计的起始时间、热水流经流量计的结束时间、流经流量计的热水的相对密度与比热容的综合修正系数、单位热量基础热价，然后计算热电厂与买热方结算的热费，之后引入影响买热方及热电厂投入成本确定的温度修正系数对热费进行修正。因此，本发明能根据不同品位热能的回水温度，实现热费的准确计量，并能根据不同地域的供热需求以及供热方案改变热费计量方案，同时调动热电厂与买热方的积极性，在节能降耗的同时，还能促进我国供热行业热费计量的良性发展。

说明书

技术领域

本发明属于供热计量领域，具体涉及一种基于回水温度的多梯级品位热能的热费计量方法及装置。

背景技术

热能作为人们现代生活必不可少的一种能量。热电厂通过热电联产的生产模式，制造出直接被人们利用的电能与供人们生活供暖所需的热能，其热量主要包括：锅炉产生的蒸汽热量，属高温高品位热；凉水塔或空冷岛散到大气中的热量，属低温低品位热。热电厂改造前，供热系统只利用高温的高品位热量，低温的低品位热属于废热，通过空冷塔将这部分低品位热量排入大气，造成了热量的浪费。目前，为节能降耗并降低运行成本，国家鼓励供热系统在利用一部分高品位热量时，多采用各种余热回收技术手段(包括烟气余热回收、乏汽余热回收等)，使热电厂的低品位废热得到充分利用，提高热能利用效率。

鉴于热能梯级品质原因以及其生产成本不同，不同品质的热能，制热成本不同，售热价格也应不同。然而目前我国对不同品位热能实行统一的基础热价，收取的费用并没有随着成本的不同而改变。对于买热方而言，他们只能通过热量表确定自己所购买的总热量，并按照总热量或总面积付费，而对于自己所使用的热能的品质并未有过多要求。

要想实现对不同品质热能的热费精确计算，最有效的办法就是从供热计量设计方法出发，针对不同品位的热能，制定简洁、高效的热费计量方案。然而，现有热费计量方法都没有考虑不同品质热能的差异性，既不能实现对不同品位热能的热费计量，也不能促进热电厂对低品位热能的回收利用，违背了当前社会“节能减排”的大趋势，使得用户的供热需求及自身利益得不到保障。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于回水温度的多梯级品位热能的热费计量方法及装置。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

第一方面，本发明提供的一种基于回水温度的多梯级品位热能的热费计量方法包括：

获取在预定时段内采用不同品位热能供热过程中，供水管的供水温度、回水管的回水温度、热水的质量比热容、热水流经流量计的起始时间、热水流经流量计的结束时间以及流经流量计的热水的相对密度与比热容的综合修正系数；

获取单位热量基础热价；

基于所述供水温度、所述回水温度、所述质量比热容、所述起始时间、所述结束时间、所述综合修正系数以及所述单位热量基础热价，计算供给买热方的热能的热费；

获取预定时段内生产不同品位热能的温度修正系数；

使用所述温度修正系数对所述热费进行修正，获得温度修正后的热费；

所述温度修正后的热费为：

其中，P表示修正后的热费，单位为元；P

可选的，所述预定时段内采用不同品位热能向买热方供热过程中，不同品位热能的温度修正系数包括：

按照不同品位热能的回水温度的最小值与最大值，确定回水温度的温度梯级；

确定在每个温度梯级下各个品位热能的温度修正系数。

可选的，所述按照不同品位热能的回水温度的最小值与最大值，确定回水温度的温度梯级的步骤包括：

基于回水温度的最大值以及最小值，确定回水温度区间；

当回水管的回水温度小于所述回水温度区间内的最小值时，则确定回水管的回水温度的温度梯级为第一梯级；

当回水管的回水温度属于在所述回水温度区间内时，则确定回水管的回水温度的温度梯级为第二梯级；

当回水管的回水温度大于所述回水温度区间内的最大值时，则确定回水管的回水温度的温度梯级为第三梯级。

可选的，所述确定在每个温度梯级下各个品位热能的温度修正系数包括：

使用温度修正系数的计算公式，确定在每个温度梯级下各个品位热能的温度修正系数，所述温度修正系数的计算公式为：

其中，f(t

第二方面，本发明提供的一种基于回水温度的多梯级品位热能的热费计量装置包括：多梯度积分积算仪，第一温度传感器、第二温度传感器以及流量计，所述第一温度传感器安装在热电厂的供水管上，所述第二温度传感器以及流量计安装在热电厂的回水管上，所述多梯度积分积算仪分别与所述第一温度传感器、第二温度传感器以及流量计相连；

所述第一温度传感器，用于采集在预定时段内采用不同品位热能供热过程中，供水管的供水温度，并将所述供水温度传输给所述多梯度积分积算仪；

所述第二温度传感器，用于采集在预定时段内采用不同品位热能供热过程中热电厂，回水管的回水温度，并将所述回水温度传输给所述多梯度积分积算仪；

所述流量计，用于采集在预定时段内采用不同品位热能供热过程中热电厂，流过流量计自身的体积流量、起始时间、结束时间；

所述多梯度积分积算仪，用于基于所述供水温度、所述回水温度、所述质量比热容、所述起始时间、所述结束时间、所述综合修正系数以及所述单位热量基础热价，计算供给买热方的热能的热费；

获取在预定时段内采用不同品位热能供热过程中，不同品位热能的温度修正系数；

使用所述温度修正系数对所述热费进行修正，获得修正后的热费；

所述修正后的热费为：

其中，P表示修正后的热费，单位为元；P

可选的，本发明提供的一种基于回水温度的多梯级品位热能的热费计量装置还包括：获取处理单元，所述获取处理单元与所述多梯度积分积算仪相连，

所述获取处理单元，用于获取在预定时段内采用不同品位热能供热过程中，不同品位热能的温度修正系数包括：

按照不同品位热能的回水温度的最小值与最大值，确定回水温度的温度梯级；

确定在每个温度梯级下各个品位热能的温度修正系数。

可选的，所述获取处理单元，用于基于回水温度的最大值以及最小值，确定回水温度区间；

当回水管的回水温度小于所述回水温度区间内的最小值时，则确定回水管的回水温度的温度梯级为第一梯级；

当回水管的回水温度属于在所述回水温度区间内时，则确定回水管的回水温度的温度梯级为第二梯级；

当回水管的回水温度大于所述回水温度区间内的最大值时，则确定回水管的回水温度的温度梯级为第三梯级。

可选的，所述获取处理单元，用于使用温度修正系的计算公式，确定在每个温度梯级下各个品位热能的温度修正系数，所述温度修正系数的计算公式为：

其中，f(t

本发明实施例提供的一种基于回水温度的多梯级品位热能的热费计量方法及装置，通过获取在预定时段内生产不同品位热能过程中，供水管的供水温度、回水管的回水温度、热水的质量比热容、热水流经流量计的起始时间、热水流经流量计的结束时间、流经流量计的热水的相对密度与比热容的综合修正系数、单位热量基础热价，然后计算热电厂与买热方结算的热费，之后引入影响买热方以及热电厂投入成本确定的温度修正系数对热费进行修正。因此本发明实施例根据不同品位热能的回水温度，准确有效地计量不同梯级品位热能的热费，并根据不同地域的用户供热需求以及供热方案改变热费计量方案，在调动各方面积极性的同时，促进我国供热行业热费计量的良性发展。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种基于回水温度的多梯级品位热能的热费计量方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种基于回水温度的多梯级品位热能的热费计量装置的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一

如图1所示，本发明实施例提供的一种基于回水温度的多梯级品位热能的热费计量方法，包括：

S1，获取在预定时段内采用不同品位热能供热过程中，供水管的供水温度、回水管的回水温度、热水的质量比热容、热水流经流量计的起始时间、热水流经流量计的结束时间以及流经流量计的热水的相对密度与比热容的综合修正系数；

其中，预定的时间根据实际情况设定，在具体实施时以各品位热能对应的实际供热时间段为准。

可以理解，流量计安装在回水管上，热水流经流量计，流量计可以采集多个热水的参数。示例性的如：流经流量计的热水流量、起始时间、结束时间等等。

S2，获取单位热量基础热价；

S3，基于供水温度、回水温度、质量比热容、起始时间、结束时间、综合修正系数以及单位热量基础热价，使用多梯级品位热能计费公式，计算供给买热方的热能的热费；

S4，获取预定时段内不同品位热能的温度修正系数；

其中，温度修正系数是根据热电厂与买热方对不同品位热能的投入成本确定，并以流回热电厂的回水温度来区分不同品位热能。

S5，使用温度修正系数对热费进行修正，获得温度修正后的热费；

可以理解，高品位的热能，供水温度越高，热电厂投入成本越高。低品位的热能，供水温度越低，热电厂投入成本越低。回水温度越低，蒸汽冷凝水温度越低，锅炉的运行效率越高，低品位余热的回收利用率就越高。因此需要综合考虑热能的利用效率与成本投入，因此供水管的供水温度与回水管的回水温度是影响热价的因素。回水温度越低，对买热方而言，一方面使得交换热量程度更剧烈，热量利用效率更高，输送的电耗也越小，低品位余热的回收利用率就越高。由于买热方要额外投入能源站(大温差机组)来降低回水温度，买热方的成本也变高了。考虑卖热方(热电厂)与买热方(供热公司)均对回水温度有要求，并鼓励热电厂对低品位热能的回收利用，本发明仅考虑回水温度。因此本发明通过引入温度修正系数进行不同品位热能的热费修正，在提高热电厂热能利用效率的基础上，降低热电厂的投入成本，同时热费的修正也利于降低买热方的买热成本。

温度修正后的热费为：

其中，P表示修正后的热费，单位为元；P

本发明实施例提供的一种基于回水温度的多梯级品位热能的热费计量方法，通过获取在预定时段内生产不同品位热能过程中，供水管的供水温度、回水管的回水温度、热水的质量比热容、热水流经流量计的起始时间、热水流经流量计的结束时间、流经流量计的热水的相对密度与比热容的综合修正系数、单位热量基础热价，然后计算热电厂与买热方结算的热费，之后使用可以影响买热方以及热电厂投入成本确定的温度修正系数对热费进行修正。热电厂因此本发明实施例根据不同品位热能的回水温度，准确有效地计量不同梯级品位热能的热费，并根据不同地域的用户供热需求以及供热方案改变热费计量方案，在调动各方面积极性的同时，促进我国供热行业热费计量的良性发展。

实施例二

作为本发明可选的一种实施例，获取预定时段内生产不同品位热能的温度修正系数通过如下步骤：

步骤a：按照不同品位热能的回水温度的最小值与最大值，确定回水温度的温度梯级；

步骤b：确定在每个温度梯级下各个品位热能的温度修正系数。

作为本发明可选的一种实施例，按照不同品位热能的回水温度的最小值与最大值，确定回水温度的温度梯级的步骤包括：

步骤a：基于回水温度的最大值以及最小值，确定回水温度区间；

步骤b：当回水管的回水温度小于回水温度区间内的最小值时，则回水管的回水温度的温度梯级为第一梯级；

步骤c：当回水管的回水温度属于在回水温度区间内时，则回水管的回水温度的温度梯级为第二梯级；

步骤d：当回水管的回水温度大于回水温度区间内的最大值时，则回水管的回水温度的温度梯级为第三梯级。

其中，回水温度区间为不同品位热能的回水温度最小值与最大值组成的温度区间。

可以理解，本发明将热电厂的回水温度t

第一梯级：当回水温度t

第二梯级：当回水温度t

第三梯级：当回水温度t

作为本发明可选的一种实施例，确定在不同温度梯级下各个品位热能的温度修正系数包括：

使用温度修正系的计算公式，确定在不同温度梯级下各个品位热能的温度修正系数，温度修正系数的计算公式为：

其中，f(t

通过上述温度修正系数的计算公式可以得出不同梯级品位热能的温度修正系数f(t

根据上述计算公式，即可确定不同梯级品位热能的温度修正系数f(t

实施例三

作为本发明可选的一种实施例，基于供水温度、回水温度、质量比热容、起始时间、结束时间、综合修正系数以及单位热量基础热价，使用热费计算公式，计算所供给热能的热费。

热费计算公式为：

其中，P表示热费，单位为元；P

实施例四

可以理解，热电厂通过热电联产机组，使机组发电的同时还能实现供热。受用户用电习惯的影响，热电厂每天24h电网的负荷随时波动，受电网调度要求，当用户的用电量降低，电网处于低负荷时，为调节发电量，热电联产机组被迫低负荷参与电网调峰。因热电联产机组供热能力和供电能力相互耦合关系，热电联产机组在电力低负荷运行时供热能力将明显下降，导致热负荷不能满足需求，出现了电力供大于求、热力供小于求得热电供需矛盾。因此根据热负荷时间τ作为影响热价的因素，对供热时间段进行区分，可以有效缓解热电供需矛盾，有效改变用户侧的用热方式，达到移峰填谷的作用。

作为本发明可选的一种实施例，可以通过获取预定时段周期内各个供热时间段生产各个品位热能的时间修正系数，通过时间修正总价计算公式，计算时间修正后的热费；

时间修正总价计算公式为：

其中，f(τ)表示时间修正系数，此处P表示时间修正后的热费。

作为本发明可选的一种实施例，获取预定时段周期内各个供热时间段生产各个品位热能的时间修正系数的步骤包括：

步骤a：基于热负荷的变化，将供热时间段分为峰值时段、谷值时段以及平均值时段；

步骤b：确定各个时间段的时间修正系数。

本发明提出了按照热负荷将供热时间段τ划分为三个不同时段：峰值时段、谷值时段和平均值时段，对不同时段分别计费。

峰值时段τ

谷值时段τ

平均值时段τ

作为本发明可选的一种实施例，确定各个时间段的时间修正系数包括：

使用时间修正系数的计算公式，确定各个时间段的时间修正系数，时间修正系数的计算公式为：

其中，

将上述时间修正系数的计算公式转化，则上述时间修正系数的计算公式为：

实施例五

为了提高热费计量的准确度，可以对热费同时进行时间修正以及温度修正。

作为本发明可选的一种实施例，可以基于时间修正系数以及温度修正系数，使用总修正计算公式计算修正后的热费；

总修正计算公式计算为：

如图2所示，本发明实施例提供的一种基于回水温度的多梯级品位热能的热费计算装置，包括：多梯度积分积算仪1，第一温度传感器2、第二温度传感器3以及流量计4，第一温度传感器安装在热电厂的供水管上，第二温度传感器以及流量计安装在热电厂的回水管上，多梯度积分积算仪分别与第一温度传感器、第二温度传感器以及流量计相连，

第一温度传感器，用于采集在预定时段周期内生产各个品位热能过程中，供水管的供水温度，并将供水温度传输给多梯度积分积算仪；

第二温度传感器，用于采集热电厂在预定时段周期内生产各个品位热能过程中，回水管的回水温度，并将供水温度传输给多梯度积分积算仪；

流量计，用于采集热电厂在预定时段周期内生产各个品位热能过程中，流过自身的热水流量、体积流量、起始时间、结束时间；

多梯度积分积算仪，用于获取在预定时段周期内生产各个品位热能过程中，供水管的供水温度、回水管的回水温度、热水的质量比热容、热水流经流量计的起始时间、热水流经流量计的结束时间以及流经流量计的热水的相对密度与比热容的综合修正系数；

获取单位热量基础热价；

基于供水温度、回水温度、质量比热容、起始时间、结束时间、综合修正系数以及单位热量基础热价，计算供给买热方的热能的热费；

获取预定时段周期内不同供热时间段生产各个品位热能的温度修正系数；

使用温度修正系数对热费进行修正，获得修正后的热费；

修正后的热费为：

其中，P表示修正后的热费，P

可选的，本发明实施例提供的修正装置还包括：获取处理单元，获取处理单元与多梯度积分积算仪相连，

获取处理单元，用于获取预定时段周期内不同供热时间段生产各个品位热能的温度修正系数包括：

按照各个品位热能的回水温度的最小值与最大值，确定回水温度的温度梯级；

确定在每个温度梯级下各个品位热能的温度修正系数。

可选的，获取处理单元，用于基于回水温度的最大值以及最小值，确定回水温度区间；

当回水管的回水温度小于回水温度区间内的最小值时，则确定回水管的回水温度的温度梯级为第一梯级；

当回水管的回水温度属于在回水温度区间内时，则确定回水管的回水温度的温度梯级为第二梯级；

当回水管的回水温度大于回水温度区间内的最大值时，则确定回水管的回水温度的温度梯级为第三梯级。

可选的，获取处理单元，用于使用温度修正系的计算公式，确定在每个温度梯级下各个品位热能的温度修正系数，温度修正系数的计算公式为：

其中，f(t

下面以实际情况的示例方式，介绍本发明实施例提供的一种基于回水温度的多梯级品位热能的热费计算方法。

示例1

某市当地供暖季为11月15日至3月15日，买热方为热力公司，基础热价为37.5元/GJ，回水温度t

因此，本发明的温度修正系数f(t

按本发明实施例提供的一种基于回水温度的多梯级品位热能的热费计算方法，将热电厂的回水温度t

第一梯级：t

第二梯级：10≤t

第三梯级：t

第一梯级：当回水温度t

第二梯级：当回水温度t

第三梯级：当回水温度t

该热电厂生产的不同梯级品位热能的成本与回水温度t

通过式上述公式,可得出不同梯级品位热能的温度修正系数f(t

上述为确定不同梯级品位温度修正系数f(t

表1

统计某市供暖季的每日24h热负荷大小随时间的变化规律，可将该市供热时段τ划分为三个不同时段，如表2所示：

表2

根据不同时间段τ内的时间修正系数f(τ)的计算公式，可计算得出不同时间段内单位时间平均热负荷：

因此，不同时间段τ内的时间修正系数f(τ)的计算公式如下：

因此根据供给买热方的热能的热费计算公式，在确定上述参数情况下，即可计算出供给买热方的热能的热费。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述，然而，在实施所要求保护的本申请过程中，本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现所述公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。