随着我国经济的发展与城市化进程的加速,智慧城市成为全球城市发展的新趋势,其内涵就是城市用一种更智慧的方法通过利用以物联网、云计算等为核心的新一代信息技术来改善他们的核心系统,从而最大限度地优化和利用有限的能源。城市供热系统作为城市系统中的重要能源子系统,自然也就是智慧城市建设中的重要组成部分。智慧供热的提出符合全面推进能源生产与消费革命战略和打造“智慧城市”的大背景。随着城市供热管线建设规模不断扩大,种类、密度和复杂程度也在增加,其所承担的区域供热面积和功能也越来越大。但近几年来,热力管网爆管、漏水、漏汽、管道腐蚀、保温层老化等问题依然普遍存在,严重的跑冒滴漏等现象阻碍了我国城市智慧供热系统的安全运行和科学发展。其原因一部分在于我国供热系统的技术装备还很落后,其管理也较为粗放,其运行维护主要还是凭人工经验,难以满足现代生产企业基于日益多变的市场行情对热能需求的灵活调控,亟待智能化升级;另一部分原因源于离散供热方式,其对能源的野蛮开发和过度消耗。城市级蒸汽供热系统要求在能源技术、生产、供应等多个环节激发“链式变革”。一方面,提高能源利用效率,引导能源消费向着集约化、清洁化的方向发展;另一方面,促进我国能源行业的产业布局向着精细化、多元化的方向转型发展。南方地区城市级集中供热系统不仅能取代大量中小型工业锅炉,显著提高工业生产效率,促进节能减排。同时,南方地区集中供热系统也和医院、商场、综合体等大型公共建筑的民生供能息息相关,是支撑城市人民生产生活的重要能源基础设施。因此,开展城市级供热系统运行状态分析与操作优化具有重要意义。本文构建了城市级供热系统运行调度的实时优化模型,并根据经济性,安全性和蒸汽品质方面建立运行评价指标。通过对比不同方案的各项指标,得到多热源城市级蒸汽供热系统实时优化调度方案。主要研究内容如下:本文建立了多热源城市级蒸汽管网的热工水力模型。相较于传统的建模方式,本文建立的模型重点考虑了城市级蒸汽热网的铺设和散热方式,对原有的蒸汽热工水力模型进行了适当改良。之后根据能量守恒定律建立了城市级蒸汽热网的储热模型,并研究了考虑管道蓄放热特性的优化调度方式。本文提出了多热源城市蒸汽供热系统的运行调度实时优化模型,从经济性、供汽品质和热网运行的安全稳定性等角度出发,建立了评价多热源城市级蒸汽热网运行调节方案的指标,确定了多热源城市蒸汽供热系统的运行调度实时优化的目标函数。最后,本文运用了上述建立的模型模拟了城市级蒸汽热网的实际运行状况,得到全网的运行模拟参数。根据提出的优化运行的指标,对比解列与并网两种运行方式中热用户的用汽品质,提出更为合理的运行方式,为城市蒸汽热网安全、可靠、高效运行提供了调度依据。S复线和S线的并网运行,优化了管网的压力分配、提高了蒸汽的品质和保障了管网运行的安全性和可靠性,管网的相对稳定性提高率在1.5%-30.2%之间。并基于城市级供热管网的储能特性,运用优化调度方法,针对某实际管网进行优化调度,对比了运用储热特性的供汽方案和不运用储热的运行方案,结果表明:运用调度方法能有效地降低一天中峰值用热的情况,最多可缓解峰值用热约17.5t/h,可起到削峰填谷的作用。同时使用蒸汽热网储能特性的调度方法的多热源城市级蒸汽热网更加安全,合理使用管道的储能特性能有效降低主干线管道的温度,最多可减少约5℃,减少管道超温带来的安全隐患,可实现高效安全运行。