Abstract The development of the industrial steam heating system has made power and thermal system more closely linked. Accordingly, the use of the steam network’s energy storage capability to improve the rapid load change capacity of thermal plants has become a new topic. The industrial steam heating system (ISHS) contains a large number of pipes and heat exchange equipment. The key is to understand the energy storage capability of the system by analogy and quantitative study. This study carries out the heat storage capability analysis of the industrial steam heating system through dynamic modeling. This study builds an actual pipe model in a chemical park by Modelica language and validates the model against field data collected on the site. The model deviation is less than 3%. Based on the validated model, this study carries out heat storage and discharge characteristics quantification by investigating three basic regulation modes: temperature regulation mode (quality regulation), the mass flow rate regulation mode (quantity regulation), and the hybrid mode. Through comparison, this study finds that the steam heating system has the highest analogized storage volume and longest heating discharge time under hybrid mode. From the perspective of utilizing system heating storage characteristics and saving the investment, hybrid regulation mode outperforms quality and quantity regulation mode. ISHS with hybrid mode has the potential to participate in short-term coordination control of electricity and heat in industrial parks.

中文翻译：

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基于动态建模的工业蒸汽加热系统储能特性研究

摘要 工业蒸汽加热系统的发展，使电力和热力系统的联系更加紧密。相应地，利用蒸汽网络的储能能力来提高火力发电厂的快速负荷变化能力成为一个新的课题。工业蒸汽加热系统（ISHS）包含大量的管道和热交换设备。关键是通过类比和定量研究了解系统的储能能力。本研究通过动态建模对工业蒸汽加热系统进行蓄热能力分析。本研究使用 Modelica 语言在化工园区建立了一个实际管道模型，并根据现场收集的现场数据验证了该模型。模型偏差小于3%。基于经过验证的模型，本研究通过研究三种基本调节模式：温度调节模式（质量调节）、质量流量调节模式（数量调节）和混合模式进行蓄热和排放特性量化。通过比较，本研究发现蒸汽加热系统在混合模式下具有最高的类比存储量和最长的加热排放时间。从利用系统蓄热特点和节约投资的角度来看，混合调节模式优于质量调节模式。混合模式的ISHS具有参与工业园区电力和热力的短期协调控制的潜力。温度调节模式（质量调节）、质量流量调节模式（数量调节）、混合模式。通过比较，本研究发现蒸汽加热系统在混合模式下具有最高的类比存储量和最长的加热排放时间。从利用系统蓄热特性和节约投资的角度来看，混合调节模式优于质量调节模式。混合模式的ISHS具有参与工业园区电力和热力的短期协调控制的潜力。温度调节模式（质量调节）、质量流量调节模式（数量调节）和混合模式。通过比较，本研究发现蒸汽加热系统在混合模式下具有最高的类比存储量和最长的加热排放时间。从利用系统蓄热特性和节约投资的角度来看，混合调节模式优于质量调节模式。混合模式的ISHS具有参与工业园区电力和热力的短期协调控制的潜力。从利用系统蓄热特性和节约投资的角度来看，混合调节模式优于质量调节模式。混合模式的ISHS具有参与工业园区电力和热力的短期协调控制的潜力。从利用系统蓄热特性和节约投资的角度来看，混合调节模式优于质量调节模式。混合模式的ISHS具有参与工业园区电力和热力的短期协调控制的潜力。