智能控制在集中供热网络运行调节中应用的研究

摘要

城市供热网络建设是现代化城市的一个重要标志，集中供热带给人们的生活和生产活动以舒适的温度，改善了室内环境，也有利于人们生活质量的提升，生产可持续性得以保证，并极大地提高劳动的生产率，其发展水平与一市的现代化程度紧密联系。输送和分配热量这两项是集中供热网需要完成的任务，那么如何有效地控制并管理供热网，且减少不必要的能源浪费，对改善供热效果和扩大经济社会的双重效益有着重大意义。在本文中，集中供热网的现状被深入分析，并对集中热网的运行调节控制方法，小区中热用户温度调节对供热网络运行的影响及模糊PID在换热站的温度控制系统中的相关应用进行了研究。 本文简明地阐述了城市集中供热网的运行调节与控制技术，并且分析在实施用户热计量后，该系统的调节方式，提出了用量调节应对产生于用户局部温度调节的热负荷变化，用质调节应对产生于室外环境温度改变引起的热负荷变化的运行调节方式，质-量调节的方法合理，而且具有可行性，在用户计量供热系统中达到适用性更强的目的。 引入的使用系数K表示供热系统中室温调节用户在供热的总用户中所占比重，由供热调节的基本公式，可推出网络参数随使用系数与室外气温变化的关系式。绘制网络参数随使用系数与室外气温变化的关系图，得到使用系数对系统的回水温度及相对流量的影响法则，伴随使用系数的增大，回水温度就会降低，供回水温差则变大，而相对流量减小。 依据换热站的特性设计了换热站的温度控制系统，应用模糊PID控制方法达成对各换热站二次网络供水水温的控制。供热网温控的特点是大惯性、纯滞后、和时变性等，对此特点建立系统仿真模型，联合模糊控制与PID控制的算法优点进行了模糊自适应PID控制器的设计，并对其进行MATLAB/SIMULINK仿真，得到的仿真结果说明模糊自适应PID控制器比较常规PID控制器，有超调小、振荡周期短和精度高的特点，具有较强的抗干扰能力，而且要求数据量小、软硬件实现较易，能够满足集中供热网运行的动态和稳态性能。

目录

声明

摘要

1．1研究背景

1．2国内外研究现状

1．2．1国外研究现状

1．2．2国内研究的现状

1．3研究的意义与内容

1．3．1研究意义

1．3．2研究内容

1．4本章小结

第2章集中供热网运行调控方式分析

2．1集中供热网的组成

2．2集中供热网调节方式分析

2．2．1量调节

2．2．2质调节

2．2．3间歇调节

2．2．4阶段性的变流量的质调节

2．2．5质-量调节

2．3供热系统的调控手段

2．3．1均匀性调节

2．3．2各换热站流量的固定

2．3．3变流量系统中的控制方法

2．4本章小结

第3章分户计量系统的运用对热网的影响

3．1分户计量的特点

3．2室温调节装置

3．3热用户的调节对网络的影响

3．3．1热用户的调节对二次网产生的影响

3．3．2热用户的调节对一次网产生的影响

3．4质-量调节运用的可行性和节能性分析

3．5本章小结

第4章换热站运行调控方案分析

4．1间连式换热站的控制系统

4．2换热站的温控系统设计

4．2．1被控参数

4．2．2控制参数

4．2．3运行调节的公式

4．2．4下位机的硬件设计

4．2．5控制算法的研究

4．3本章小结

第5章换热站模糊PID控制方法的研究及仿真

5．1 PID控制

5．1．1模拟PID控制基本原理

5．1．2数字PID的控制算法

5．1．3 PID参数整定方法

5．1．4 PID控制器的局限性

5．2模糊控制

5．2．1模糊控制基本原理

5．2．2模糊控制器组成

5．2．3模糊控制局限性

5．3换热站模糊自适应PID控制器设计及其仿真

5．3．1模糊PID控制器的设计

5．3．2换热站控制系统模型建立及仿真分析

5．4本章小结

6．1全文总结

6．2工作展望

参考文献

致谢