集中供热协调优化控制系统研究

摘要

集中供热是一个多变量、强耦合、长时滞和非线性的复杂系统，主要包括热源供热量的输出和热网热量的合理分配两个过程。由于传统上对热源和热网的控制多为分散控制，无法实时、准确、全面的综合分析热源及热网的运作情况，导致在实际供热运行中产生了不少问题，如供热不足、热量分配不均、缺乏集中管理以及能源浪费严重等，这一定程度上限制了集中供热的发展。本文针对以上问题，从理论研究和实际应用对集中供热系统进行了分析和改进。
　　首先，针对目前城市供热存在的问题，提出了集中供热协调优化控制策略，将热源控制与热网控制相结合起来，实现统一调配、协调运行，达到智能供热的效果，并从理论研究方面设计了协调优化控制的系统结构和控制流程。
　　其次，通过对锅炉燃烧控制原理的分析，提出了对风煤比进行动态自寻优调节的燃烧优化控制策略。然后基于集散控制系统，对锅炉进行了硬件设计和软件设计，并开发设计了上位机监控系统，实现对锅炉的优化控制。
　　第三，以换热站的运行原理和控制原理为基础，提出了以二次供回水平均温度为寻优目标的PID—自寻优控制策略和以节能为目的的水泵变频控制策略。然后利用力控软件设计了换热站优化监控系统界面，该系统利用ADSL-Internet通讯网络，将西门子Climatix控制器采集现场设备的实时参数进行动态显示和综合处理。
　　最后，给出了协调控制的具体实施措施，建立了热源与热网的匹配关系模型以及热量均匀分配的模型。利用OPC通讯网络，通过OPC服务器和客户端的配置，实现协调优化控制系统与锅炉和换热站监控系统的数据连接。最后根据实际运行结果分析，证明协调优化控制具有良好的节能效果。集中供热

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 课题的来源

1．2 课题的发展现状及趋势

1．2．1 集中供热发展现状

1．2．2 集中供热发展趋势

1．3 研究课题的意义

1．4 课题研究主要内容

第二章 集中供热协调优化控制策略与控制结构

2．1 集中供热简介

2．2 集中供热协调优化控制策略

2．2．1 协调优化控制策略的原理

2．2．2 协调优化控制策略的特点

2．3 集中供热协调优化控制结构设计

2．3．1 协调优化控制结构的设计

2．3．2 协调优化控制结构的流程

2．4 本章小结

第三章 锅炉优化控制系统设计

3．1 锅炉系统简介

3．1．1 锅炉的工艺流程

3．1．2 锅炉燃烧控制原理

3．2 锅炉燃烧优化控制策略

3．2．1 燃烧优化方案设计

3．2．2 燃烧优化算法分析

3．2．3 燃烧优化指标

3．3 锅炉控制结构设计

3．3．1 控制系统结构

3．3．2 集散控制系统

3．4 锅炉优化监控系统设计

3．4．1 锅炉监控系统功能

3．4．2 锅炉优化监控系统界面

3．5 本章小结

第四章 换热站优化控制系统设计

4．1 换热站系统简介

4．1．1 换热站系统分析

4．1．2 换热站的运行原理

4．2 换热站优化控制策略

4．2．1 温度优化控制策略

4．2．2 水泵变频控制

4．3 换热站控制结构设计

4．3．1 控制系统结构

4．3．2 Climatix控制器

4．3．3 ADSL-Internet通讯网络

4．4 换热站优化监控系统设计

4．4．1 换热站监控系统功能

4．4．2 换热站优化监控系统界面

4．5 本章小结

第五章 协调优化控制系统设计

5．1 协调控制具体实施策略

5．1．1 热负荷匹配模型

5．1．2 热负荷均匀分配的策略

5．2 协调优化监控系统的通讯连接

5．2．1 OPC服务器配置

5．2．2 OPC客户端配置

5．3 协调优化监控系统设计

5．4 协调优化系统节能分析

5．5 本章小结

第六章 结论

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文

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