高效率、高自动化程度的集中供热系统,是城市集中供热系统的长期追求。随着供热系统向着城市集中供热和热电联产的方向发展,传统的供热管网系统面临着各种发展瓶颈,供热管网热力不平衡是目前供热工程研究者们需要着手研究的问题。总结出满足现代热电联产模式下的城市集中供热平衡优化方案,设计出相应的供热管网控制系统是优化供热系统的必然选择。本文以拥有二次管网的间接连接供热系统和供热系统的换热站为研究对象,结合实际需要解决的热力平衡问题。从四个方面进行了研究、分析和设计。第一,对换热站一次管网热力分配方案进行了优化,以室温为目标值,以变频器、电动调节阀为执行环节,实现对一次侧管网热力的平衡分配。对一组换热机组利用方波响应法进行数学建模,以一次侧供热管网进水口入口处电动调节阀的开度为输入,二次侧供热管网出水口出水温度为输出,建立了该换热站的数学模型,并使用PID控制法,通过临界比例度法进行PID参数整定。第二,对热力平衡策略进行了优化,通过采集室外温度、室内温度、一次侧进水口温度、二次侧出水口温度等数据进行数值分析、数据拟合,找到了它们之间的数学关系。结合各温度之间的关系和换热站的数学模型,提出了供热管网热力平衡优化方案。第三,对供热管网系统进行优化,设计了一个以室内温度为直接参考温度,并远程无线传输采集信号的二次侧供热管网控制系统,该子系统直接将室内温度作为反馈值反馈给控制中心,可以有效降低室内空间不同、室内通风环境不同、建筑物保温性能不同等干扰因子对供热系统的影响。第四,对供热管网控制系统进行了优化,以风机泵类变频器作为控制中心,循环泵、补水泵为执行环节,结合位置型PID控制算法对循环泵进行控制,使用电接点压力表和多段式控制法对补水泵进行控制,有效减小热负荷计算误差,保证了系统设备运行的安全、稳定和高效率。