城市供暖管网的智能控制

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城市集中供热为人们的生活和生产活动提供了舒适的室内环境,对人们的身心健康、产品质量以及提高劳动生产率做出了巨大的贡献,城市集中供热的发展水平是衡量一个城市现代化建设的重要标志。集中供热网担负着输送和分配热量的任务,因此如何有效地控制和管理供热网、降低能耗,对提高热力系统的经济效益和社会效益有着重大意义。本文对集中供热网的运行调节和控制方法,室内温度的调节对热网的影响规律以及模糊PID在热力站温度控制系统中的应用进行了研究。   本文概述了集中供热系统的运行调节和控制技术,分析了在实施热计量后,变流量系统的调节方式,提出了以质调节适应室外气温引起的热负荷变化,以量调节适应用户局部调节室温引起的热负荷变化的运行调节模式,质一量调节不仅具有负反馈,而且具有正反馈,能够更好的适用于计量供热系统。   研究了室温调节对热网的水力工况和热力工况的影响规律。通过引入使用系数K表征供暖系统中室温调节用户占供热总用户的比例,依据供热调节的基本公式,推导出热网参数随使用系数和室外温度变化的关系式。通过算例绘制了热网参数随使用系数和室外温度变化的关系图,获得了使用系数对系统回水温度和相对流量的影响规律,随着使用系数的增大,回水温度降低,供回水温差变大,相对流量减小。   根据换热站温度控制的特点设计了换热站温度控制系统,采用模糊PID控制方法实现了对各热力站的二次网供水温度的控制。针对其温度控制具有大惯性、纯滞后、时变性等难以控制的特点建立了仿真模型,结合模糊控制和PID控制算法优点,设计了模糊自适应PID控制器,并进行了MATLAB/SIMULINK仿真,仿真结果表明模糊自适应PID控制器与常规PID控制器相比超调小、振荡周期短、精度高、具有较强的抗干扰能力,能够满足供热过程的动态和稳态性能,而且需要的数据量小、软硬件实现方便,适用于单片机控制系统。
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