近年来分户热计量模式在住宅区供暖系统中得到大力推广,其原因主要有以下两点:一是相比于按采暖面积收费政策,分户计量、分别收费能够较好地提高用户的节能积极性;二是分户计量使得用户从以往的被动接受变为可根据自身的需求自主调节供热量,提高室内热舒适性。而实际中由于建筑中人员在室的不确定性及人员行为的差异性使得末端用户的热负荷需求具有很强的随机性,表现为末端用户“部分时间、部分空间”的供暖需求。各热用户根据这种分室分时需求进行分散自主调节后,供暖系统通过热源处的集中调节又不能很好地响应末端用户流量和供热量的变化,导致供需之间的匹配性较差、能量浪费严重,供暖系统运行性能较低。因此,分户热计量模式下用户按需分散自主调节后,供暖系统的集中调节如何更好地响应末端用户的分散调节从而适应其热负荷需求的变化是提高供需匹配度、降低供暖能耗的关键问题。本文首先将人员划分为上班族、学生和老人三类典型人员,利用人员在室行为模型刻画了上述三种不同人员的在室规律,并结合De ST软件模拟了供暖系统末端用户分室分时的热负荷需求;其次利用图论的方法对住宅建筑供暖系统进行水力建模,给出了供需匹配度的评价指标并建立了以实现供需匹配度最佳为目标的优化数学模型,应用自适应惯性权重的粒子群优化算法在MATLAB中编程实现了对该优化数学模型的求解;针对具体研究案例讨论了水泵运行控制策略、阀门不同分级调节方式对系统供需匹配情况及运行性能的影响;最后探究了分室分时和全室全时两种不同供暖模式下,采用四种不同的阀门分级调节方式时系统的供需匹配情况和运行性能。结果表明,本文提出的供需匹配度评价指标及优化方法能够较为客观地反映供暖系统的集中调节能力与分散的随机负荷需求的匹配程度;分室分时和全室全时两种不同的供暖模式下系统采用不同的阀门分级调节方式时,末端用户各分支的供需匹配情况具有明显差别;分室分时模式下末端用户的热负荷需求差异较大且呈现显著地波动性变化,四种不同阀门分级调节方式下优化得到的系统的供需匹配度相差较大;全室全时模式下末端用户的热负荷需求差异较小且波动性很小,采用四种不同的阀门分级调节方式时,系统均能实现较好地供需匹配。本文从权衡供暖系统供需匹配性和运行的节能性角度分别给出了适用于分室分时和全室全时模式下两种不同热负荷特性的阀门分级调节方式。