热网节能控制系统的设计与研究

【摘要】：集中供热系统中,合理调节热网总流量及各换热站一次侧流量,是热网控制中的重要环节,控制的好坏直接影响供热及节能效果,针对这一问题根据现场实际情况制定两级控制模式:一次网调节、二次网调节,本文侧重于一次网的调节;针对各个供暖时期外温的变化,实行热网总流量的分时段调节;针对各换热站负荷类型的不同,实行各换热站内部一次流量的分时段调节。 建立热网流量模型:首先,根据一次流量和二次供水温度之间关系建立单路热网模型;其次,应用流体力学中复杂管路计算的相应知识,建立并联管路流量关系模型,模型可体现出热网多回路的特性,同时可定量的分析各换热站地理位置对其流量影响,并可计算出在总流量一定的情况下,某一支路阀门开度变化时对其他各支路流量的影响;最后,将单路模型与管路流量模型结合,建立起多路热网模型。 在建立起多路热网模型的基础上,将单神经元PID智能控制与传统的PID控制进行对比,经仿真可以看出,实验结果表明,采用单神经元PID控制器可以取得满意的控制效果。 基于本文控制思想,结合张家口集中供热工程现场实际,建立起热网监控画面,可承担各热力站及热网参数的采集及监控。 【关键词】：流量控制 热网模型 节能控制 单神经元PID
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TP273
【目录】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1. 绪论10-16
• 1.1 课题研究的背景10
• 1.2 课题研究的目的和意义10-11
• 1.3 国内外集中供热发展现状11-14
• 1.3.1 国内集中供热发展的现状11-12
• 1.3.2 国外集中供热发展的现状12-14
• 1.4 本论文的主要内容及工作安排14-16
• 2. 集中供热网流量整体控制方案16-25
• 2.1 集中供热系统描述16-19
• 2.1.1 集中供热系统概述16-18
• 2.1.2 集中供热系统的特性18-19
• 2.2 热网流量控制系统理论分析19-21
• 2.2.1 控制相关工艺系统介绍19
• 2.2.2 热网控制要求19-20
• 2.2.3 控制方案的目标及影响因素20-21
• 2.3 热网流量控制方案制定21-25
• 2.3.1 热网流量控制方式21-23
• 2.3.2 热网流量控制手段23
• 2.3.3 热网流量控制措施23-25
• 3. 热网预测模型25-29
• 3.1 二次侧供水温度的预测25
• 3.1.1 二次侧供水温度与室外温度关系25
• 3.1.2 二次侧供水温度预测曲线25
• 3.2 一次侧总流量预测模型25-29
• 3.2.1 一次热量与换热器热的交换关系26
• 3.2.2 一次流量预测流程26-27
• 3.2.3 一次总流量预测27-29
• 4. 热网流量节能控制模型的建立29-41
• 4.1 单路热网模型的建立29-32
• 4.1.1 以对流传热方式进行热交换的稳态模型30
• 4.1.2 以热传导方式进行热交换的稳态模型30-31
• 4.1.3 一次侧水流量与二次供水温度的动态模型31-32
• 4.2 并联管路流量关系模型的建立32-39
• 4.2.1 管路流量计算相关理论概述33-34
• 4.2.2 管路阀门特性分析34-36
• 4.2.3 并联管路流量分配模型的建立36-38
• 4.2.4 管路流量分配模型框图及计算示例38-39
• 4.3 多路热网模型的建立39-41
• 4.3.1 多支路热网模型关系描述39-40
• 4.3.2 常规PID 控制的热网模型40-41
• 5. 控制器的设计及仿真41-55
• 5.1 单神经元PID 控制算法概述41-44
• 5.1.1 人工神经元模型41-42
• 5.1.2 神经网络的结构42-43
• 5.1.3 智能PID 算法各参数作用43
• 5.1.4 单神经元PID 算法原理及结构43-44
• 5.2 单神经元PID 控制器的设计44-46
• 5.2.1 单神经元PID 控制器的设计45
• 5.2.2 单神经元PID 控制器控制热网多路模型45-46
• 5.3 模型的仿真及结果分析46-55
• 5.3.1 传统PID 控制算法46-50
• 5.3.2 单神经元PID 控制算法50-53
• 5.3.3 实验结果分析53-55
• 6. 热网监控系统的建立55-58
• 6.1 热网监控及通讯方式55
• 6.2 热网监控画面55-58
• 6.2.1 热网监控总图55-56
• 6.2.2 分换热站监控图56-58
• 7.总结与展望58-60
• 7.1 全文总结58
• 7.2 进一步工作建议58-60
• 参考文献60-63
• 致谢63-64
• 攻读学位期间主要研究工作64

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