集中供热网智能控制方法论文

　　摘要：我国目前集中供暖覆盖的面积正在加大，集中供暖的供暖方式有着环境友好、节能减排、热能利用效率高等优势。目前集中供热网的智能控制对供热的温度以及总热水量进行科学的控制，控制温度以及流体的流量和流速有助于使供热量与实际需热量达到一种近似平衡的状态，更加有助于体现集中供热节约能量的这一大优点。主要对集中供热的智能控制方法进行探究，同时对集中供热网智能控制的控制对象进行分析。
　　关键词：集中供热网；智能控制；方法分析
　　秦岭淮河一带作为我国的集中供暖分界线已经有相当长的历史了，集中供暖涉及秦岭淮河线以北的十四个省份的几亿的居民，这样的关乎民生的大事使得我国的集中供暖事业受到了政府的极大关注。我国的供暖方式有集中供暖和分户供暖，分户供暖包括空调采暖、电暖气采暖以及电热地膜采暖等取暖方式。近年来随着节能环保意识的增强以及我国的煤炭储量逐年减少的现状，使得以往的那种分散式的供暖方式已经不再适合时代的发展了，所以现在我国的供暖方式主要以集中供暖为主。集中供暖由于其节约资源、环境友好、能量集中等优点作为目前我国最具有发展前景的供暖方式正在极力向着现代化不断迈进，下文对于集中供热网的智能控制方法进行阐述分析，同时对集中供热网的智能化控制中出现的问题进行分析和改进。
　　1集中供热中智能控制概述
　　集中供热一般热源主要是热电厂的剩余热能或者是由锅炉房提供的，热电厂的热源主要是煤炭或是其他可燃物燃烧之后的一部分能量转化为电能，剩余的热量用水吸收作为集中供热的热源。此外锅炉房的供热方式的特点是直接燃烧煤炭等可燃物加热循环水作为热源的。集中供热的送热的方式一般是利用循环水系统将热源的热量输送到各个居民的家中，这个过程是通过建立供热管网来实现。目前我国的`集中供热系统已经较为成熟，体系也已经基本完善，热源和供热管网的设备也相对齐全。但是，我国的大部分省份对于集中供热系统的管理还不尽人意，常常出现用户家中温度时冷时热，也无法根据天气调整供热量，导致供热的用户体会不佳。而且对于依赖热电厂的剩余热量进行供热的集中供热系统常常会与多家热电厂合作以保证各个地区的热水供应，但是极少数的情况下各个热电厂的热源都可能不足的情况下难以保证对用户的供热，所以集中供热网的智能控制应用而生，智能控制系统可以对热源以及热网进行智能化的控制以保证供热效率以及居民的舒适度。
　　2集中供热网智能控制方法
　　随着我国经济的发展的同时带动人民群众的生活水平也有较大的提升，所以也对集中供热提出了一些要求。集中供热一直以来因为供热程度不稳定、供热量与实际需求量不符合、供热程度在不同的区域不尽相同，这样的情况不仅造成了居民供热的实际体验感不好而且还会有一定浪费能量发情况发生。所以集中供热网进行智能控制极为重要，集中供热由热源、供热管网和用户家中的散热系统组成，目前对于集中供热的控制在于对热源以及供热管网的控制。
　　2.1热源控制
　　集中供热网智能控制中对热源的控制就是调整热源的总输出热量，依据外界的温度、湿度等参数对热源的供热量进行控制，以得到与需求量匹配的供热量。要对热源的供热量进行调节的基础就是测得实际的需求的热量，对实际需求的热量进行测定时需要预测供回水的温度。然后对供热系统的热力工况的调节主要分为稳态调节和动态调节。热力工况的稳态调节是依据在稳定状态的条件下监测系统的供热量、管路网的散热量、用户部分的耗热量进行探究，同时将二次网用户的散热量等同于散热器可以得出供回水的温度。在得到供回水温度的情况下采用调节供回水温度的办法对热源的供热量进行调节。所以在理想状态下，可以通过调整供回水的温度就可以控制热源的供热量与需求量达到一种平衡状态，但是实际情况是由于天气的变化、管道损失、用户散热等数值都不是固定的，与预测值有一定的偏差。所以在对实际的热力工况进行调节时选用的是动态调节的方法，这种方法考虑到建筑物是一种热惰性的物质，室外的气温的变化情况和管道系统损失的热量都具有很大的可变动性，这样就造成了对热力工况的动态调整的难度加大，面对这样的情况首先要对系统的热特性进行了解，通过系统的热负荷、太阳的热增射量、一次网的供回水温度以及室外的温度进行综合考虑，计算可得热的需求量。从而使热的供给量可以更加符合实际的热需求量，从而对供热量进行精准的控制，为住户提供一个良好的供暖环境和舒适宜人的温度。
　　2.2热网控制
　　热网控制的过程是研究热量的供给状况从而对供热网管的流量进行控制，保证用户的室内温度适宜。对供热网的供热需求量和热量供给情况进行考察，保证室内的温度控制在一定的水平范围之内，从而保证热量稳定和均衡。而对于热网的控制中的调节经常使用的方法有温度调节法、模拟阻力法和模拟分析法这三种。其中温度调节方法就是以实际热量的需求量作为调节的参考，从而对各个热力站点的流量情况、供回水温度进行调节，实现控制居民室内温度的目的。温度调节阀对各个热力站点的选择监控指标就是供水温度，供水温度较为容易控制，且作为起始点的温度数据供水温度便于观察、控制、测量，而且有较小的滞后性，在对温度的控制来说是极为方便的。同时依旧要考虑外界室温和管道网管散热的损失以保证均匀分配热量到各个气候条件不同的区域。由于这样的调节过程只涉及对温度的调节所以也不需要安装多余的相关设备，整体系统的费用较少。但是温度调节的方式由于供热系统的温度有较大的滞留性所以温度的变化通常不会很明显，温度变化的图像经常是一种平滑的曲线的状态，所以具有调节的灵敏度不高等缺陷。其次是两种基于模型的调节方法，包括模型分析法和模拟阻力法，这两种调节方法都是将整个供热网的水力工况建立成数学模型的方式对其中的流量以及压力的变化情况进行分析，从而对整个集中供热网进行智能控制。这个供热网水力模型是输送热水的管路网状结构，其中包括了管路等运送流体的结构以及管阀件等对流体的流动带有明显阻碍形式的部件。对整个管路的压力进行计算，从而可以确定供热网阻力系数和流量情况，从而对集中供热的热水输送管路的输送情况进行详细的了解。
　　2.3集中供热网智能控制具体方法
　　对于集中供热网智能控制来说需要突破供热涉及的工程量巨大、控制对象具有滞后性以及不确定性、控制对象的影响因素较多、控制所需的参考信息监测起来较为复杂、计算过程复杂、涉及的参数不易得到等方面，智能控制做到可以处理庞大的信息体系以及控制效果理想的目标。智能控制是一种结合人工智能、运筹学、自动控制衍生出的学科，这表明了智能控制有着人工智能的独立性的、可运算的、自动的特点。智能控制可以自动的对已知的状态判断并调整，同时几乎不需要人工的参与就可以独立自主的完成控制任务。智能控制的特点包括具有信息功能、记忆功能、适应功能、组织功能、人机协作功能，它的特性包括容错性、鲁棒性和实时性。智能控制应用于集中供热网的目的是系统可以自主的依据外界环境的温度变化结合热网用户的负荷特性变化对供回水的温度进行调节，平衡供热总量与用户所需热量。控制系统可以根据一次网供回水温度和环境参数进行计算，从而得出所需的供热量，考虑到建筑物和设备的热容的因素，及时通知热电厂改变热源的供热量，修改机组的运行情况调节换热效率，同时系统应该结合建筑物的散热情况和管道的散失热量的情况对回水温度进行预测使得控制效果较为准确。热网智能控制主要的依据当前的外界环境和各个热力站点的一次、二次供回水的量以及温度，进行大量的计算生成温度调节方案。热网的智能控制可以实现全网的协调控制，从而满足用户室内的温度保持在一定的适宜的温度范围之内，在环境变化较大的时候也能满足用户的取暖要求，为用户提供舒适的、温暖的生活环境。
　　3结论
　　综上所述，集中供热的供热方式在我国北方的大规模应用有助于改善环境、节约能源，集中供热的智能控制包括对热源的控制和对热网的控制这两部分组成。集中供热网的智能控制方法的实现主要通过检测供回水温度、环境因素来确定调整量。
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