集中供热系统热力工况动态特性分析及其智能控制

发布时间：2017-10-01 00:05

  本文关键词：集中供热系统热力工况动态特性分析及其智能控制

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【摘要】：随着科技与经济的飞速发展,冬季采暖技术也得到了大幅度的改善,相关技术的应用使得集中供热系统的智能化以及经济性得到了大幅度的改进。这种先进性的改进主要体现在集中供暖方式的广泛应用。相比一些能源大国,我国是一个人均能源占有率并不高的国家,并且相对能源占有率也不高。很明显在资源的开采以及利用等方面我们国家与发达国家还有很大的距离。为了合理高效地利用能有,集中供热可以大幅度地降低成本提高能源利用率。本文所研究的集中供热系统来自大连大发电供热有限公司,主要对集中供热系统的模型及动态过程等方面进行了研究,并通过对其特性的详细分析,提出了可行性较高的系统调节方案。本文主要进行了如下的研究工作:(1)以质量和能量守恒定律为理论基础,探讨了供热系统的动态特性,并对组成系统的各个子系统建立了数学模型。(2)基于系统的数学模型,在仿真平台Matlab/Simulink的基础上进行了供热系统动态仿真程序,并对仿真结构进行了深入的剖析。(3)在假定室外温度变化的条件下,仿真了热用户室内温度以及一次网供回水温度变化的规律,为整个热系统的调节奠定了基础。(4)运用专家控制方法进一步整定了锅炉出口温度与热用户室外温度之间的关系,为实现锅炉出口温度的智能控制打下了基础。(5)在锅炉出口温度闭环控制的基础上,结合智能控制控制策略,进一步提出了热用户—一次网、热用户—二次网的模糊PID控制方案,同时仿真结果表明所提方法优于传统的PID控制方法,同时为公司的实际运营生产提供了可行的指导性意见。
【关键词】：集中供热 数学模型 动态特性 专家控制 模糊PID控制
【学位授予单位】：沈阳工程学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU995
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-18
• 主要符号表18-22
• 1 绪论22-27
• 1.1 问题提出与研究意义22
• 1.2 集中供热系统的研究现状22-26
• 1.2.1 动态特性的研究现状22-25
• 1.2.2 集中供热系统调控策略的研究现状25-26
• 1.3 本文主要研究思路与内容26-27
• 2 集中供热系统数学模型的建立27-39
• 2.1 大发供热公司基本情况27
• 2.2 供热系统总述27-28
• 2.3 供热站数学模型的建立28-29
• 2.4 换热站数学模型的建立29-31
• 2.5 供热管网数学模型的建立31-34
• 2.5.1 供回水管网数学模型的建立31-33
• 2.5.2 混合节点数学模型的建立33-34
• 2.6 用户数学模型的建立34-38
• 2.6.1 散热器数学模型的建立35-36
• 2.6.2 房间数学模型的建立36-37
• 2.6.3 围护结构数学模型的建立37-38
• 2.7 本章小结38-39
• 3 集中供热系统的数值仿真及分析39-64
• 3.1 Matlab软件简介39-40
• 3.2 供热系统的仿真平台搭建40-60
• 3.2.1 供热系统模型参数的选取40-41
• 3.2.2 供热系统的仿真程序41-60
• 3.3 设计工况下的系统响应60-63
• 3.3.1 设计室外温度时的系统动态特性60-61
• 3.3.2 室外温度变化下的供热系统响应61-63
• 3.3.3 供水温度随室外温度变化时的动态特性63
• 3.4 本章小结63-64
• 4 集中供热过程控制系统的设计与仿真64-92
• 4.1 供热过程控制系统总述64
• 4.2 传统PID控制策略在集中供热系统中存在的不足64
• 4.3 模糊系统基本理论64-74
• 4.3.1 模糊控制在供热系统中的应用65
• 4.3.2 模糊控制原理65-66
• 4.3.3 模糊PID控制器的结构66-68
• 4.3.4 模糊PID控制器的设计和实现68-74
• 4.4 专家控制理论基础74-79
• 4.4.1 专家控制的基本原理74-76
• 4.4.2 专家控制系统的结构76-79
• 4.5 一次网供水压力的控制79-84
• 4.5.1 一次网水力系统的初调节79-82
• 4.5.2 一次网供水压力系统水泵定压控制结构简图82-83
• 4.5.3 一次网供水压力系统水泵定压控制仿真83-84
• 4.6 锅炉供水温度的控制84-87
• 4.6.1 锅炉供水温度的控制结构简图84-87
• 4.6.2 锅炉供水温度的控制仿真87
• 4.7 一次网供水温度的控制87-89
• 4.7.1 一次网供水温度控制结构简图87-88
• 4.7.2 一次网供水温度控制仿真88-89
• 4.8 二次网供水温度的控制89-91
• 4.8.1 二次网供水温度控制结构简图89-90
• 4.8.2 二次网供水温度控制仿真90-91
• 4.9 不同控制策略下的系统能耗分析91
• 4.10 本章小结91-92
• 5 结论与展望92-94
• 5.1 主要工作和结论92
• 5.2 展望92-94
• 参考文献94-98
• 致谢98-99
• 作者简介99-101

【参考文献】

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本文编号：951161