换热站综合智能控制方法技术

本发明专利技术涉及一种换热站综合智能控制方法，包括二次供、回水温度专家控制单元和换热站多变量耦合模糊控制单元。在换热站运行过程中，根据现有的气象数据和热力实时数据库，得到不同时间段与室外温度相对应的二次供、回水平均温度值和二次供、回水温度设定值。针对二次侧供、回水温度，二次水流量，一次水流量间的多变量耦合关系，设计了多变量耦合模糊智能控制单元。该控制系统的专家自学习算法、专家控制算法和模糊控制算法均在在优化控系统层完成，并通过监控系统或可直接将数据传送给PLC层实现。该方法实现换热站供热效果质、量调节的变流量调节，满足用户的需求，同时实现节能减排的目的。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种，包括二次供、回水温度专家控制单元和换热站多变量耦合模糊控制单元。在换热站运行过程中，根据现有的气象数据和热力实时数据库，得到不同时间段与室外温度相对应的二次供、回水平均温度值和二次供、回水温度设定值。针对二次侧供、回水温度，二次水流量，一次水流量间的多变量耦合关系，设计了多变量耦合模糊智能控制单元。该控制系统的专家自学习算法、专家控制算法和模糊控制算法均在在优化控系统层完成，并通过监控系统或可直接将数据传送给PLC层实现。该方法实现换热站供热效果质、量调节的变流量调节，满足用户的需求，同时实现节能减排的目的。【专利说明】
本专利技术涉及ー种温度、压力、流量的，用于换热站的综合控制，使得换热站控制过程中既节能又满足用户需求。
技术介绍
换热站的控制是整个集中供热系统中的重要环节。在换热站供热过程中，一次侧水流量和二次侧水流量的控制又显得尤为重要。由于一次侧水流量直接关系到二次侧的供水温度，二次侧水流量直接关系到二次侧的回水温度，而二次供回水的平均温度反映了热用户的室内温度。满足热用户的室内温度，实现按需供热，均匀供热，一直以来是换热站控制的研究重心。在国外，尤其是北欧国家，主要采用变流量控制方式，根据最末端供回水压差控制泵的转速，使该压差能维持于要求的数值。各热用户可自动调节流量，满足各自的用热要求，保证了供热系统的可靠、节能运行，提高了运行效率和降低了运行成本。目前，在国内供热系统中，仍采用换热站单独控制和固定各换热站流量两种控制方式。在大部分供热系统中，采取根据室外温度，调节一次侧电动调节阀，改变二次供水温度，这样热用户只能被动用热，不能自主调温。同时，频繁改变电动调节阀的开度，会造成热网失衡。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，为了解决频繁改变电动调节阀的开度引起的热网失衡问题，本专利技术提出了ー种换热站智能综合控制方法，该方法包括二次供、回水温度设定专家自适应控制和换热站多变量耦合模糊控制，通过该方法实现换热站的综合控制，有效地解决了时间滞后的问题，以按需供热为目的，減少因调节一次电动调节阀引起的热网失衡，实现换热站的变流量调节。为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现:一种，具体内容如下:I)在换热站运行过程中，根据现有的气象数据和热カ实时数据库，建立专家数据库，得到不同时间段与室外温度相对应的二次供、回水平均温度值和二次供、回水温度设定值；2)为保证专家知识的更新收敛速度和稳定性，采用自学习算法以适应室外温度、二次供水温度、二次回水温度的变化，根据测得的二次供、回水温度进行自学习，逐步完善专家数据库；3)针对二次供、回水温度，二次水流量，一次水流量间的多变量耦合关系，建立模糊智能控制单元，在不频繁调节一次侧水流量和实现二次侧变流量调节的原则下，通过模糊控制算法进行换热站一次侧电动调节阀和二次侧循环水泵的调节，实现换热站的质、量调节相结合，满足室内用户的需求。4)针对换热站二次侧必须保证一定的供回水压差的问题，对二次供、回水压差进行串级控制，同时采用变频调速系统控制循环水泵的转速，实现二次侧水流量的控制。实现所述的控制结构，换热站综合智能控制结构包括PLC层、监控层和优化控制层；所述的PLC层接收现场的数据信息，并将接收的数据信息进行滤波处理，滤波处理后的数据信息传输给监控层和优化控制层；所述的监控层用于实现数据的显示、报警和报表记录，并与PLC层和优化控制层相互通讯；所述的优化控制层包括多变量耦合模糊控制单元、二次供、回水专家控制单元以自学习単元；优化控制层完成多变量耦合模糊控制、专家规则自学习功能、重要參数调整和录入、专家数据备份等重要功能；优化控制层利用检测的数据信息，利用自学习算法周期性修正专家数据库，将修正的数据信息传递给二次供、回水专家控制単元；经专家控制单元得出这ー时间段内与其室外温度对应的二次供、回水温度的设定值，并将二次供、回水温度设定值传递给多变量耦合模糊控制单元；多变量耦合模糊控制单元通过模糊算法控制运算得到的数据信息经过信息更新后将专家知识备份，可直接传递给PLC层，或下载到上位机监控，最終传递给PLC层；最終PLC层根据优化控制层的指令，输出数据信息分别给电动调节阀、变频循环水泵和变频补水泵。与现有技术相比，本专利技术的优点是:采用专家控制得到二次供、回水温度的设定值，有效的解决了时间滞后这ー问题；设计换热站多变量耦合的模糊控制器，解决换热站多变量耦合问题，使得换热站质、量调节相结合；以按需供热为目的，減少因调节一次电动调节阀引起的热网失衡，实现换热站的变流量调节；采用变频调速应用于循环水泵的调节，达到节能减排的目的；适用性、可移植性强，该可应用于不同换热站。【专利附图】【附图说明】图1是换热站综合智能控制结构图。图2是换热站综合智能控制数据传输图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术的具体技术方案作进ー步详细描述。本专利技术涉及一种，包括二次供、回水温度专家控制单元和换热站多变量耦合模糊控制单元。在换热站运行过程中，根据现有的气象数据和热カ实时数据库，得到不同时间段与室外温度相对应的二次供、回水平均温度值和二次供、回水温度设定值。针对二次侧供、回水温度，二次水流量，一次水流量间的多变量耦合关系，设计了多变量耦合模糊智能控制单元。该控制系统的专家自学习算法、专家控制算法和模糊控制算法均在在优化控制层完成，并通过监控系统或可直接将数据传送给PLC层实现，根据不同时间段内室外温度不同，专家控制算法提供与其相对应的二次侧供水温度和二次回水温度设定值。根据设定值，通过模糊控制算法进行换热站一次侧电动调节阀和二次侧循环水泵的调节，实现换热站供热效果质、量调节的变流量调节，满足用户的需求，同时实现节能减排的目的。一种，具体实施例内容如下:I)把供暖期间一天分解成六个时间段，根据现有的气象业务数据和热カ实时数据库，建立专家数据库，得到不同时间段与室外温度相对应的二次供回水平均温度值和二次供、回水温度设定值；2)为保证专家知识的更新收敛速度和稳定性，采用自学习算法以适应室外温度、二次供水温度、二次回水温度的变化；3)针对二次侧供、回水温度，二次水流量，一次水流量间的多变量耦合关系，建立模糊智能控制单元，在不频繁调节一次侧水流量和实现二次侧变流量调节的理念下，实现二次供水温度和二次回水温度的调节；4)针对换热站二次侧必须保证一定的供回水压差的问题，对二次供回水压差进行串级控制，同时采用变频调速系统控制循环水泵的转速，实现二次侧水流量的控制，达到节能减排的目的。1、理论依据:通过对换热站エ艺的了解，一次供回水温度、二次供回水温度、一次供回水压力、二次供回水压力、一次侧水流量、二次侧水流量、室外温度、补水流量等均是换热站控制的重要因素。按需供热是换热站调节的重要指标，在供暖期间，应始終保持室内温度达到18°C。由于二次供回水的平均温度可以间接反映用户的室内温度，因此对二次供水温度和二次回水温度的调节是换热站按需供热调节的关键。换热站控制的执行机构分别为一次侧电动调节阀，二次侧循环水泵和二次侧补水泵。当执行机构发生动作时，换热站的ー些重要变量也会发生相应改变，具体分析如下: I)改变一次侧电动调节阀改变一次侧电动调节阀的开度，改变一次侧水流量，从而改变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种换热站综合智能控制方法，其特征在于，具体内容如下：1）在换热站运行过程中，根据现有的气象数据和热力实时数据库，建立专家数据库，得到不同时间段与室外温度相对应的二次供、回水平均温度值和二次供、回水温度设定值；2）为保证专家知识的更新收敛速度和稳定性，采用自学习算法以适应室外温度、二次供水温度、二次回水温度的变化，根据测得的二次供、回水温度进行自学习，逐步完善专家数据库；3）针对二次供、回水温度，二次水流量，一次水流量间的多变量耦合关系，建立模糊智能控制单元，在不频繁调节一次侧水流量和实现二次侧变流量调节的原则下，通过模糊控制算法进行换热站一次侧电动调节阀和二次侧循环水泵的调节，实现换热站的质、量调节相结合，满足室内用户的需求。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐少川，闫欣，孙海洋，姚丽娇，阮程，
申请(专利权)人：鞍山市海汇自动化有限公司，辽宁科技大学，
类型：发明
国别省市：