基于負(fù)荷預(yù)測(cè)的換熱站優(yōu)化控制研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-28 17:01
換熱站是集中供熱系統(tǒng)的重要組成部分,也是熱網(wǎng)的核心,主要完成熱能的輸配,它運(yùn)行的好壞直接影響整個(gè)供熱系統(tǒng)的供熱品質(zhì)。如何提高換熱站的調(diào)控水平,達(dá)到舒適、高效的按需供熱成為供熱行業(yè)的重要課題。本文以大連某高校的換熱站為研究對(duì)象,分析了目前換熱站存在的主要問(wèn)題有:1.依據(jù)氣候補(bǔ)償計(jì)算出的二次網(wǎng)均溫設(shè)定值,無(wú)法準(zhǔn)確反映用戶的熱需求;2.現(xiàn)有控制算法控制精度比較低。為了更準(zhǔn)確的反映用戶的熱需求,在研究熱負(fù)荷預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上,考慮系統(tǒng)的欠熱或過(guò)熱狀況,建立了逐時(shí)計(jì)劃供熱量模型并對(duì)二次網(wǎng)均溫設(shè)定值進(jìn)行優(yōu)化。另外,針對(duì)換熱站現(xiàn)有算法控制精度較低問(wèn)題,本文提出了模糊多態(tài)BangBang控制算法,并應(yīng)用于實(shí)際系統(tǒng)。具體研究?jī)?nèi)容如下:首先研究了換熱站的逐時(shí)熱負(fù)荷預(yù)測(cè)。在分析現(xiàn)有預(yù)測(cè)方法優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,根據(jù)歷史供熱數(shù)據(jù)選用最小二乘法對(duì)逐時(shí)熱負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè),并在此基礎(chǔ)上充分考慮欠熱或過(guò)熱狀況,建立了逐時(shí)計(jì)劃供熱量模型;然后結(jié)合供熱理論推導(dǎo)出熱量與二次網(wǎng)均溫的理論模型,計(jì)算出本小時(shí)的欠熱量或過(guò)熱量,并對(duì)下小時(shí)二次網(wǎng)均溫設(shè)定值進(jìn)行修正,從而實(shí)現(xiàn)二次網(wǎng)均溫設(shè)定值的動(dòng)態(tài)優(yōu)化。其次在分析現(xiàn)有控制算法的基...
【文章來(lái)源】:大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:74 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 研究意義
1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.4 主要研究?jī)?nèi)容
1.5 本章小結(jié)
第2章 換熱站供熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.1 換熱站的組成
2.2 換熱站供熱系統(tǒng)的特性及控制難點(diǎn)
2.3 換熱站的運(yùn)行調(diào)節(jié)
2.4 換熱站溫度控制系統(tǒng)
2.4.1 氣候補(bǔ)償
2.4.2 二次網(wǎng)均溫的計(jì)算
2.4.3 現(xiàn)有溫控算法
2.4.4 多態(tài)Bang_Bang控制算法
2.5 本章小結(jié)
第3章 基于負(fù)荷預(yù)測(cè)的二次網(wǎng)均溫設(shè)定值動(dòng)態(tài)優(yōu)化
3.1 熱負(fù)荷預(yù)測(cè)的必要性
3.2 熱負(fù)荷預(yù)測(cè)的典型方法
3.3 基于最小二乘法的逐時(shí)熱負(fù)荷預(yù)測(cè)
3.3.1 最小二乘法原理
3.3.2 拉依達(dá)法樣本數(shù)據(jù)預(yù)處理
3.3.3 基于最小二乘法的逐時(shí)熱負(fù)荷預(yù)測(cè)模型
3.4 逐時(shí)計(jì)劃供熱量模型
3.5 二次網(wǎng)均溫設(shè)定值動(dòng)態(tài)優(yōu)化
3.6 本章小結(jié)
第4章 模糊多態(tài)Bang_Bang控制算法研究
4.1 模糊控制理論
4.1.1 模糊控制概述
4.1.2 模糊控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
4.1.3 模糊控制器的設(shè)計(jì)
4.2 模糊多態(tài)Bang_Bang控制器的設(shè)計(jì)
4.2.1 誤差和誤差變化率及其模糊化
4.2.2 隸屬函數(shù)
4.2.3 控制規(guī)則的確定
4.2.4 控制輸出模糊量的精確化
4.3 系統(tǒng)控制策略
4.4 仿真實(shí)驗(yàn)
4.5 本章小結(jié)
第5章 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及算法驗(yàn)證
5.1 監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
5.2 監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
5.3 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
5.3.1 下位機(jī)設(shè)計(jì)
5.3.2 上位機(jī)設(shè)計(jì)
5.4 實(shí)驗(yàn)運(yùn)行
5.4.1 恒溫控制
5.4.2 變溫控制
5.5 溫控效果分析
5.5.1 控制指標(biāo)分析
5.5.2 熱舒適性分析
5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]模糊控制在換熱器溫度控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 強(qiáng)明輝,韓春春,王宇. 電子設(shè)計(jì)工程. 2016(04)
[2]對(duì)我國(guó)供熱技術(shù)發(fā)展的展望[J]. 石兆玉. 區(qū)域供熱. 2015(05)
[3]供熱用氣候補(bǔ)償技術(shù)的研究進(jìn)展及應(yīng)用效果分析[J]. 袁閃閃,徐偉. 建筑科學(xué). 2015(06)
[4]基于MODBUS協(xié)議的人機(jī)界面和單片機(jī)串行通信[J]. 孟祥劍,黎向陽(yáng). 重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 2014(09)
[5]智能控制系統(tǒng)綜述[J]. 劉濤,黃梓瑜. 信息通信. 2014(08)
[6]基于改進(jìn)的灰色模型在區(qū)域熱負(fù)荷中期預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J]. 王渡,鄭莆燕. 區(qū)域供熱. 2010(02)
[7]解析Modbus-RTU協(xié)議關(guān)鍵內(nèi)容及其在智能電器中的應(yīng)用[J]. 程雪婷,王海峰. 低壓電器. 2010(01)
[8]供熱過(guò)程時(shí)滯遞推神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解耦器設(shè)計(jì)[J]. 陳烈,張永明,齊維貴,鄧盛川,于德亮. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2009(S1)
[9]基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間序列交叉供熱負(fù)荷預(yù)報(bào)研究[J]. 陳烈,張永明,齊維貴,鄧盛川,李娟. 電子學(xué)報(bào). 2009(11)
[10]北京市城市集中供熱節(jié)能氣象預(yù)報(bào)系統(tǒng)的應(yīng)用[J]. 張德山,王保民,陳正洪,李迅,王志斌. 煤氣與熱力. 2008(11)
博士論文
[1]基于管網(wǎng)動(dòng)態(tài)模型的城市集中供熱系統(tǒng)參數(shù)預(yù)測(cè)及運(yùn)行優(yōu)化研究[D]. 周守軍.山東大學(xué) 2012
[2]具有調(diào)峰爐的熱力站節(jié)能控制策略研究[D]. 鄧盛川.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[3]油田熱水供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷智能預(yù)測(cè)技術(shù)研究[D]. 劉明.東北石油大學(xué) 2011
[4]供熱負(fù)荷非線性預(yù)報(bào)方法研究[D]. 張永明.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
碩士論文
[1]基于模型預(yù)測(cè)控制的換熱站質(zhì)調(diào)節(jié)研究[D]. 孫健.大連海事大學(xué) 2017
[2]換熱站智能控制算法研究與監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]. 劉永齊.大連海事大學(xué) 2016
[3]集中供熱回水溫度的廣義預(yù)測(cè)控制研究[D]. 蔡麒.大連海事大學(xué) 2016
[4]伴熱管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的研究[D]. 張子強(qiáng).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[5]集中供熱系統(tǒng)控制策略研究[D]. 魏宇杰.太原理工大學(xué) 2015
[6]基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的建筑熱負(fù)荷預(yù)測(cè)及控制[D]. 郝源.大連海事大學(xué) 2015
[7]大型商業(yè)建筑空調(diào)負(fù)荷預(yù)測(cè)方法的研究[D]. 任鵬.天津大學(xué) 2014
[8]工業(yè)遠(yuǎn)程控制下的熱網(wǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)[D]. 孫勇.大連海事大學(xué) 2015
[9]基于負(fù)荷預(yù)報(bào)的集中供熱系統(tǒng)節(jié)能控制策略研究[D]. 傅旻鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[10]基于最小二乘法的熱負(fù)荷預(yù)測(cè)的研究與應(yīng)用[D]. 文翰.大連海事大學(xué) 2014
本文編號(hào):3165841
【文章來(lái)源】:大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:74 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 研究意義
1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
1.3.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.4 主要研究?jī)?nèi)容
1.5 本章小結(jié)
第2章 換熱站供熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.1 換熱站的組成
2.2 換熱站供熱系統(tǒng)的特性及控制難點(diǎn)
2.3 換熱站的運(yùn)行調(diào)節(jié)
2.4 換熱站溫度控制系統(tǒng)
2.4.1 氣候補(bǔ)償
2.4.2 二次網(wǎng)均溫的計(jì)算
2.4.3 現(xiàn)有溫控算法
2.4.4 多態(tài)Bang_Bang控制算法
2.5 本章小結(jié)
第3章 基于負(fù)荷預(yù)測(cè)的二次網(wǎng)均溫設(shè)定值動(dòng)態(tài)優(yōu)化
3.1 熱負(fù)荷預(yù)測(cè)的必要性
3.2 熱負(fù)荷預(yù)測(cè)的典型方法
3.3 基于最小二乘法的逐時(shí)熱負(fù)荷預(yù)測(cè)
3.3.1 最小二乘法原理
3.3.2 拉依達(dá)法樣本數(shù)據(jù)預(yù)處理
3.3.3 基于最小二乘法的逐時(shí)熱負(fù)荷預(yù)測(cè)模型
3.4 逐時(shí)計(jì)劃供熱量模型
3.5 二次網(wǎng)均溫設(shè)定值動(dòng)態(tài)優(yōu)化
3.6 本章小結(jié)
第4章 模糊多態(tài)Bang_Bang控制算法研究
4.1 模糊控制理論
4.1.1 模糊控制概述
4.1.2 模糊控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
4.1.3 模糊控制器的設(shè)計(jì)
4.2 模糊多態(tài)Bang_Bang控制器的設(shè)計(jì)
4.2.1 誤差和誤差變化率及其模糊化
4.2.2 隸屬函數(shù)
4.2.3 控制規(guī)則的確定
4.2.4 控制輸出模糊量的精確化
4.3 系統(tǒng)控制策略
4.4 仿真實(shí)驗(yàn)
4.5 本章小結(jié)
第5章 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及算法驗(yàn)證
5.1 監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
5.2 監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
5.3 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
5.3.1 下位機(jī)設(shè)計(jì)
5.3.2 上位機(jī)設(shè)計(jì)
5.4 實(shí)驗(yàn)運(yùn)行
5.4.1 恒溫控制
5.4.2 變溫控制
5.5 溫控效果分析
5.5.1 控制指標(biāo)分析
5.5.2 熱舒適性分析
5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]模糊控制在換熱器溫度控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 強(qiáng)明輝,韓春春,王宇. 電子設(shè)計(jì)工程. 2016(04)
[2]對(duì)我國(guó)供熱技術(shù)發(fā)展的展望[J]. 石兆玉. 區(qū)域供熱. 2015(05)
[3]供熱用氣候補(bǔ)償技術(shù)的研究進(jìn)展及應(yīng)用效果分析[J]. 袁閃閃,徐偉. 建筑科學(xué). 2015(06)
[4]基于MODBUS協(xié)議的人機(jī)界面和單片機(jī)串行通信[J]. 孟祥劍,黎向陽(yáng). 重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 2014(09)
[5]智能控制系統(tǒng)綜述[J]. 劉濤,黃梓瑜. 信息通信. 2014(08)
[6]基于改進(jìn)的灰色模型在區(qū)域熱負(fù)荷中期預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J]. 王渡,鄭莆燕. 區(qū)域供熱. 2010(02)
[7]解析Modbus-RTU協(xié)議關(guān)鍵內(nèi)容及其在智能電器中的應(yīng)用[J]. 程雪婷,王海峰. 低壓電器. 2010(01)
[8]供熱過(guò)程時(shí)滯遞推神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解耦器設(shè)計(jì)[J]. 陳烈,張永明,齊維貴,鄧盛川,于德亮. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2009(S1)
[9]基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間序列交叉供熱負(fù)荷預(yù)報(bào)研究[J]. 陳烈,張永明,齊維貴,鄧盛川,李娟. 電子學(xué)報(bào). 2009(11)
[10]北京市城市集中供熱節(jié)能氣象預(yù)報(bào)系統(tǒng)的應(yīng)用[J]. 張德山,王保民,陳正洪,李迅,王志斌. 煤氣與熱力. 2008(11)
博士論文
[1]基于管網(wǎng)動(dòng)態(tài)模型的城市集中供熱系統(tǒng)參數(shù)預(yù)測(cè)及運(yùn)行優(yōu)化研究[D]. 周守軍.山東大學(xué) 2012
[2]具有調(diào)峰爐的熱力站節(jié)能控制策略研究[D]. 鄧盛川.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[3]油田熱水供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷智能預(yù)測(cè)技術(shù)研究[D]. 劉明.東北石油大學(xué) 2011
[4]供熱負(fù)荷非線性預(yù)報(bào)方法研究[D]. 張永明.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
碩士論文
[1]基于模型預(yù)測(cè)控制的換熱站質(zhì)調(diào)節(jié)研究[D]. 孫健.大連海事大學(xué) 2017
[2]換熱站智能控制算法研究與監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]. 劉永齊.大連海事大學(xué) 2016
[3]集中供熱回水溫度的廣義預(yù)測(cè)控制研究[D]. 蔡麒.大連海事大學(xué) 2016
[4]伴熱管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的研究[D]. 張子強(qiáng).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[5]集中供熱系統(tǒng)控制策略研究[D]. 魏宇杰.太原理工大學(xué) 2015
[6]基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的建筑熱負(fù)荷預(yù)測(cè)及控制[D]. 郝源.大連海事大學(xué) 2015
[7]大型商業(yè)建筑空調(diào)負(fù)荷預(yù)測(cè)方法的研究[D]. 任鵬.天津大學(xué) 2014
[8]工業(yè)遠(yuǎn)程控制下的熱網(wǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)[D]. 孫勇.大連海事大學(xué) 2015
[9]基于負(fù)荷預(yù)報(bào)的集中供熱系統(tǒng)節(jié)能控制策略研究[D]. 傅旻鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[10]基于最小二乘法的熱負(fù)荷預(yù)測(cè)的研究與應(yīng)用[D]. 文翰.大連海事大學(xué) 2014
本文編號(hào):3165841
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