[发明专利]一种集中供热全网热平衡控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种集中供热全网热平衡控制方法，用于集中供热管网的管理和控制，是实现完整管控一体化的核心技术，使得集中供热管网既节能又可满足用户热需求，特别是用于需热量调节指导及全网热力均衡控制。

背景技术

目前，国内大多数的集中供热系统采用按面积收费的运营模式，主要采用将换热站一次侧高温热水经换热器转换为适合热用户使用的二次低温热水进行供热，由于二次供回水的平均温度可以反映用户的室内温度，因此如何调节一次流量以保证二次供回水平均温度一直是研究的重点，由于集中供热管网本身的特性，造成了各个热力子站之间的热力耦合，供热平衡问题是我国供热界普遍的难题，如何做好热量的分配与协调亟待解决。

我国现行的集中供热运行管理仍处于手工操作阶段，大部分依靠经验来进行温度调节，往往是花费了大量人力物力之后，全网热力不平衡依然存在。热力不平衡直接导致了热网的冷热不均，供暖部门往往通过加大热源的供热量来解决这一问题，造成了能源的大量浪费及高成本运行。

传统的平衡调节方法影响了集中供热优越性的充分发挥；无法对运行工况进行系统的分析判断；系统运行工况失调难以消除，造成用户冷热不均；供热参数未能在最佳工况下运行，供热量与需热量不匹配；运行数据不全，难以实现量化管理。

发明内容

本发明提供一种集中供热全网热平衡控制方法，该方法基于集中供热中热源侧及换热站一次侧两级控制模式，在热源侧，为了克服系统本身存在的大滞后特性，进行热网负荷预测，实现需热量前馈指导；在换热站一次侧，依据专家控制经验，确定全网二次供回水温度给定方法、阀位调节策略，实现换热站一次侧调节阀的自动控制。采取这种控制方法可有效解决流量调配不均，一些用户偏热，一些用户偏冷的问题，实现理想的供热效果并实现节能的目的。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种集中供热全网热平衡控制方法，对于集中供热系统的热源侧及换热站一次侧，采取不同的控制策略；

1）在热源侧，为了克服系统本身存在的大滞后特性，进行热网负荷预测，实现需热量前馈指导；首先根据历史数据中气象数据和热力数据，即室外温度及供暖热指标，采用最小二乘法，拟合一条可在线自修正的室外温度与供暖热指标回归曲线，然后可得到不同时间段与室外温度相对应的供暖热指标，然后计算热源需提供的热负荷，再根据热源需提供的热负荷预测结果计算热源的指导流量值；

2）将预测指标与实际运行值对比，采用改进的LMS算法不断修正室外温度与热指标之间关系曲线；

3）在换热站一次侧，根据专家控制经验，确定全网二次供回水温度给定方法、阀位调节策略，实现换热站一次侧电动调节阀的自动控制。

对于按面积收费的集中供热系统，热源侧所涉及的计算公式如下：

1）热源需提供热负荷与供暖面积及热指标有关，计算公式如下：

Q_n=q_f×F

式中，Q_n为建筑物供暖设计热负荷，即需热量；单位：W；q_f为建筑物供暖面积热指标，单位：W/m²；F为建筑物的建筑面积，单位：m²

供暖热指标与室外温度有关，基于历史数据中气象数据和热力数据可拟合室外温度与供暖热指标回归曲线，若已知室外温度，可得与之对应的供暖热指标；

2）已知一次所需负荷，热源侧流量计算公式如下：

Q_n=GC(T_1g-T_1h) 

式中，Q_n为建筑物供暖设计热负荷，即需热量；单位：W；G为一次流量值，单位：m³/h； C为水的热容，单位：J /（kg·℃)；T_1g为一次供水温度，单位：℃；T_1h为一次回水温度，单位：℃

其中热负荷Q_n、水的热容C、一次供水温度T_1g、一次回水温度T_1h均为已知量， 故通过此式可知热源的指导流量