[发明专利]一种基于环境参数补偿的实时供热负荷控制方法

说明书

本发明公开了一种基于环境参数补偿的实时供热负荷控制方法，包括：供热负荷预报步骤：采用了基于时间序列的供热负荷预报方法，对供热系统负荷进行预报；环境参数识别补偿步骤：将环境参数作为扰动，设置前馈补偿回路消除环境参数变化对供热温度的影响；预测控制步骤：采用预测控制，根据预测的负荷需求，进行操作，提前对大惯性供热负荷系统进行控制调节操作。与现有技术相比，本方法采用预测控制对供热系统进行负荷控制，并设计前馈补偿回路消除环境参数波动对供热的影响。控制效果好，具有一定的抗扰动能力，有效的提高了供热品质。

技术领域

本发明涉及一种基于环境参数补偿的实时供热负荷控制方法，属于热工控制领域。

背景技术

供热行业密切联系人们的日常生活，对热电厂经济性的发展有着一定的作用。

目前我国供热负荷自动化控制技术比较薄弱，主要依靠工作人员的经验进行调节，因而造成了集中供热效率低、供热品质差、系统热能效益低、用户不能自行设定和调整用热温度。这些问题影响了供热质量、增加了热网的运行费用、浪费了能源、降低了供热的经济性。

由于供热管网较长，供热温度被控对象存在较大的惯性和延迟，造成传热过程的滞后。供热系统存在阀门等设备的非线性特征和一、二次供热回路间的耦合特性，导致传统控制方法难以取得满意的控制效果。同时，温度、风速等环境参数的波动对供热系统供热品质有一定干扰作用，很难及时消除环境参数的影响，保证供热品质。

目前大多数的供热管网控制系统仍采用常规PID(比例-积分-微分)串级控制方案，难以有效应对被控对象的大延迟、非线性特征。本发明有效利用预测控制(动态矩阵控制)的思想，进行滚动优化求解每一采样时刻的最优控制量，同时设计前馈补偿回路减小环境参数波动对供热温度的影响，保证控制品质。

发明内容

发明目的：针对上述存在的问题和不足，本发明提供一种热网控制的有效方法，能够解决上述问题，提高系统抗扰动能力，保证供热系统供热品质。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于环境参数补偿的实时供热负荷控制方法，其特征在于，包括：

供热负荷预报步骤：采用了基于时间序列的供热负荷预报方法，对供热系统负荷进行预报；

环境参数识别补偿步骤：将环境参数作为扰动，设置前馈补偿回路消除环境参数变化对供热温度的影响；

预测控制步骤：采用预测控制，根据预测的负荷需求，进行操作，提前对大惯性供热负荷系统进行控制调节操作。

所述环境参数识别补偿步骤具体为：对可测环境参数的动态特性进行建模，提取对过程动态影响的因果性信息，利用广义最小二乘方法估计出可测环境参数与系统输出之间的辨识模型，求取辨识模型的阶跃响应特征，得到前馈补偿矩阵，减小环境参数波动对供热品质的影响。

所述供热负荷预报步骤中，以时间为预测对象的唯一影响因素，采用惯性原理对预测对象未来的状态进行推测，最后把预测供热负荷作为供热负荷控制系统的参考值。

所述供热负荷预报步骤包含：

11)针对k时刻负荷序列Q(k)，通过求取负荷差分ΔQ(k)获得平稳随机序列，建立相应的ARMA预报模型，预报模型描述为：

A(z^-1)ΔQ(k)＝C(z^-1)ξ(k) (9)