[发明专利]一种集中供热系统全网平衡调节方法

权利要求书

1.一种供热管网全网平衡调节方法，其特征在于，所述全网平衡调节方法包括以下步骤：

步骤S1，建立供热管网系统模型，计算预测目标温度；

步骤S11，采用数值天气预报分区块方法预测供热管网系统模型输入输出；

预测室外温度采用数值天气预报分区块方法，将供热管网系统分成m个区块，每个区块用B_i表示，那么任意时刻的τ时刻后每个区块的室外温度为t_τi，风速为ν_τi，找到合适的k_1i、k_2i，使得τ时刻后区块B_i的综合温度表示为T_i＝k_1it_τi+k_2iν_τi；

用户总负荷Q_O为每个用户的负荷总量，根据热量守恒原理，用户负荷总量等于一次网热媒散出的总热量，即

式中，Q_I为热源释放的总热量；Q_O为用户总热负荷；q为用户数量，Q_i为每个用户热负荷；m为区块个数，Q_j为每个区块热负荷；

以区块为单位，视为一个用户，即令q＝m，由供热公式可知，每个用户的负荷Q_i为供回温平均温度的函数，即

式中，t_g、t_h分别为供、回水实时温度；A为区块内总散热面积；F为综合散热器的供热系数；b为散热常数；t_n为室内目标温度；

在室内目标温度t_n确定的前提下，全网平衡调节的目标等效代换成即用户供、回水平均温度；

每个用户的供温t_g、回温t_h均为室外温度T_i的函数，即

式中，t_n为室内目标温度，T_wi为设计室外温度，t_gi、t_hi分别为设计供、回水温度，均可视为定值；

每个区块用户的目标温度T_tari也为室外温度T_i的函数，即

根据数值天气预报服务，获取t_τi、ν_τi，计算出T_tari；

根据天气预报和供热管网系统模型时间常数计算全网平衡系统目标温度，假如供热管网系统时滞时间常数为τ，每个区块用户的τ时刻后的室外温度为T_tari，全网调节的总目标温度T，取每个区块目标温度的加权几何平均值，即

步骤S12，通过热力平衡分析，获取供热管网系统模型阶次和形式：

选取一次网供水流量为被控对象的输入，二次网供回水平均温度为输出，通过建立热平衡方程获取传递函数，初步确定供热管网系统模型阶次；

步骤S13，设计状态观测器，构建供热管网系统线性化模型，并得到系统时滞时间τ；

步骤S2，设计供热管网全网平衡系统的控制方案，达到供热系统平衡、稳定供热的目的。

2.如权利要求1所述的供热管网全网平衡调节方法，其特征在于：

所述步骤S2，设计供热管网系统的控制方案还包括：

设计自抗扰神经网络控制模块：结合扩张状态观测器，自抗扰算法分为跟踪微分器TD、扩张状态观测器ESO和误差非线性状态误差反馈控制律NLSEF三部分，并整定涉及的所有的参数，用神经网络方法整定参数，即使输出层神经元的输出状态对应于待整定参数，通过神经网络的自学习调整权系数，从而使其稳定状态对应于某种最优控制规律下的待整定参数。

3.一种供热管网全网平衡调节系统，其特征在于，包括：

状态观测单元，用于按照实际供热管网系统模型的阶次和样式，估计供热管网系统对象的内部状态，得到近似的供热管网系统模型；

数值天气预报单元，用于预测τ时间段后的室外天气情况，从而计算出τ时间段后的全网目标温度，超前控制供热管网系统；

将供热管网系统分成m个区块，每个区块用B_i表示，特定时刻每个区块的室外温度为t_τi，风速为ν_τi，找到合适的k_1i、k_2i，使得B_i的综合温度表示为T_i＝k_1it_τi+k_2iν_τi；每个区块用户的目标温度T_tari为

其中，t_g为每个用户的供水温度，t_h为每个用户的回水温度；

全网调节的目标温度T，取每个区块目标温度T_tari的加权几何平均值，即

人工神经网络单元，用于根据样本数据自学习自整定系统的设计参数；

自抗扰控制单元，用于根据状态观测单元和人工神经网络单元的设计参数，控制供热管网系统执行模块电动阀动作，维护用户供热平衡与稳定。