[发明专利]分工况PID+自适应前馈补偿的相变电蓄热供暖系统及方法

说明书

分工况PID+自适应前馈补偿的相变电蓄热供暖系统及方法，该系统包括风循环系统和水循环系统，所述水循环系统与风循环系统通过换热器进行换热，输出供暖热水；所述风循环系统包括变频风机（1）、下风道（3）、相变蓄热炉（4）和上风道（5）；分工况PID+自适应前馈补偿控制策略，可根据系统所处的工况对相变电蓄热供暖系统进行控制，解决了供暖系统工况变化时，传统单闭环控制难以适应系统参数变化剧烈的问题，且前馈补偿可快速抑制由于炉温扰动引起的偏差，采用分工况PID+自适应前馈补偿控制策略时，供水温度波动范围小，解决了相变储热供暖系统控制供暖稳定性不高的问题。

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，具体涉及一种分工况PID+自适应前馈补偿的相变电蓄热供暖系统控制方法。

背景技术

为解决目前空气污染和雾霾等问题，中央和各地政府纷纷出台政策，取缔小型燃煤锅炉，且要求全国各省市供电局向工商业及普通居民在每天23点至第二天早晨6点时段提供5折优惠电价，以鼓励夜间电力消费，从而提高各地区电力供应部门的经济效益，优惠夜间电价在全国范围内逐步实施显然已成为大势所趋，因此利用夜间谷电供热成为了未来发展的必然趋势。

储热技术主要分为热化学储热、显热储热和相变储热。热化学储热虽然蓄热密度大，但不安全且蓄热过程不可控，严重影响其推广应用。显热储热是目前应用最广的一种储热方式，然而它的储热密度小。相比之下，相变储热的储热密度是显热储热的5-10倍甚至更高。由于具有温度恒定和蓄热密度大的优点，相变蓄热技术得到了广泛的研究，尤其适用于热量供给不连续或供给与需求不协调的工况下。相变储热系统作为解决能源供应时间与空间矛盾的有效手段，是提高能源利用率的重要途径之一。因此相变储热供暖具有广阔的应用前景。

相变储热供暖采用电加热技术将夜间谷电以热的形式储存起来，并以热水供暖的方式实现热能的稳定输出，供暖系统是一个非线性、多变量、大时滞系统，传统的单闭环控制难以解决相变电蓄热供暖系统在供暖时系统参数变化剧烈的问题，往往不能满足电热储能控制的动态特性要求，温度调节过程中超调量大，调节时间长，易受外界干扰，且供暖出水口温度波动大，供暖稳定性差。

发明内容

发明目的：

本发明提供一种分工况PID+自适应前馈补偿的相变电蓄热供暖系统及方法，其目的是解决以往所存在的问题；本发明是针对有夜间谷电时间段既加热又放热供暖和谷峰、谷平时间段单纯放热供暖两种不同工况的相变电蓄热系统，针对在供暖过程中蓄热体的温度一直在变化，供暖出水口温度与风温、风速、蓄热体温度变化关系复杂的问题，针对在供暖出水温度调节过程中传统是控制往往不能满足电热储能控制的动态特性要求，温度调节过程中超调量大，调节时间长，易受外界干扰的问题。

技术方案：

本发明的技术方案是：

一种分工况PID+自适应前馈补偿相变电蓄热供暖系统，其特征在于：该系统包括风循环系统和水循环系统，所述水循环系统与风循环系统通过换热器进行换热，输出供暖热水；所述风循环系统包括变频风机(1)、下风道(3)、相变蓄热炉(4)和上风道(5)；

水循环系统包括换热器(6)和供暖管线(7)；

变频风机(1)通过下风道(3)连接至相变蓄热炉(4)，相变蓄热炉(4)通过上风道(5)连接至换热器(6)，上风道(5)与换热器(6)入口端相连，换热器(6)连接供暖管线(7)和变频风机(1)。

所述相变蓄热锅炉(4)、变频风机(1)、换热器(6)依次通过供暖循环管路(7)连接；