基于负荷预测的集中供热控制策略的研究

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1、基于负荷预测的集中供热控制策略的研究StrategyControlBasedOnTheCentralHeatingSystemLoadForecasting研究生：刘智超指导教师：王宏伟教授学科专业：供热、供燃气、通风及空调工程二〇一五年十二月分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文基于负荷预测的集中供热控制策略的研究作者姓名：刘智超入学年份：2013年9月指导教师：王宏伟教授学科专业：供热、供燃气、通风及申请学位：工学硕士空调工程所在单位：市政与环境工程学院论文提交日期：2015年1

2、0月论文答辩日期：2015年12月学位授予日起：2016年1月答辩委员会主席：王庆辉答辩委员会组成：王庆辉王岳人敖永安尚少文于瑾论文评阅人：于浩王岳人声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下独立完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我共同工作过的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：2015年12月学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳建

3、筑大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳建筑大学（或其授权机构）可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库并通过网络提供检索、浏览。（如作者和导师同意论文交流，请在下方签名；否则视为不同意。）作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：不限□半年□一年□一年半□两年□作者签名：导师签名：日期：2015年12月日期：2015年12月硕士研究生学位论文摘要I摘要集中供热系统数学模型的建立是系统进行运行工况分析和调控

4、的前提，本文基于质量和能量守恒定律及传热学原理，创建间接连接集中供热系统二次热网各个环节的数学模型，并运用MATLAB/Simulink工具箱建立系统相应的仿真模型。本文以沈阳某住宅小区为研究对象，仿真分析该供热系统的温度响应，观察系统的动态特性，验证了供热系统设计工况下数学模型的可行性。分析仿真结果还可以得到，需要提前准确的对热用户的需热量进行预测，并设置一定的控制系统及时改变供热量，来降低供热系统能耗。供热负荷预测是供热系统能够实现按需供热的前提和依据，它从历史热负荷数据出发，寻找供热负荷变化规律，

5、全面分析各种影响因素，预测未来一天内的供热负荷。通过分析负荷预测的分类和方法，本文采用动量BP神经网络的先进算法，以时间、室外温度、太阳辐射强度和前一天同时刻的供水温度为网络输入量，以系统二次热网的供水温度为网络输出量，然后选取沈阳该小区换热站的部分历史数据进行训练，并利用训练好的网络对测试样本进行测试。测试结果表明预测值的相对误差都在3%范围内，满足预测要求，验证了供热系统运用动量BP网络先进算法的可行性。提前对供热系统二次热网的供水温度进行预测，可以较好地弥补供热系统热滞后性所带来的能源浪费，使换热

6、站能够根据用户的需求供给热量。集中供热最终目标是满足热用户室内温度的需求，而自动控制就是实现这一目标的重要手段。本文根据供水温度预测的结果,提出控制器通过控制电动调节阀来控制二次网供水温度的控制策略，以此用来适应管网的动态特性。运用模糊自整定PID控制的先进算法，计算当前系统温度误差和误差变化率，利用模糊推理系统对PID参数进行调整，然后使用MATLAB/Simulink软件包进行仿真分析，可以得到常规PID控制供水温度大约经历830后趋于稳定，且要经过一段时间的振荡，而模糊PID大约需要400s就能趋

7、于稳定，可以实现供热系统二次热网供水温度的精确调节，减弱甚至消除热滞后性对供热管网的影响，降低供热系统的能耗，从而达到按需求供热的目的。关键词：数学模型；仿真；负荷预测；按需供热；BP神经网络；模糊PID控制II摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractThemathematicalmodelofthecentralheatingsystemisthepreconditionofsystemoperationconditionanalysisandregulation

8、,thisarticleisbasedonthelawofconservationofmassandenergyandtheheattransferprinciple,createindirectlyconnectedthecentralheatingsystemeachlink,themathematicalmodelofthesecondarynetwork,andusingMATLAB/Simulinktoolboxsystemcor