基于ANFIS的供热管网泄漏故障诊断研究

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1、硕士学位论文（工程硕士）基于ANFIS的供热管网泄漏故障诊断研究RESEARCHONLEAKAGEFAULTDIAGNOSISOFHEATINGPIPENETWORKBASEDONANFIS周鹏哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TU833.1学校代码：10213国际图书分类号：697密级：公开工程硕士学位论文基于ANFIS的供热管网泄漏故障诊断研究硕士研究生：周鹏导师：周志刚副教授申请学位：工程硕士学科：建筑与土木工程所在单位：建筑学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU833.1U.D.C:697Disse

2、rtationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONLEAKAGEFAULTDIAGNOSISOFHEATINGPIPENETWORKBASEDONANFISCandidate：ZhouPengSupervisor：Assoc.Prof.ZhouZhigangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ArchitecturalandCivilEngineeringAffiliation：SchoolofArchitectureDateofDefence：Jun

3、e,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要随着集中供热规模的不断扩大，供热管网的运行质量越来越受到供热企业的重视。近年来管网泄漏事故频发，对供热系统的可靠性造成极大的影响。由于热网泄漏属于突发性事件，导致泄漏的时间和泄漏位置都无规律可寻，且管道敷设于地下，这都给热网的维护和抢修带来极大的困难，严重影响了热网的正常运行管理和热用户的使用。因此，本文旨在为供热管网的泄漏故障诊断提供一种切实有效的方法。首先，基于空间管网拓扑结构建立了供热管网泄漏水力工况数学模

4、型。由于缺乏故障工况实际数据，利用该模型进行数据仿真，接着对该模型的仿真结果加以处理，得到泄漏故障训练和测试数据集。基于自适应神经模糊推理系统（ANFIS），分别利用工具箱中的网格法和减法聚类算法建立供热管网泄漏故障诊断模型。两种方法均可结合实际运行数据诊断泄漏管段、定位泄漏位置和预测泄漏量，且可根据诊断结果给出相应的关阀方案。通过分析测试结果发现，在泄漏管段诊断中，虽然两种方法均能够准确诊断出泄漏管段，但网格法的诊断精度明显更高；而在泄漏点定位和泄漏量预测中，网格法预测结果的平均相对误差也要远远小于减法聚类算法，预测效果更好。最后，进行实际工程案例分析。以烟台清泉一号

5、首站热力管网为工程实例，结合管网实际运行数据，对本文提出的基于自适应神经模糊推理系统网格法的供热管网泄漏故障诊断模型进行检验。检验结果表明，本文提出的方法预测效果良好，可以满足实际热网故障诊断，为实际工程提供理论指导。关键词：供热管网；单点泄漏；故障诊断；ANFIS；网格法-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractAsthescaleofcentralheatingcontinuestoexpand,thequalityofheatsupplynetworkmanagementisincreasinglyvaluedbyheatingcompanies.Inr

6、ecentyears,pipenetworkleaksfrequentlyoccur,whichhasagreatimpactonthereliabilityoftheheatingsystem.Sincetheleakageofthethermalnetworkisasuddenevent,thetimeandlocationoftheleakcanbefoundirregularly,andthepipelineislaidunderground.Thisbringsgreatdifficultiestothemaintenanceandrepairofthethe

7、rmalnetwork,whichseriouslyaffectsthethermalnetwork.Theuseofnormaloperationsmanagementandhotusers.Therefore,thispaperaimstoprovideapracticalandeffectivemethodforthediagnosisofleakagefaultsinheatingnetworks.First,amathematicalmodelofleakagehydraulicconditionsinheatingnetwor