基于遗传算法的混水管网采样前馈调节策略的研究
随着我国城市化进程的发展，我国集中供热事业取得了长足的进步。因系统简单、初投资和维护费用少，热损耗低等特点，混水供热系统近年来逐渐成为研究热点。但该类型供热系统的调节控制较为复杂，如何可靠地对混水供热系统进行控制和管理、设计有效的混水管网控制策略，成为亟待解决的课题。
本文以混水供热管网为研究对象，建立混水管网的动态模型，分析管网的水力工况与热力工况，并对混水管网调控技术进行系统分析，提出了一种基于遗传算法的混水管网采样前馈调控策略，并对控制策略进行了仿真实验和验证。
根据混水管网中的基本设备，将管网分解为五个独立模块:水泵、调节阀、锅炉、用户、节点。依据质量守恒和能量守恒原理，推导各模块的水力特性、热力特性动态方程，建立模块的数学模型。根据建立的模块数学模型，使用计算机程序设计语言编写模块的程序控件，各个程序控件之间通过数据的输入输出进行联系，使用独立程序控件建立了不同结构的混水管网动态仿真软件。
基于建立的混水管网仿真软件，分析了混水管网强耦合性和大滞后性的特点，并定性分析大滞后性的影响因素。针对管网的强耦合性和大滞后性的特点，本文提出了采用全局调节、前馈调节和采样调节相结合的混水管网调节方式。并设计了基于遗传算法的前馈调节控制器，编写了控制器程序。通过静态仿真实验证明遗传算法控制器能够准确快速稳定地完成混水管网的静态调控任务。
根据某混水管网工程实例，采用本文设计的基于遗传算法的前馈采样调节策略进行全天时段动态仿真实验。结果表明:该控制策略可以利用遗传算法对管网各参数进行预测控制，通过前馈调节提前对变频水泵转速、调节阀开度进行全局优化，削弱了管网强耦合性的影响，并缩短调节时间，最终实现对混水管网的稳定控制。
针对供热分户计量的要求，对用户室温自主调节的工况进行模拟，表明设计的控制器一定程度上消除了一二次管网强耦合性的影响，室温调节相互独立，从而允许用户对室温的自主调节，为实现分户计量供热提供了控制技术参考。
混水管网;动态仿真;遗传算法;控制策略;节能措施
山东大学
硕士
工程热物理
张冠敏
2013
中文
TK323.1;TK325
84
2013-10-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）