[科普中國]-智能控制協(xié)調機制

計算機在供熱上的應用，已逐步從設計和簡單計算機輔助繪圖向智能化和交互式方向發(fā)展。隨著網(wǎng)絡技術，特別是互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，作為信息處理的人機系統(tǒng)開始從一個封閉系統(tǒng)向開放系統(tǒng)轉變?？梢姡嬎銠C控制、網(wǎng)絡技術為供熱系統(tǒng)的運行調節(jié)提供了新的有力工具，系統(tǒng)方法、信息方法和人工智能等的應用已經(jīng)成為供熱技術發(fā)展的時代特征。用光纜、電話線作為通信、數(shù)據(jù)采集線路，可實現(xiàn)遠程自動化控制。1

簡介計算機在供熱上的應用，已逐步從設計和簡單計算機輔助繪圖向智能化和交互式方向發(fā)展。隨著網(wǎng)絡技術，特別是互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，作為信息處理的人機系統(tǒng)開始從一個封閉系統(tǒng)向開放系統(tǒng)轉變?？梢?，計算機控制、網(wǎng)絡技術為供熱系統(tǒng)的運行調節(jié)提供了新的有力工具，系統(tǒng)方法、信息方法和人工智能等的應用已經(jīng)成為供熱技術發(fā)展的時代特征。用光纜、電話線作為通信、數(shù)據(jù)采集線路，可實現(xiàn)遠程自動化控制。

智能控制供熱系統(tǒng)，其供熱方案和傳統(tǒng)的不同，用戶可根據(jù)自身的需要來控制供暖時間及室內溫度。如果外出時間較長，可以隨意調低溫度或將暖氣關閉。當眾多用戶調節(jié)自己的流量后，整個熱網(wǎng)的流量和供熱量也將隨之變化，此時熱網(wǎng)的總供熱量隨機變化增大；同時，多熱源聯(lián)合供熱的結構需要確定如何使得處于同一供熱網(wǎng)中的多熱源相互配合，以適應供熱負荷的不斷變化，從而降低運行費用，提高經(jīng)濟效益和節(jié)能效果。1

供熱系統(tǒng)智能控制技術熱力管網(wǎng)在供熱系統(tǒng)中完成熱的傳遞，熱水經(jīng)過熱力管網(wǎng)將熱量傳送到熱用戶，熱用戶的性質不同，需要的熱量也會不同，另外，由于距離熱源的遠近不同，輸送熱能的管徑大小不同等因素，會造成系統(tǒng)中個別用戶的實際流量與設計要求流量之間的不一致現(xiàn)象，被稱之為水力失調。該技術主要針對目前供熱領域中普通存在的水力失調問題，設計一套智能閥門，解決復雜的供熱網(wǎng)管系統(tǒng)的熱量平衡問題，某個閥門的調節(jié)不會影響其它閥門，使得每個閥門控制的支路按用戶需求輸送合適的熱量，通過確保管路的熱量平衡達到節(jié)能的目的。在確保各管路的流量按需分配之后，為進一步節(jié)能，還集成了列入智能變頻技術，保證水泵的頻率跟隨管路阻力的變化而變化，徹底擺脫傳統(tǒng)的頂壓供水變頻技術。在此基礎上，該技術還整合了物聯(lián)網(wǎng)和EAOC(能效分析與運行優(yōu)化控制)技術，把智能閥門打造成一個通用的物聯(lián)網(wǎng)結點，把閥門控制的建筑所消耗的能量數(shù)據(jù)以及管道內的流動數(shù)據(jù)發(fā)送到控制中心，幫助管理人員分析系統(tǒng)的節(jié)能量。2

關鍵技術(1)智能溫控平衡技術

智能溫控平衡技術在集中供熱系統(tǒng)中，由于供熱規(guī)模較大，管網(wǎng)的水力工況變得十分復雜，其水力失調問題變得十分突出，從而使其供熱質量下降，出現(xiàn)不能滿足用戶要求的情況。對于一個設計合理的系統(tǒng)，一般可以通過初調節(jié)，使各用戶的流量達到設計值。但對于一個規(guī)模大管網(wǎng)復雜的系統(tǒng)，使用目前常用的方法(如阻力系數(shù)法、正常流量法、回水溫度法和經(jīng)驗試湊法)，由于受到各種條件的制約，存在準確度不高，需反復調試，工作量過大等問題，其效果不是很理想。智能溫控平衡技術可利用現(xiàn)代控制理論和計算機模擬分析相集合，利用水力管網(wǎng)系統(tǒng)實際運行工況動態(tài)檢測數(shù)據(jù)對系統(tǒng)的水力工況進行模擬分析，進而使用分析的數(shù)據(jù)對系統(tǒng)運行工況進行遠程自動控制，這不僅可以提高調節(jié)的精度，避免人工調節(jié)的工作量，而且可以實現(xiàn)系統(tǒng)水力工況的動態(tài)控制。

(2)智能變頻技術

智能變頻節(jié)電技術，指在供熱系統(tǒng)中加裝一套智能變頻節(jié)電裝置，利用水泵的原有電機系統(tǒng)控制，將閥門的開度控制變?yōu)樗玫霓D速控制，兩者相結合實現(xiàn)調節(jié)熱平衡目的。其中，智能變頻節(jié)電裝置具備以下兩項功能:

1) 通過合理改變水泵的轉速(頻率)節(jié)約電能，如設備需對流量進行控制，適當降低轉速、調整流量即可達到節(jié)能的目的；

2) 在不改變水泵轉速(頻率)的情況下，通過檢測、跟蹤負載變化，根據(jù)其功率因數(shù)和負載率的變化，優(yōu)化功率輸出，使電機的輸出功率接近軸功率，從而實現(xiàn)節(jié)能。

(3)無線傳感技術

該技術為智能變頻和能效分析提供了基礎，保障各項數(shù)據(jù)的傳輸與共享。遠傳式智能控制器，具有各種輸入形式選擇，實現(xiàn)各種不同的調節(jié)功能。也可配室外溫度傳感器，起到隨室外溫度的變化而自動調整供水溫度，也就是通常所說的室外溫度補償?shù)淖饔谩８鶕?jù)控制需要，可組成智能化網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，優(yōu)化控制，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。

(4)EAOC技術

EAOC即能效分析與運行優(yōu)化控制技術，該技術用于分析供熱系統(tǒng)的各項運行參數(shù)，合理配置優(yōu)化運行策略，降低能耗，確保系統(tǒng)實現(xiàn)管理上的節(jié)能。2

本詞條內容貢獻者為:

鄭國忠 - 副教授 - 華北電力大學