热力站供热系统的自控策略浅析

安 丽 美

(太原市热力集团有限责任公司,山西 太原 030000)

热力站供热系统作为城市生活中的一个重要设施，在改善人们生活条件及生活质量等方面有着重要作用，尤其是天气较为寒冷的北方地区，其重要性更是不言而喻。供热系统自动化控制水平及质量直接影响热力站运行质量及供热服务水平，随着科学技术的快速发展，热力站供热系统自控技术及水平也在不断发展，但是在实际应用中仍存在较多问题，人们生活水平的提高对供热系统也提出了更高要求，因此加强热力站供热系统自控策略研究意义重大。

1 供热系统自控策略概述及应用意义

城市集中供热系统作为生活中的一个重要设施，其供热质量一直都是人们关注的重点。随着计算机网络技术的应用，热力站供热系统自动化水平得到显著提高，自动控制策略研究与选择成为重点课题。在集中供热系统中，自控策略的选择和应用受热力网结构及运行方式影响，结构和运行方式上的差异使得自控策略也大不相同。从目前实际应用情况来看，供热系统自动控制策略应用主要有以下内容：

1)根据室外温度，对一次回水温度、二次供水温度及二次供回水温度进行控制。

2)采用一次流量、二次供回水温差控制方式。结合相关理论进行分析，以上控制对象并不能代表供热系统各个环节，只是指供热环节中的一个变量，而自动化控制的目标则是对系统供热量的全面控制，目前控制内容还远远不足。

就目前我国热力站供热系统自控策略应用水平现状，科研人员一直在加强研究，已推动供热系统自动化控制水平提高，优化自控策略应用，并取得了显著成效。

自动化控制系统在热力站供热系统中的应用及其技术水平的提高有重要意义。其不仅有利于技术了解及掌握热源、热网参数与运行工况，从而根据实际运行情况进行合理调节，从而推进节能降耗目标的实现，而且自动化控制水平的提高在提高系统控制质量的同时也减少了劳力投入，另外，在故障发现及供热安全保障方面其作用也是不容忽略的。

2 热力站供热系统自动控制策略选择

2.1 热力站供热系统自动控制策略应用现状分析

从实际应用情况看，温度控制是目前热力站供热自动化控制系统中应用最为普遍的一种方式，但从自动化运行控制管理目标来看，这种方式控制效果并不理想，很难实现控制目标，且存在着控制周期消耗长、实际操作中发生振动等不足。

2.2 热量预控制方案

针对温度控制方式中存在的问题，为了对其改善，以提高控制质量及水平，采用了热量预控制方案，其热量公式如下：

Q=G(Tg-Th)。

其中，Q为热量；G为流量；Tg为供水温度；Th为回水温度。

通常来说，不同热力站对供热量控制需求方面有不同要求，而供热需求优惠受到热力站建筑围护结构、建筑风格及建筑工程项目建设年代等各方面因素影响，因此在确定供热量控制需求分析中要综合考虑各方面因素。该控制方案根据不同区域条件下用户室内热量需求对热力站供热系统运行进行控制，进一步提高了热力站运行自动控制的针对性和合理性，有效降低了用户体验不良影响，从而更好满足热力站控制个性化需求，提升集中供热服务质量。另一方面，与温度控制方式相比而言，热量控制策略有更大优势。

1)控制操作难度较低，由于热量控制能够更好呈现出建筑热能消耗情况，具有全面、直观等特点，更易于管理人员掌握系统各参数情况，从而进行更准确操作。

2)有效提升热力站运行效益。对供热系统进行自动控制前，通过对热力站供热系统运行控制工作人员进行控制指标的明确，加上控制操作人员对供热目标认知，有利于热力站热力系统运行成本投入，从而促进热力站运行经济效益和社会效益的提高。

3 热力站通信系统构成及控制流程分析

3.1 通信系统构成与气候模拟专家系统应用

从目前发展整体形势而言，现代新型供热调度及相关控制策略应用发展都是基于现代化信息平台和自动化技术发展的应用，也就是说通信信息网络技术在热力站供热系统自控化控制技术发展中的作用非常关键。随着计算机网络信息化技术的不断发展，热力站供热系统自动控制水平也将不断提高，从而为热网稳定平稳运行提供更有利保障，这样不仅有利于热力供热质量的提升，而且在节能降耗等方面也有重要意义。结合目前网络信息化发展情况，目前热力供热企业常用的通信平台主要有无线数据传输，CDMA，ADSL等多功能通信网络平台，通过这些通信平台的运用，多个用户共享资源目的得以实现。

热力站供热系统自动控制目标的实现，气候模型专家系统有重要意义，其应用有突出优点。

1)具有预控制功能。由于该系统能够较为客观反映当天天气情况，并根据气候未来一天变化情况对控制参数进行自动化调整，从而实现预控制。

2)更好满足个性化供热需求。系统可以根据不同换热站实际特点对不同性质供热需求进行分析，基于实际需求建立供热模式，在满足不同供热需求的基础上，大大节约热能。

3)热量控制通过最优化控制模型的建立和应用，能够有效标准控制策略方式的不足，从而实现节能降耗的目标。

3.2 自动控制流程

热力站供热系统自动控制的应用，主要包括以下流程：

1)天气预报数据收集。调度控制中心从气象部门全面收集当天白天、夜间最高、最低和平均气温及风力、降雪等天气预报数据。

2)数据分析。运用气候模型转接系统对收集到的相关数据进行分析，并根据电厂供热参数计算出当天换热站白天和夜间的平均控制参数值。

3)启动换热站控制参数偏差库。气候木星专家系统完成相关控制参数值于计算后，系统自动启动每个换热站控制参数偏差库对每个站的具体控制参数进行计算。

4)控制命令执行。在完成以上系统运算操作后，系统将自动下发控制指令，并对下位站控制参数正确接收情况进行确认。换热站偏差库是根据该站具体位置、保温结构、建筑性质等情况及特征建立，维护方便，有权限调度人员可根据实际变化情况对其进行修正和完善。

4 热力站供热系统自控系统应用策略

4.1 热网自动控制策略

1)供热量均匀分配实现。供热量均匀分配实际情况对热力站运行效果有重要影响。热量分配是否均匀则主要通过供热量满足用户需求情况来掌握，如果存在用户争抢热量等情况，那么供热量就是不科学、不合理的，就必须采用相应策略进行调整。首先，应强化自动控制系统功能，以确保能够对供热量进行均匀分配，并及时调整不均匀情况。其次，合理限制用户流量。通过在系统上安装流量限制阀实现用户使用量控制。此外，采用平衡阀。

2)供热量宏观调控方面。传统供热量调节方式并不适用于自动控制系统，因此需要采用宏观调控策略，具体而言就是通过利用房间的热惯性来保持热力工况的稳定性，避免出现大幅度变化情况。

4.2 热源控制策略

热源控制主要分单热源控制和多热源控制两方面。单热源自动控制主要包括中央量和质的控制，一般量控制采取精调节方法，质控制以粗调节方式为主。另外，需对不利环路位置进行判定并计算出压力差，以更好进行控制，满足热网对热量的需求。在多热源自动控制方面，一方面应采用联网运行方式，分并网运行和摘网运行两种。并网运行具有水压稳定、容量大等优点，而摘网运行因调峰热源容量小、供热能力不足等原因，因此主要运用于在小区域供热系统中。另一方面，要合理规划各热源投运顺序，以实现供热参数和水力工况的最优化。