蓄热式电热锅炉供暖系统中的智能控制与应用

孙凡杰

（太原市热力集团有限责任公司，山西 太原 030000）

我国的冬节供暖多采用燃烧煤的方式，此种方式会大量排出一些污染环境的气体，造成我国大气污染。据相关数据统计，在全球重污染的大城市中，我国榜上有名就有6 席位，严重的污染情况触动着我们必须下定决心来解决问题。因此国家政府先后出台了有关规定政策，限制或者取缔一切以燃烧煤为热源输出的锅炉，随之又提出新的问题：采用什么样的热源形式来代替燃煤锅炉，使得新的方式既能够做到对环境无污染，又能保证热量的最大利用率，保证经济效益的提升。

1 蓄热式电锅炉概述

作为机电一体化设备，此设备具有一定的科技含量，蓄热式电锅炉具有占到面积少，质量轻，无污染和低噪声的优点。同时其主要可以对用电负荷进行自动调节，从而实现供暖系统的自动化程序控制。其主要的工作原理是：将电能转化为热能，具体的一种保证由于加热水产生的压力或者水蒸气在设备中通过大功率的电热元件在通电之后进行能量传输的一种设备。由于在蓄热式电电锅炉中安装了加热热水箱的结构，从而构成一个热能交换与存储的系统功能。蓄热式电锅炉可以利用制热设备将电网在用电低谷时的多余热量进行存储，等到用电高峰来临时，根据用电缺口的多少对电网不足的区域进行电力的反补，保证了电量的充足。鉴于蓄热式电锅炉以上的工作原理功能，这种设备可以很好的应用于商场、饭店、企事业单位的办公楼等一些地方。因为这些使用者的用电时间主要在白天的高峰时段平均时段。通过此种电量调整技术，可以很好的保证用电量的长期稳定，为客户节约大量的经济成本，并且不会出现由于电力供应不足带来的供暖不及时和供暖效率低的风险。

2 智能控制技术的特点

在上世纪中叶，随着人工智能技术的快速的发展，相关的控制界学者在研究人类自学、自组织控制的方面理论时候，慢慢的开始关注人工智能技术在控制系统中的应用，以便于提高控制系统的自我修复和自我控制的能力。因此智能控制应用而生，它可以完美的将人工智能与控制技术相互结合。传统的控制方式，只有研究对象的自我属性为准确性，才能进行进一步的控制。这就对控制对象有着很高的要求，从而对一些属性不确定的控制对象无法进行相关的控制。这种控制方法在实际的应用的过程中缺乏一定的灵活性和主动性。很难驾驭所有的控制对象，失去了控制对象的全面性和准确性。而作为一种新兴科学控制技术，智能控制自其诞生以来就一直具有十分突出的特点，首先他是将智能与控制相互结合的学科，在控制方面上，不是要求终端控制对象具有怎样的属性，而是通过一定逻辑判断语言来评价初始对象，由于将控制能力迁移至逻辑判断上，扩大了控制对象的范围，提高了控制对象的全面性和准确性。

3 蓄热式电锅炉的智能化控制

蓄热式电锅炉虽然在结构上与常规的电锅炉一样，但是在功能上却有着大相径庭的不同，它是热量、温度以及压力三种复杂条件的相互的耦合，在信号输入方面，其需要多个信号源，一个信号的输入可能导致其他信号随着发生变化，因此，整个控制系统的要求较高，往往设备中存在较小的误差就会导致多个参考值发生变化。而传统的控制方式，回因为外界的干扰而发生一些随机的变化，不利于精准电锅炉的精密控制。所以鉴于传统的控制方式的效果并不是太理想，而是采用模糊控制系统这种智能化控制手段来控制蓄热式电锅炉。

3.1 模糊控制原理介绍

模糊控制系统的原理是利用人类思维发散的模糊性来进行控制对象。经典控制理论只是需要有着精准的控制对象的数学模型，这种方式需要的数学模型的要求较高，而模糊控制原理是利用输入模糊语言指令来控制，这种输入条件的设定是建立在专家控制的基础上的。这种专业人员给出的控制规则可以真实的反映出智能活动。

3.2 模糊控制的规则

糊控制是建立庄一系列模糊控制规则的基础上的，是人对被控对象进行控制经验的总结。其具有一定逻辑推论原则。主要的判断基础就是模糊条件的语句。在实际控制中，模糊控制主要有以下四种控制规则：

（1） 由相关领域的权威经验和过程管控演变的控制规则，此种控制规则是在工程实践中常用的方法[1]。

（2） 由在过程控制中产生的的模糊的模型演变的控制规则，其主要通过相关的判断语句来对被控制对象全过程进行相关的的动态特性的描述，一般称作模糊过程模型，由于此种模型控制方法刚刚兴起，缺少一定的理论支持，在工程中应用较少。

（3） 由操作系统观察检测系统发展的控制规则，这种控制规程需要大量的测绘数据的支持，投入的精力较大，不太适合一些新产品的研发。

（4） 根据相关理论算法规则演变的控制规则，这种控制规则对理论知识要求较高，往往需要较为复杂的理论公式，才能进行相关的控制，不适合控制快速的发展的需要，在工程实践中都应用较少

3.3 模糊控制的优势

模糊控制对大延迟、非线性、时变性等被控对象具有广泛的适应性，在控制策略中加入人工智能，远比固定的常规控制规律灵活与可靠．其主要的优势为：

（1） 参数的性质不同。常规控制器的参数一般在控制中是常数，而模糊控制器中的量化因子却是变量，这使模糊控锚更具广泛的意义。

（2） 控制方式不同。由于模糊控锚器的量化因子是变量，隶属度函数一般那也是非线性，输入量与输出量之间的映射关系也是非线性的。

因此采用模糊控制这种智能方式对蓄热式电电热锅炉供暖系统进行控制具有一定科学性。

4 结语

本文详细介绍了蓄热式电热锅炉供暖系统中的智能控制系统原理与优势，很好的提供一种解决我国电力用电荒的途径，具有很好的现实意义。