郭佳肖

（洛阳热力有限公司 河南洛阳 471000）

热力站自动控制策略及方案研究

郭佳肖

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在我国社会经济迅速发展的时代背景下，全国各地区热力站的数量也逐渐增多，作为城市供热的重要基础，热力站的建设质量不仅与人们的生活质量联系密切，同时也与城市建设质量息息相关。随着科学技术的进步，我国的热力站控制方式也逐渐改进和创新，目前，大多数热力站都是采用的自动控制管理系统，本文就针对热力站自动控制策略及方案进行了研究。

热力站；自动控制；策略；方案

21世纪是网络化、信息化的时代，社会各行各业都离不开各种先进的网络信息技术，热力站的建设也是如此，传统的人工控制方法已经不能满足时代发展的需要了，必须引进各种新技术对传统控制模式进行改革，建立一个自动化、智能化的控制系统。这样不仅能促进热力站运行效率的提升，同时也有利于节约供热能源，加快实现节能减排的目标。

1 热力站的自动控制策略

1.1 热网的自动控制策略

1.1.1 供热量的均匀分配

供热量的均匀分配对热力站的运行效果具有重要影响，当供热量能满足用户需求时，说明热量的分配是均匀的，当供热量不能满足用户需求，出现用户之间争抢热量的情况时，说明热量的分配是不科学、不均匀的。要实现供热量均匀分配，可采取以下几种方法：①强化自动控制系统软件的功能，确保该系统能对供热量进行均匀分配，并对不均匀的情况及时作出调整。②限制用户的流量，该方法在国外发达国家运用比较广泛，只需在供热系统上安装流量限制阀便能实现对用户使用量的控制。③装配平衡阀，在电控阀开到最大时，平衡阀可自动调节用户的热流量。

1.1.2 供热量的宏观调控

传统的供热量调节方式只能满足传统供热系统的需求，而对于自动控制系统来说是不适用的，主要原因在于自动控制时的供热参数变化较快，调节的频率也比较高。这就需要对供热量采取宏观调控的策略，也就是通过利用房间的热惯性，使系统的热力工况不会在短时间内出现大幅度变化，从而确保供热系统的连续、稳定工作。

1.2 热源的自动控制策略

1.2.1 单热源的自动控制

单热源的自动控制主要包括中央量的控制和中央质的控制，量的控制应当采取精调节的方法，质的控制则应当采取粗调节的方法，同时，热源的供热量必须满足热网对热量的要求，通常情况下，通过判定最不利环路的位置，并计算其压力差能实现对单热源供热量的有效控制。该方法的理论依据是热力工况与热网水力的匹配情况能通过热用户的热力工况和水力工况直接反映出来。

1.2.2 多热源的自动控制

要实现对多热源的自动控制，首先必须选择最佳的联网运行方式，一般来说，多热源的联网运行方式主要包括并网运行和摘网运行两种，并网运行一般采用定速泵对热源高峰进行调节，其具有水压稳定、容量大等优点。摘网运行一般比较适用于小区域的供热，因为其调峰热源的容量较小，供热能力偏低。在确定联网运行方式之后，应当对各热源的投运顺序进行合理规划，并优化供热参数和水力工况。

2 热力站自动控制方案

2.1 选择适当的运行调节方式

目前，我国大多数热力站都是采用的分布式变频供热方法，对于这类热力站来说，应当采用变频调速的控制方法：①应确保热力系统的机械阀门开度保持原状，各管路的曲线特征也应不变；②采用对电路频率进行调节的方法来使电机的转动速度发生变化，从而改变水泵的工作曲线，若管路系统保持不变，则应采用变频水泵对流量进行调节，即改变循环流量的运行调节方式，在实施过程中，应确保一次侧热媒的温度固定不变，只改变一次侧热媒的流量，这样才能提高热媒参数的准确性。在系统运行的过程中，为了保证供暖工作的顺利进行，应当对水力工况进行实时监测，并进行适时调节，提高系统流量的稳定性。对于二次热网来说，应当采用改变水温的方式进行运行调节。综合上述分析，热力站自动控制的理论依据就是在保证室内温度相对稳定的条件下，通过对一次热网进行量调节及对二次热网进行质调节来实现控制目标。

2.2 自动控制原理

热力站的自动控制过程较为复杂，其工作原理可概括如下：①热网的供水和回水温度信号会通过传感器传递到控制器，同时，室外温度传感器的信号也会传输到控制器；②控制器会根据相关公式，对供水和回水温度值进行调整，若实际温度与设定温度之间的差别较大，则应当根据差值的大小，对循环水泵的电机转速进行调节；③应调节热交换器的循环水流量，使回水的平均温度接近正常值。

2.3 自动控制的算法

对于热力站的自动控制来说，常用的两种控制方法是模糊控制和采用PID控制器控制的方法，对于模糊控制来说，其主要思想理念是具有启发性的语言和知识决策规范，它采用模拟人工控制的方法，对系统进行智能化控制，具有适应性强、参数变化小、抗干扰能力强等优点，对于滞后系统和非线性系统的控制来说比较适用。PID控制一般在工业控制过程中采用，他的主要优点是操作简单、结构稳定、静差小。但是，对于非线性系统来说，该控制方法则不太适用，在热力站中采用PID控制器进行自动控制：①应调整相关参数，这样才能保证供水温度的精确性。若将上述两种方法综合起来利用，即通过PID控制器对换热器进行响应；②再利用模糊控制法进行分析和决策，这样就能充分发挥出两种方法的优势，达到最佳的控制效果。

2.4 科学确定被控参数

确定被控参数是制定热力站自动控制方案的关键性环节，在所有被控参数中，用户的室内温度是重要的参数之一，回水温度、供水温度、系统流量以及当地的风速、日照、室内外温差等都会对用户室内温度产生影响，每一个供热系统的室内温度都有明确规定，该温度值的设定是对上述所有因素的综合考虑，室外温度的设定往往是根据冬季供暖室外的温度来确定的，在热力站的实际运行中，大多数时间的实际室外温度都比设计的室外标准温度高，正是由于这一原因，供热系统的供水和回水温度也会受到影响，这就要求在供暖期间，必须以室外温度的变化为依据，对热媒参数进行相应调整，一般来说，室外温度和系统的供水、回水平均温度之间是成单值函数的关系，也就是说，室外温度一旦发生变化，系统的回水温度和供水温度也会随之出现变动，这时只需对供、回水的温度进行适当调整就能使室内温度保持在正常范围之内，从而确保供热的稳定性和连续性。

2.5 自动控制系统的结构

对于采用Fuzzy-PID控制器的自动控制系统过来说，其主要包含两个部分：①基于模糊推理的参数校正部分；②普通的PID控制部分。该控制结构的主要工作原理是：采用对偏差e和偏差变化率ec进行检测的方法，将检测结果输入到模糊控制器中，然后根据模糊推理法，运用相关公式对PID的有关参数进行计算和修正，这样就能使控制参数符合要求。

3 结语

总而言之，随着我国经济的发展和科学技术的进步，热力站的运行要求也越来越高，传统的热力站控制模式亟待改革，要实现热力站的自动控制，必须从热网、热源等方面采取恰当的措施，注重对供热量的分配及供热系统运行方式的调节，并制定科学的自动控制方案，根据自动控制原理，全面掌握自动控制的算法，设定合理的被控参数，这样才能更好更快地实现热力站自动控制的目标。

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