[发明专利]一种光热中温补偿型电锅炉供热系统的控制方法

说明书

本发明公开了一种光热中温补偿型电锅炉供热系统的控制方法，所述控制方法分为夜间控制模式，白天控制模式和白天电锅炉应急控制模式；夜间控制模式为多变量控制系统，被控量为室内温度和蓄水装置内水温，控制量是蓄水装置出水阀门和电锅炉功率；白天控制模式为单变量控制系统，被控量为室内温度，控制量是蓄水装置出水阀门；白天电锅炉应急控制模式为多变量控制系统，被控量为室内温度和蓄水装置内水温，控制量是蓄水装置出水阀门和电锅炉功率。与现有技术相比，本方法夜间模式采用DMC多变量方法、白天模式采用DMC单变量的方法可以起到削峰填谷的经济效果，可以有效的解决克服对象惯性大的特点，提前动作提高系统的抗干扰性。

技术领域

本发明涉及一种光热中温补偿型电锅炉供热系统控制方法，属于热工控制领域。

背景技术

供热行以蓄热式电锅炉为主要供热源的供热系统在供热行业已较为普遍，其削峰填谷的经济效果有利于热电厂实现能源转型，提高机组发电效率。太阳能作为清洁能源，环保无污染，成为清洁替代中的主要能源来源，将太阳能补偿蓄热式电锅炉联合供热具有经济高效的意义。

目前对于电锅炉与太阳能联合供热的系统的动态建模很少，而研究其建模对了解动态特性很有意义。由动态特性可知蓄热式电锅炉系统具有惯性大和纯滞后等特点，太阳能系统的加入导致系统间存在耦合，且扰动较多。对于电锅炉，传统的控制方法是使用PID(比例-积分-微分)，对大惯性的对象难以实现系统的精确控制，容易造成供热负荷的不稳定性和延迟性。

因此针对光热中温补偿型电锅炉需引入对热负荷和蓄水箱温度的预测，实现控制器的提前作用。由于影响热负荷的因素众多，有的很难及时消除，如何描述和预测这些因素的影响成为主要问题。

发明内容

发明目的：针对上述存在的问题和不足，本发明提供一种光热中温补偿型电锅炉供热系统、系统的动态建模以及系统的控制方法，以保证供热系统供热品质。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种光热中温补偿型电锅炉供热系统的控制方法，其中电锅炉供热系统包括蓄热式电锅炉系统、太阳能系统、蓄水装置和热用户系统；所述蓄水装置用于所述热用户系统的供热；所述蓄热式电锅炉系统和太阳能系统用于所述蓄水装置供热；其特征在于，

所述控制方法分为夜间控制模式，白天控制模式和白天电锅炉应急控制模式；

夜间控制模式为多变量控制系统，被控量为室内温度和蓄水装置内水温，控制量是蓄水装置出水阀门和电锅炉功率；

白天控制模式为单变量控制系统，被控量为室内温度，控制量是蓄水装置出水阀门；

白天电锅炉应急控制模式为多变量控制系统，被控量为室内温度和蓄水装置内水温，控制量是蓄水装置出水阀门和电锅炉功率。

白天控制模式控制系统的扰动为蓄水装置内水温和太阳能辐射。

夜间控制模式控制系统的扰动为环境因素，具体包括室外温度和风速。

本发明控制方法具体包括：

1)利用机理+经验的方法对光热中温补偿型电锅炉供热系统进行动态建模，分为蓄热式电锅炉系统，太阳能系统和热用户系统；其中包括采用集总参数法建立焓温通道和节点法建立压力流量通道建模；

2)针对蓄热式电锅炉惯性大的特点，采用室外温度和太阳辐射强度作为前馈的动态矩阵控制DMC进行调节；其中采用粒子群法辨识了对象的传递函数作为控制器的控制对象；

3)为了达到“削峰填谷”的经济效果，对光热中温补偿型电锅炉的控制策略是：在夜间采用多变量控制方案，将室温和蓄水箱温度作为被控量，由于被控量回路之间相互影响，将影响量以及环境参数看作扰动；在白天则只将室温看作被控量，其他因素包括蓄水箱温度作为扰动。