[科普中國]-智能控制協(xié)調(diào)機(jī)制

計(jì)算機(jī)在供熱上的應(yīng)用，已逐步從設(shè)計(jì)和簡單計(jì)算機(jī)輔助繪圖向智能化和交互式方向發(fā)展。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，特別是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，作為信息處理的人機(jī)系統(tǒng)開始從一個(gè)封閉系統(tǒng)向開放系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。可見，計(jì)算機(jī)控制、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為供熱系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)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(yīng)用已經(jīng)成為供熱技術(shù)發(fā)展的時(shí)代特征。用光纜、電話線作為通信、數(shù)據(jù)采集線路，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制。1

簡介計(jì)算機(jī)在供熱上的應(yīng)用，已逐步從設(shè)計(jì)和簡單計(jì)算機(jī)輔助繪圖向智能化和交互式方向發(fā)展。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，特別是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，作為信息處理的人機(jī)系統(tǒng)開始從一個(gè)封閉系統(tǒng)向開放系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。可見，計(jì)算機(jī)控制、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為供熱系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)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(yīng)用已經(jīng)成為供熱技術(shù)發(fā)展的時(shí)代特征。用光纜、電話線作為通信、數(shù)據(jù)采集線路，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)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(shí)間及室內(nèi)溫度。如果外出時(shí)間較長，可以隨意調(diào)低溫度或?qū)⑴瘹怅P(guān)閉。當(dāng)眾多用戶調(diào)節(jié)自己的流量后，整個(gè)熱網(wǎng)的流量和供熱量也將隨之變化，此時(shí)熱網(wǎng)的總供熱量隨機(jī)變化增大；同時(shí)，多熱源聯(lián)合供熱的結(jié)構(gòu)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(yīng)供熱負(fù)荷的不斷變化，從而降低運(yùn)行費(fèi)用，提高經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能效果。1

供熱系統(tǒng)智能控制技術(shù)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(zhì)不同，需要的熱量也會不同，另外，由于距離熱源的遠(yuǎn)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(gè)別用戶的實(shí)際流量與設(shè)計(jì)要求流量之間的不一致現(xiàn)象，被稱之為水力失調(diào)。該技術(shù)主要針對目前供熱領(lǐng)域中普通存在的水力失調(diào)問題，設(shè)計(jì)一套智能閥門，解決復(fù)雜的供熱網(wǎng)管系統(tǒng)的熱量平衡問題，某個(gè)閥門的調(diào)節(jié)不會影響其它閥門，使得每個(gè)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(dá)到節(jié)能的目的。在確保各管路的流量按需分配之后，為進(jìn)一步節(jié)能，還集成了列入智能變頻技術(shù)，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(shù)。在此基礎(chǔ)上，該技術(shù)還整合了物聯(lián)網(wǎng)和EAOC(能效分析與運(yùn)行優(yōu)化控制)技術(shù)，把智能閥門打造成一個(gè)通用的物聯(lián)網(wǎng)結(jié)點(diǎn)，把閥門控制的建筑所消耗的能量數(shù)據(jù)以及管道內(nèi)的流動(dòng)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(guān)鍵技術(shù)(1)智能溫控平衡技術(shù)

智能溫控平衡技術(shù)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(fù)雜，其水力失調(diào)問題變得十分突出，從而使其供熱質(zhì)量下降，出現(xiàn)不能滿足用戶要求的情況。對于一個(gè)設(shè)計(jì)合理的系統(tǒng)，一般可以通過初調(diào)節(jié)，使各用戶的流量達(dá)到設(shè)計(jì)值。但對于一個(gè)規(guī)模大管網(wǎng)復(fù)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(yàn)試湊法)，由于受到各種條件的制約，存在準(zhǔn)確度不高，需反復(fù)調(diào)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(shù)可利用現(xiàn)代控制理論和計(jì)算機(jī)模擬分析相集合，利用水力管網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行工況動(dòng)態(tài)檢測數(shù)據(jù)對系統(tǒng)的水力工況進(jìn)行模擬分析，進(jìn)而使用分析的數(shù)據(jù)對系統(tǒng)運(yùn)行工況進(jìn)行遠(yuǎn)程自動(dòng)控制，這不僅可以提高調(diào)節(jié)的精度，避免人工調(diào)節(jié)的工作量，而且可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)水力工況的動(dòng)態(tài)控制。

(2)智能變頻技術(shù)

智能變頻節(jié)電技術(shù)，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(jī)系統(tǒng)控制，將閥門的開度控制變?yōu)樗玫霓D(zhuǎn)速控制，兩者相結(jié)合實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)熱平衡目的。其中，智能變頻節(jié)電裝置具備以下兩項(xiàng)功能:

1) 通過合理改變水泵的轉(zhuǎn)速(頻率)節(jié)約電能，如設(shè)備需對流量進(jìn)行控制，適當(dāng)降低轉(zhuǎn)速、調(diào)整流量即可達(dá)到節(jié)能的目的；

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

(3)無線傳感技術(shù)

該技術(shù)為智能變頻和能效分析提供了基礎(chǔ)，保障各項(xiàng)數(shù)據(jù)的傳輸與共享。遠(yuǎn)傳式智能控制器，具有各種輸入形式選擇，實(shí)現(xiàn)各種不同的調(diào)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(dòng)調(diào)整供水溫度，也就是通常所說的室外溫度補(bǔ)償?shù)淖饔?。根?jù)控制需要，可組成智能化網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，優(yōu)化控制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

(4)EAOC技術(shù)

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

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

鄭國忠 - 副教授 - 華北電力大學(xué)