節(jié)能減排是大勢所趨,而當前最具節(jié)能潛力的就是建筑節(jié)能。在中國,集中供暖行業(yè)的供熱效率低,能耗巨大,其平均建筑面積的能耗最高達到發(fā)達國家的3倍,所以節(jié)能潛力巨大。因此,需要對集中供熱系統(tǒng)進行優(yōu)化研究,首先針對供熱質(zhì)量差等問題對控制方案進行優(yōu)化;然后利用峰谷電價差,在系統(tǒng)中添加儲能裝置,不僅可以充分發(fā)揮其節(jié)能潛力,而且能夠起到削峰填谷的作用。本文首先基于傳熱學和能量守恒基本原理,建立了區(qū)域集中供熱系統(tǒng)的數(shù)學模型,然后利用最小二乘法進行模型參數(shù)的擬合,并利用實驗數(shù)據(jù)進行模型驗證。利用熱容量質(zhì)點法建立了電鍋爐的數(shù)學模型;在合理的假設(shè)條件下,建立了儲水箱的數(shù)學模型;通過對板式換熱器內(nèi)流體的能量進行分析,建立了簡化的數(shù)學模型;基于現(xiàn)有數(shù)據(jù)以及對模型的理解,推導出了僅與供回水溫度和環(huán)境溫度相關(guān)的二階慣性加時滯的房屋模型。模型驗證的結(jié)果表明,建立的系統(tǒng)模型能夠很好的跟蹤系統(tǒng)動態(tài)。然后,基于系統(tǒng)模型設(shè)計了基于Smith預測器的雙閉環(huán)PI控制結(jié)構(gòu)。首先對原有的滯環(huán)控制方案的特點進行分析;并且在不考慮時滯環(huán)節(jié)下,設(shè)計了雙閉環(huán)PI控制結(jié)構(gòu);其次,對時滯環(huán)節(jié)進行介紹,并分析時滯環(huán)節(jié)對于系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響,然后利用... 

【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

中國年供熱總量走勢圖

吉林大學碩士學位論文14VB—————————鍋爐體積(m3)Cv——————————水的比熱容(J/(kg*℃))kB—————————m3/h與m3/s之間轉(zhuǎn)換系數(shù)，kB=1/3600本論文中，并未對鍋爐的模型進行參數(shù)擬合及驗證，因為實驗采集數(shù)據(jù)中并沒有鍋爐進水流量的信息，也就難以對鍋爐的模型進行擬合及驗證。而且電鍋爐的模型相對簡單，電鍋爐模型參數(shù)的缺失對于系統(tǒng)控制性能并無影響，而對于儲能尋優(yōu)來說，只需要根據(jù)能量守恒定律，考慮電鍋爐的進出水溫度以及進水流量即可。2.2儲水箱模型儲水箱是一個儲存熱水的裝置。儲水箱有四個閥門，兩個在頂部，兩個在底部。在本課題研究中，儲水箱的目的就是在晚上用電低谷，電價較低的時候，利用電鍋爐將水進行加熱，然后將熱水儲存在儲水箱里，當儲水箱中的熱量充足的條件下，在用電高峰期的白天就可以不用電鍋爐進行加熱，而直接利用儲水箱的熱水來進行供熱，以此來降低供熱成本。下圖2.3所示即為儲水箱的模型示意圖。圖2-3儲水箱模型示意圖

箱的瞬態(tài)過程，主要對儲水箱的瞬態(tài)過程及相應的瞬態(tài)影響進行建模分析，這類模型主要是建立儲水箱的流體力學模型，分析其流動特性[43]。 本課題研究中儲水箱主要是用戶熱能的存儲，對于儲水箱內(nèi)的瞬態(tài)模型并不關(guān)注，選用簡單的儲水箱模型有利于我們對集中供熱系統(tǒng)進行分析和研究。所以我們對儲水箱建模的時候只建立儲水箱的一維穩(wěn)態(tài)模型，因為儲水箱的多維復雜模型的使用，必然會添加大量的計算工作，而儲水箱的瞬態(tài)模型對本文的研究工作幫助并不大，更重要的是一維模型適于研究供熱系統(tǒng)對儲水箱的存儲與釋能操作。


本文編號：3017512