城市集中供熱系統(tǒng)是由集中形式的熱源提供有效的熱量供應(yīng)，以熱水或者蒸汽作為媒介，通過供熱管網(wǎng)供給一個(gè)區(qū)域或者一個(gè)城市的熱量需求，主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)用熱及生活供熱。城市集中供熱系統(tǒng)主要包括熱源、供熱管網(wǎng)、換熱站及多種形式的熱用戶四個(gè)部分，如圖所示。

       換熱站的控制模式是整個(gè)供熱系統(tǒng)極其重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，主要包括定值控制、常規(guī)PID控制、模糊控制和氣候模型專家系統(tǒng)四種控制模式。針對(duì)不同工況選擇不同的控制模式，能夠提高換熱站的實(shí)時(shí)控制水平，有利于精細(xì)化控制，大幅降低供熱企業(yè)的能源消耗。

01定值控制

      在供熱系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)行初期，或者遇到供熱系統(tǒng)維修調(diào)試等情況時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備未啟用或無法投運(yùn)，可以采取定值控制方式來控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。具體內(nèi)容主要是指，由經(jīng)驗(yàn)豐富的操作員直接設(shè)定執(zhí)行機(jī)構(gòu)幅度、變頻器頻率等，以人工暫時(shí)代替自動(dòng)，待系統(tǒng)穩(wěn)定或維修好后，切換為其他自動(dòng)控制模式即可。

02常規(guī)PID控制

      常規(guī)PID控制是應(yīng)用非常廣、十分有效的控制方式，控制效果取決于控制器各個(gè)參數(shù)的有效整定，尤其是針對(duì)線性定常系統(tǒng)調(diào)節(jié)效果最優(yōu)。比例系數(shù)Kp直接影響系統(tǒng)的響應(yīng)速度，進(jìn)而影響控制精度。如果Kp增大，系統(tǒng)的響應(yīng)速度和控制精度隨之顯著提升，但是產(chǎn)生的系統(tǒng)超調(diào)容易增大，導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定性降低。如果Kp過小，會(huì)極大的降低系統(tǒng)的響應(yīng)速度，調(diào)節(jié)時(shí)間加長，系統(tǒng)的靜態(tài)性能遭到損壞。積分系數(shù)Ki，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)誤差的積分，對(duì)系統(tǒng)有一定的滯后作用，有效消除系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差。Ki的過大或者過小，會(huì)引起積分飽和、較大超調(diào)等現(xiàn)象，影響系統(tǒng)調(diào)節(jié)精度。微分系數(shù)Kd可以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，主要作用體現(xiàn)在與積分作用制衡系統(tǒng)調(diào)節(jié)，而對(duì)干擾信號(hào)敏感，會(huì)使系統(tǒng)克服干擾能力變差。

03模糊控制模式

      模糊控制是指在自動(dòng)控制領(lǐng)域內(nèi)將模糊數(shù)學(xué)的理論加以應(yīng)用而得到的控制方式方法。模糊控制的產(chǎn)生是與社會(huì)科技的需要和發(fā)展緊密相連的。在利用傳統(tǒng)控制方法進(jìn)行控制時(shí)，無論是模擬還是數(shù)字的控制方法，都是對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行建模，得到數(shù)學(xué)模型。在現(xiàn)實(shí)中，諸多對(duì)象利用數(shù)學(xué)的方法難以獲得或者無法得到準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，尤其是帶有時(shí)變、非線性等元素的復(fù)雜不確定系統(tǒng)，基本無法得到精確的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而無法進(jìn)行有效地控制。

04氣候模型專家系統(tǒng)

      氣候模型專家系統(tǒng)，是根據(jù)從氣象局得到當(dāng)天的天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)計(jì)算出熱源及每個(gè)換熱站的控制給定參數(shù)和控制方式，通過信息通訊平臺(tái)自動(dòng)分批次地下發(fā)控制命令，下位控制系統(tǒng)本地自動(dòng)執(zhí)行并將執(zhí)行結(jié)果回傳到控制中心。本地自控系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)回水流量的手段，以最大流量限制為基準(zhǔn)，進(jìn)行自動(dòng)梯度控制實(shí)現(xiàn)對(duì)供應(yīng)熱量的控制。當(dāng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)供熱控制條件不足時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入限流狀態(tài)，等待條件成熟之后獲得控制參數(shù)的更新。