基于遗传算法的电磁式锅炉水蓄热供热系统智能控制研究

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随着京津冀协同发展、京张联合举办冬奥会、雾霾治理及大气污染治理等方面攻坚战的打响,清洁能源供热已得到进一步推广。对于远离集中供热区域的独立民居、医院和远离市区的营业场所等,供暖热源采用了一种新型的环保锅炉-电磁式电锅炉。但从目前运行系统看存在以下问题:节能率不高;控制系统的智能化程度不高;电能消耗较高。因此,供暖系统存在的节能潜力很大,这就对清洁能源供热智能控制技术的研发与应用提出了新的更高要求。为了解决以上问题,本课题基于遗传算法对电磁式锅炉水蓄热供热系统的智能控制方式进行了研究。首先,根据用热规律对该建筑供暖采用分时分温的控制方式。夜间采用低谷电给蓄热水箱蓄热,同时供暖系统供水温度调至最低设计值,保证供暖管道和设备不被冻结;白天的供热方式采用依据室内温度、供水温度及室外温度的变化提出的一种前馈加串级复合控制方式,并结合上班时间采用提前预热方式给建筑供暖。其中,前馈控制算法采用基于遗传算法优化的数学模型,依据室外温度的变化控制三通阀的开度并配合串级控制,最终实现供暖系统按需供暖。其次,根据控制方案进行了电磁式锅炉水蓄热供热监控系统的设计与实现。给出了监控系统的总体构架,底层控制采用PLC S7-200 Smart作为控制核心,实现对室内温度的自动控制。远程监控终端采用了巨控远传模块,通过TCP/IP协议将数据发送到云端服务器,实现了远程监控功能,并设计了远程终端监控界面和触摸屏监控界面,实现了人机交互功能。最后,将控制方案在张家口市某汽车4S店供暖平台上试运行,采集运行数据,根据建筑室内温度变化情况可以看出该控制方案具有较好的控制效果,并对供暖系统进行节能率的计算与分析,采用智能控制算法控制后节能效果显著。
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