项目名称: 基于自适应动态规划的城市集中供热系统优化控制研究

项目编号: No.61463040

项目类型: 地区科学基金项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 自动化技术、计算机技术

项目作者: 李琦

作者单位: 内蒙古科技大学

项目金额: 45万元

中文摘要: 随着集中供热系统在我国北方普及,如何在保证供热质量的前提下实现节能、减排的优化控制目标成为研究热点。由于集中供热系统具有非线性、大滞后、强耦合、时变等特点,很难直接应用经典控制理论实现其整体优化控制。本课题提出一种基于增强学习和自适应动态规划的优化控制方法,将其应用于城市集中供热系统。基于大量离线工况数据及天气预报,采用神经网络建立系统短期热负荷预测模型。并在此基础上采用flowmaster软件建立一个完整的供热系统仿真模型。建立热源总热量生产优化问题的数学描述,运用自适应动态规划理论和质量并调的控制策略求解,获得热源供水流量和供水温度优化设定值序列。建立热力站热量分配问题的数学描述并运用自适应动态规划理论求解,获得热力站一次网供水流量和供水温度优化设定值序列。本项目是自适应动态规划理论在反馈控制工程及实践中应用的有益尝试,研究成果将对热网优化调节起到指导作用,有广阔的应用前景。

中文关键词: 自适应动态规划;集中供热系统;优化控制;质量互调策略

英文摘要: With the increasing popularity of the district heating(DH) system in northern China, how to achieve the optimization control targets of energy saving and emission reduction in the premise of ensuring the heating quality becomes a hot research topic. As the district heating system has characteristics of nonlinear,large delay ,strong coupling and time-varying, it is difficult to directly apply the classical control threoy to achieve its overall optimization control.This project proposes a optimization control method based on the reinforcement learning and adaptive dynamic programming theroy,and applies it to the optimization control of the DH system. Based on a large number of offline data and a short-range weather forecast, uses the artificial neural network to build a short-term thermal load forecasting model.On this basis ,build a complete dynamic simulation model of the DH system using the flowmaster software. Then we establish a mathematical description of the total heat production optimization problem of the heating source, solve it using the adaptive dynamic programming theroy and a so called quality-quantity(variable flow and variable temperature) operating strategy,and get a optimization set value sequence of the supply flow and supply temperature of the heating source. Futhermore, establish a mathmatical description of the heating substations heat distribution optimization problem ,solve it using the adaptive dynamic programming theroy,and get the optimization set value sequence of the supply flow and supply temperature of the primary side of substations.This project is an application basic research,it is a useful attempt of applying the approximate dynamic programming theory in the feedback control engineering applications and practices. The research results will play a guiding role in the optimization operation of the DH system, and have a broad application prospects.

英文关键词: Adaptive Dynamic Programming;District Heating System;Optimization Control;Variable Flow and Variable Temperature Operating Strategy

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