蓄熱式電熱鍋爐供暖系統中的智能控制與應用

孫凡杰

（太原市熱力集團有限責任公司，山西 太原 030000）

我國的冬節供暖多采用燃燒煤的方式，此種方式會大量排出一些污染環境的氣體，造成我國大氣污染。據相關數據統計，在全球重污染的大城市中，我國榜上有名就有6 席位，嚴重的污染情況觸動著我們必須下定決心來解決問題。因此國家政府先后出臺了有關規定政策，限制或者取締一切以燃燒煤為熱源輸出的鍋爐，隨之又提出新的問題：采用什么樣的熱源形式來代替燃煤鍋爐，使得新的方式既能夠做到對環境無污染，又能保證熱量的最大利用率，保證經濟效益的提升。

1 蓄熱式電鍋爐概述

作為機電一體化設備，此設備具有一定的科技含量，蓄熱式電鍋爐具有占到面積少，質量輕，無污染和低噪聲的優點。同時其主要可以對用電負荷進行自動調節，從而實現供暖系統的自動化程序控制。其主要的工作原理是：將電能轉化為熱能，具體的一種保證由于加熱水產生的壓力或者水蒸氣在設備中通過大功率的電熱元件在通電之后進行能量傳輸的一種設備。由于在蓄熱式電電鍋爐中安裝了加熱熱水箱的結構，從而構成一個熱能交換與存儲的系統功能。蓄熱式電鍋爐可以利用制熱設備將電網在用電低谷時的多余熱量進行存儲，等到用電高峰來臨時，根據用電缺口的多少對電網不足的區域進行電力的反補，保證了電量的充足。鑒于蓄熱式電鍋爐以上的工作原理功能，這種設備可以很好的應用于商場、飯店、企事業單位的辦公樓等一些地方。因為這些使用者的用電時間主要在白天的高峰時段平均時段。通過此種電量調整技術，可以很好的保證用電量的長期穩定，為客戶節約大量的經濟成本，并且不會出現由于電力供應不足帶來的供暖不及時和供暖效率低的風險。

2 智能控制技術的特點

在上世紀中葉，隨著人工智能技術的快速的發展，相關的控制界學者在研究人類自學、自組織控制的方面理論時候，慢慢的開始關注人工智能技術在控制系統中的應用，以便于提高控制系統的自我修復和自我控制的能力。因此智能控制應用而生，它可以完美的將人工智能與控制技術相互結合。傳統的控制方式，只有研究對象的自我屬性為準確性，才能進行進一步的控制。這就對控制對象有著很高的要求，從而對一些屬性不確定的控制對象無法進行相關的控制。這種控制方法在實際的應用的過程中缺乏一定的靈活性和主動性。很難駕馭所有的控制對象，失去了控制對象的全面性和準確性。而作為一種新興科學控制技術，智能控制自其誕生以來就一直具有十分突出的特點，首先他是將智能與控制相互結合的學科，在控制方面上，不是要求終端控制對象具有怎樣的屬性，而是通過一定邏輯判斷語言來評價初始對象，由于將控制能力遷移至邏輯判斷上，擴大了控制對象的范圍，提高了控制對象的全面性和準確性。

3 蓄熱式電鍋爐的智能化控制

蓄熱式電鍋爐雖然在結構上與常規的電鍋爐一樣，但是在功能上卻有著大相徑庭的不同，它是熱量、溫度以及壓力三種復雜條件的相互的耦合，在信號輸入方面，其需要多個信號源，一個信號的輸入可能導致其他信號隨著發生變化，因此，整個控制系統的要求較高，往往設備中存在較小的誤差就會導致多個參考值發生變化。而傳統的控制方式，回因為外界的干擾而發生一些隨機的變化，不利于精準電鍋爐的精密控制。所以鑒于傳統的控制方式的效果并不是太理想，而是采用模糊控制系統這種智能化控制手段來控制蓄熱式電鍋爐。

3.1 模糊控制原理介紹

模糊控制系統的原理是利用人類思維發散的模糊性來進行控制對象。經典控制理論只是需要有著精準的控制對象的數學模型，這種方式需要的數學模型的要求較高，而模糊控制原理是利用輸入模糊語言指令來控制，這種輸入條件的設定是建立在專家控制的基礎上的。這種專業人員給出的控制規則可以真實的反映出智能活動。

3.2 模糊控制的規則

糊控制是建立莊一系列模糊控制規則的基礎上的，是人對被控對象進行控制經驗的總結。其具有一定邏輯推論原則。主要的判斷基礎就是模糊條件的語句。在實際控制中，模糊控制主要有以下四種控制規則：

（1） 由相關領域的權威經驗和過程管控演變的控制規則，此種控制規則是在工程實踐中常用的方法[1]。

（2） 由在過程控制中產生的的模糊的模型演變的控制規則，其主要通過相關的判斷語句來對被控制對象全過程進行相關的的動態特性的描述，一般稱作模糊過程模型，由于此種模型控制方法剛剛興起，缺少一定的理論支持，在工程中應用較少。

（3） 由操作系統觀察檢測系統發展的控制規則，這種控制規程需要大量的測繪數據的支持，投入的精力較大，不太適合一些新產品的研發。

（4） 根據相關理論算法規則演變的控制規則，這種控制規則對理論知識要求較高，往往需要較為復雜的理論公式，才能進行相關的控制，不適合控制快速的發展的需要，在工程實踐中都應用較少

3.3 模糊控制的優勢

模糊控制對大延遲、非線性、時變性等被控對象具有廣泛的適應性，在控制策略中加入人工智能，遠比固定的常規控制規律靈活與可靠．其主要的優勢為：

（1） 參數的性質不同。常規控制器的參數一般在控制中是常數，而模糊控制器中的量化因子卻是變量，這使模糊控錨更具廣泛的意義。

（2） 控制方式不同。由于模糊控錨器的量化因子是變量，隸屬度函數一般那也是非線性，輸入量與輸出量之間的映射關系也是非線性的。

因此采用模糊控制這種智能方式對蓄熱式電電熱鍋爐供暖系統進行控制具有一定科學性。

4 結語

本文詳細介紹了蓄熱式電熱鍋爐供暖系統中的智能控制系統原理與優勢，很好的提供一種解決我國電力用電荒的途徑，具有很好的現實意義。