智能建筑供热节能控制系统的研究

【摘要】：建筑是节能减排、应对气候变化最重要的领域之一。建筑采暖不但能耗大，而且效率低，为落实国家节能政策、降低碳排放，研究供热节能意义重大。本文抓住供热节能的关键“负荷预报”，研究供热负荷预报方法，设计供热节能监控系统。 本文在分析供热系统节能国内外研究现状之后，提出供热系统节能控制方案，给出供热系统节能控制策略，确定供热节能控制系统开发平台，并最终确定供热节能控制总体方案。 供热系统现场运行数据的获取是负荷预报的基础，首先从供热系统现场采集负荷预报相关原始数据，并对其进行处理。针对供热负荷具有非线性特性，本文尝试采用人工神经网络(Artificial Neural Network, ANN)及支持向量机(Support Vector Machine, SVM)等非线性预报方法对供热负荷进行预报研究，以期获得有效的供热负荷预报方法。 最后，根据确定的供热节能控制方案，设计供热节能控制装置和供热节能监控中心软件。对供热节能控制装置的软硬件进行设计，包括控制部分PLC硬件配置及软件设计、人机交互部分触摸屏的硬件配置及软件设计、通信部分GPRS软硬件配置以及网络集成等。对节能监控中心软件设计，包括对供热监控中心软件功能进行分析与规划、选择监控中心软件开发平台，并根据规划利用组态软件，对供热监控中心软件进行实现。 【关键词】：供热节能 负荷预报 人工神经网络 支持向量机 PLC 组态软件
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TU855;TU833.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 课题背景及意义8-9
• 1.1.1 课题来源8
• 1.1.2 课题研究的目的和意义8-9
• 1.2 供热负荷预报研究现状9-10
• 1.2.1 国外供热负荷预报研究现状9
• 1.2.2 国内供热负荷预报研究现状9-10
• 1.3 供热系统运行调控研究现状10-11
• 1.3.1 国外供热系统运行调控研究现状10
• 1.3.2 国内供热系统调节方式研究现状10-11
• 1.3.3 国内供热系统控制方法研究现状11
• 1.4 本文的主要研究内容11-13
• 第2章 供热系统节能控制方案13-18
• 2.1 供热热力站系统概述13-14
• 2.2 供热系统节能控制策略14
• 2.3 供热系统节能控制平台选择14-15
• 2.4 供热节能监控系统设计方案15-17
• 2.4.1 供热节能监控方案设计路线15
• 2.4.2 供热节能监控系统方案设计15-17
• 2.5 本章小结17-18
• 第3章 供热负荷预报方法研究18-31
• 3.1 供热负荷预报样本数据采集与处理18-20
• 3.1.1 样本数据采集18-19
• 3.1.2 样本输入维数的确定19-20
• 3.2 BP神经网络预报方法20-22
• 3.2.1 BP神经网络预报模型20-21
• 3.2.2 BP神经网络预报结果及分析21-22
• 3.3 小波神经网络预报方法22-25
• 3.3.1 小波理论22
• 3.3.2 小波神经网络预报模型22-24
• 3.3.3 小波神经网络预报结果及分析24-25
• 3.4 支持向量机预报方法25-29
• 3.4.1 支持向量回归预报模型25-27
• 3.4.2 支持向量机参数的确定27
• 3.4.3 支持向量机预报结果27-29
• 3.5 预报方法仿真结果比较29-30
• 3.6 本章小结30-31
• 第4章 供热节能控制装置设计31-40
• 4.1 供热节能控制装置功能规划31
• 4.2 供热节能控制装置硬件设计31-35
• 4.2.1 PLC硬件设计31-33
• 4.2.2 GPRS硬件设计33-34
• 4.2.3 触摸屏硬件设计34-35
• 4.3 供热节能控制装置软件设计35-39
• 4.3.1 PLC软件设计35-36
• 4.3.2 GPRS软件设计36-37
• 4.3.3 触摸屏软件设计37-39
• 4.4 供热节能监控装置GPRS无线网络集成39
• 4.5 本章小结39-40
• 第5章 供热节能监控中心软件实现40-51
• 5.1 监控中心软件功能需求分析与规划40
• 5.2 监控中心软件平台选择40-41
• 5.3 监控中心软件架构设计41-42
• 5.4 监控中心软件组态设计42-47
• 5.4.1 I/O设备组态设计42-43
• 5.4.2 数据库组态设计43-47
• 5.5 监控中心软件界面设计47-49
• 5.6 本章小结49-51
• 结论51-52
• (1) 给出了基于负荷预报的供热系统节能控制方案51
• (2) 提出了基于支持向量机的供热负荷预报方法51
• (3) 应用 PLC、触摸屏和 GPRS 设计了供热节能控制装置51
• (4) 利用组态软件设计了供热节能监控中心软件51-52
• 参考文献52-58
• 致谢58

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