摘要
近些年中国风能利用率在不断的提高，但是受电网传输能力以及火电和热电机组调节裕度限制的影响，弃风现象仍比较严重，并且随着“煤改电”政策的全面落实，燃煤锅炉已被渐渐取代，储能技术也在近些年快速发展，固体蓄热式电锅炉供暖工程也随即展开，在城市分布式供暖随处可见，有效的推进了风电、光伏等清洁能源的消纳[1]。本文基于固体蓄热式电锅炉设计了一套控制系统，主要是对蓄热放热的控制，在不同的环境条件达到温度恒定供暖的效果。 首先，本文对固体蓄热式电锅炉进行了一系列的设计和优化，主要包括蓄热材料的选择、加热装置的选择、换热器的选择、变频器和循环风机的选择。其次对于控制策略的选择本文采用的是基于模糊神经网络的PID算法对供水温度进行控制，相较于传统的PID算法，模糊控制增加了自适应能力，神经网络控制增加了对于数据处理和计算能力，比较模糊控制和神经网络的特点，不难发现，二者具有很强的互补性，在传统的PID算法的基础上,应用先进的模糊控制原理以及神经网络强大的学习能力，充分发挥它们的优势。并通过MATLAB搭建模型进行仿真，通过对比体现出模糊神经网络在温度控制上的稳定性和高效性。 其次，理论应用于实践，本文对于固体蓄热电锅炉采用的控制器是西门子PLC S71200，通过控制加热装置的加热组数和调节循环风机的速率对蓄热放热进行控制。硬件设计主要是对于设备的选型和电路设计。软件系统则是通过西门子博图（TIA Portal V15）搭建硬件组态对程序进行编程，进而实现控制效果，并通过WinCC设置上位机的画面，更能直观的对现场数据进行采集和监控。 最后，运用实际的项目案例对固体蓄热式电锅炉进行了效益分析，结合当地对谷电的优惠政策，主要是对供暖成本进行比较分析，相比传统供暖经济价值还是非常可观的。对于环境效益而言，减少了化石燃料消耗，既保护了环境免遭进一步破坏，又消纳了弃风电，实现绿色能源供暖。
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