近年来,我国集中供热系统供热区域不断扩大,一些供热主干管道长度已经超过20km,加之我国冬季供暖对管网供热性能和供暖室内环境舒适度的要求不断提升,很大程度上增加了供热系统控制方法的研究难度。由于实际测试成本颇高,控制方法的研究往往依托于计算机仿真模拟进行。快速且准确地建立供热管网的拓扑结构及系统设备模型,且模型满足分析供热管网动态平衡过程的要求,对供热系统的合理化控制研究意义重大。目前我国使用的大多数仿真模拟软件都是使用传统过程式编程语言描述模型,这使得供热系统建模过程变得十分复杂,模型的修改及维护也更加困难。针对大规模供热管网的快速建模与精细化仿真要求,本文使用非因果物理建模语言—Modelica语言对供热系统进行建模,并且对Modelica语言的建模优势、应用平台Mworks系统仿真软件及仿真计算使用的组件模型进行了详细介绍。分析管网动态平衡过程首先要对系统运行过程中的管网动态特性展开研究,本文利用理论计算以及实际供暖运行数据验证了有限体积法管道模型以及活塞流法管道模型模拟管道压力、温度动态响应过程的可靠性,并通过建立单支长管道模型,在改变热源端参数的情况下,对供热系统动态水力特性、动态热特性以及水力热工耦合动态特性进行分析。得出管径、管长、单位长度管道热容量等管道参数以及一次网源端、末端调节对管网延迟性等动态特性的影响,并得出管网末端温度延迟会对系统能源利用率造成很大的影响,基于这些结论提出了通过增加系统循环流量能够缩短管网完成动态响应的时间。然而盲目地增加系统循环流量虽然能够减小延迟性,但是会大大增加系统能耗,违背提高供热系统能源利用效率的初衷。因此本文基于以往研究建立包括热源、一次网、换热站以及二次网能源利用效率的供热系统动态能效计算模型,分析了缩短管网末端温度响应时间对管网热能利用效率的影响。并将减少管网延迟性手段应用在采用一次网质调节及质量—流量调节平衡热源与热用户供需关系的系统中,分析系统各部分能效及综合能效的变化趋势,确定改变流量的合理范围,研究结果显示,在采用一次网质量—流量调节的系统中,在流量优化调节系数相同时适当增大系统循环流量能够有效提升系统能源利用效率,且存在能效提升有效范围—流量优化调节系数在0.75左右,管网设定流量达到系统初设循环流量的1.3倍时,系统平均综合能源利用效率达到最大值。