相比较于发达国家,我国的城市集中供热系统建设起步较晚,在供热系统的调控水平上还有较大的上升空间。随着我国新型城镇化发展规划政策的制定以及对于城市能耗管控要求的愈加严格,供热系统的智慧化升级转型成为发展趋势,但是由于缺少先进控制设备和完善的调控手段以及项目建设成本的限制,目前我国智慧供热系统建设以及应用实践依然处于探索阶段。现阶段的区域供热系统一级网的调控主要存在两个问题:一个是过供和欠供,这是由于热量供给没有与热用户的热需求相匹配起来,该问题的解决依赖于对实际供热系统关键参数的精准预测以及优化调控;第二个问题是一级网中各个热力站的调控没有实现协调统一,由于在实际应用中调控人员没有对各个热力站热负荷特性差异进行量化分析以及仅凭人工经验进行粗略的调控,往往无法避免供热不均衡的问题,出现“近热远冷”现象。基于此,本文针对以上两个问题,提出了一种在对区域供热系统一级网进行建模分析基础上的水力优化调控方法,通过模型计算量化一级网中各热力站的阀门开度策略,调整热力站的水力分布从而优化各热力站的热量分配,避免个别热力站过供或欠供,使一级网中各个热力站的供热更加均衡,解决“近热远冷”的供热不均衡问题。本文主要研究内容和研究成果介绍如下:（1）首先对供热系统运行数据的预处理方法进行了介绍,针对由于数据在采集、传输过程中产生的异常值和缺失值进行剔除和填补,在此基础上,分析了服务不同建筑类型的热力站用热特性,继而通过数据驱动建模的方法建立了考虑热力站用热特性的热力站一次侧回温预测模型。该模型根据热力站自身的用热特性、历史供回温数据以及未来的天气变化和阀门调控策略,得到热力站一次侧回温预测结果,为后文的优化调控工作奠定基础。（2）针对一级网中各热力站的水力和热力计算,本文基于节点-分支法对一级管网进行机理建模,分析了稳态和动态情况下的一级网的水力、热力变化过程计算方法,同时通过最小二乘法对各热力站的阀门在不同开度下的开度系数进行了参数辨识,确保一级网水力建模与实际相接近。结合工程应用实践,本文提出了一种分段水力-热力建模方法,按照热力站阀门调控动作来分段计算各水力稳态段内的热力变化过程,得到各热力站的流量分配和一次侧供温变化结果,为预测各热力站的一次侧回温提供参数支持。（3）针对一级网优化调控,本文提出了针对不同应用场景的一级网局部热力站优化调控方法及一级网整体优化调控方法。针对个别热力站的过供和欠供问题,运用局部优化调控方法,以热力站二次侧供温期望值为调控目标,根据室外天气变化生成一次侧阀门开度优化策略,减少二次侧供温与期望值之间的偏差,案例计算结果表明在过供场景下,实际热力站二次侧供温与期望值之间的百分比偏差均值在优化前后分别为12.48%和1.80%,偏差减少了85.6%,减少了热量过供,提升了热力站能效;而在欠供场景下,实际热力站二次侧供温与期望值之间的百分比偏差均值在优化前后分别为6.18%和1.67%,偏差减少了73.0%,使供温更加符合需求,提高了供热舒适性。针对一级网整体存在供热不均衡的问题,本文提出了供热不平衡度的概念及量化计算方法,并结合前述第2章和第3章的研究内容,利用粒子群优化算法对一级网中的各阀门开度在各时段进行寻优,得到优化后的阀门调控策略。案例计算结果表明一级网整体优化调控前后的一级网供热不平衡度分别为0.81℃和0.47℃,优化后相较优化前的一级网供热不平衡度减少了42.0%,可见该优化调控策略有效减少了供热系统不平衡度,提升了供热系统运行能效。本文主要针对供热系统一级网中热力站的阀门调控开展研究,本文提出了一种在对区域供热系统一级网进行建模分析基础上的水力优化调控方法,本文研究可以在一定程度上改善热力站阀门调控依赖人工经验的现状,为热力站的智慧化调控提供指导借鉴意义。