[發(fā)明專利]一種基于遺傳蟻群算法的水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化控制策略的確定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710154569.7
• 申請(qǐng)日: 2017-03-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106940068B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李康;馬榮瑋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): F24F11/62
• 分類號(hào): F24F11/62;G06N3/00;G06N3/12
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 葉亞林

本發(fā)明涉及一種基于遺傳蟻群算法的水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化控制策略的確定方法。本發(fā)明建立水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的能耗模型并作為目標(biāo)函數(shù)，利用遺傳算法和蟻群算法結(jié)合后收斂速度較快、精度較高的優(yōu)點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行尋優(yōu)，找到全局最優(yōu)解并作為最優(yōu)控制參數(shù)，確定節(jié)能優(yōu)化控制策略。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于遺傳蟻群算法的水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化控制策略的確定方法，屬于空調(diào)優(yōu)化控制的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，公共建筑在新建建筑中占據(jù)很大的份額，其中，中央空調(diào)的應(yīng)用極為廣泛，中央空調(diào)的能耗占公共建筑總能耗的40％左右。許多城市的空調(diào)負(fù)荷可以達(dá)到當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)尖峰負(fù)荷的50％。因此空調(diào)領(lǐng)域的節(jié)能研究已成為我國(guó)節(jié)能工作的十分重要的一環(huán)，空調(diào)節(jié)能研究對(duì)于能源節(jié)約意義重大。

當(dāng)前，對(duì)空調(diào)系統(tǒng)中的各個(gè)控制變量進(jìn)行尋優(yōu)、使整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行能耗最低已經(jīng)成為空調(diào)優(yōu)化控制領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。很多研究比較注重建立模型和參數(shù)辨識(shí)的方法研究，力求提高優(yōu)化控制的穩(wěn)定度和精確度，而在優(yōu)化控制的研究中，優(yōu)化算法也是一個(gè)很重要的方面。現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于像水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)這種多變量非線性優(yōu)化問(wèn)題，可以采用共軛梯度、SQP等方法進(jìn)行求解，但上述方法的收斂速度都過(guò)于依賴于初始點(diǎn)的選取方式且不能排除信號(hào)干擾。因此，需要一種優(yōu)化性能較好的優(yōu)化算法來(lái)克服上述算法的不足，獲得最優(yōu)控制變量并確定空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化控制策略。

遺傳算法是一種仿照生物界自然選擇和遺傳機(jī)制的隨機(jī)搜索方法，它具有智能性高，并行性、隨機(jī)性好及較好的快速尋優(yōu)能力等優(yōu)點(diǎn)，但是當(dāng)反饋信息利用不夠時(shí)，在求解到一定程度后往往會(huì)出現(xiàn)大量無(wú)為的冗余迭代，求解效率大大降低。

蟻群算法是一種仿照蟻群覓食的優(yōu)化算法，該算法具有智能性高，通用性好，有較好的全局優(yōu)化能力等優(yōu)點(diǎn)，但是由于初始信息素匱乏，具有因搜素信息素的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致求解速度較慢的缺點(diǎn)。

遺傳蟻群算法充分利用了遺傳算法和蟻群算法兩種算法各自的優(yōu)點(diǎn)，并同時(shí)克服兩種算法的缺點(diǎn)；利用遺傳算法生成初始信息素分布并通過(guò)蟻群算法對(duì)精確解進(jìn)行搜索，能夠同時(shí)提高算法的優(yōu)化性能和時(shí)間性能。現(xiàn)有技術(shù)中，遺傳蟻群算法被應(yīng)用到醫(yī)療研究、智能機(jī)器人等領(lǐng)域；例如，中國(guó)專利CN101837165A公開(kāi)的基于遺傳蟻群融合模糊控制器的助行電刺激精密控制方法，該方法將模糊控制決策變量的選擇轉(zhuǎn)化為遺傳與蟻群算法適用的組合優(yōu)化問(wèn)題，繼而準(zhǔn)確穩(wěn)定實(shí)時(shí)地控制FES系統(tǒng)的電流模式。但現(xiàn)有技術(shù)中還沒(méi)有將遺傳蟻群算法應(yīng)用到空調(diào)優(yōu)化控制的技術(shù)領(lǐng)域的先例。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于遺傳蟻群算法的水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化控制策略的確定方法。

發(fā)明概述：

本發(fā)明建立水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的能耗模型并作為目標(biāo)函數(shù)，利用遺傳算法和蟻群算法結(jié)合后收斂速度較快、精度較高的優(yōu)點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行尋優(yōu)，找到全局最優(yōu)解并作為最優(yōu)控制參數(shù)，確定節(jié)能優(yōu)化控制策略。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種基于遺傳蟻群算法的水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化控制策略的確定方法，包括步驟如下：

1)建立水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的能耗模型P(x)及系統(tǒng)優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)如下：

min P(x)

s.t.T_1.min≤T₁≤T_1.max

T_2.min≤T₂≤T_2.max

M_1.min≤M₁≤M_1.max

M_2.min≤M₂≤M_2.max