[發明專利]基于GA的一次泵變流量系統運行參數優化方法

在審

• 申請號: 201811555631.4
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109636051A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 葉嵩;李紅英;黃海;杜然;張權;陳于峰;程建軍;沈興東
• 申請（專利權）人: 中建八局第三建設有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06;F24F11/62;G06N3/12
• 代理公司: 南京先科專利代理事務所(普通合伙) 32285
• 代理人: 繆友益

本發明公開一種基于GA的一次泵變流量系統運行參數優化方法，包括如下步驟：(1)建立一次泵變流量水系統優化運行的數學模型；(2)以步驟(1)中的目標函數作為GA遺傳算法的表現型形式，進行編碼，以約束條件作為GA遺傳算法的適應度函數，經過選擇、交叉、變異運算后得到后代群體，輸出進化過程中所得到的具有最大適應度的個體作為優化后的一次泵變流量系統運行參數。本發明在滿足舒適性和節能性的基礎上建立一次泵變流量水系統優化運行的數學模型，根據優化模型的特點，通過編制基于GA的優化程序進行求解，確定一次泵變流量水系統優化運行的參數設定值，從而為空調系統在部分負荷下節能運行及提高空調系統的運行效率提供科學依據。

技術領域

本發明涉及智能建筑暖通空調領域，特別涉及中央空調中一次泵變流量系統運行參數優化方法。

背景技術

建筑能耗在社會總能耗中占有很大的比重，而空調能耗又是建筑能耗中的大戶。目前大多數一次泵系統為定流量系統，運行時流經制冷機組的水流量不能跟隨負荷的變化而改變，水泵始終按照設計流量全速運行。而空調系統在實際運行中，95％的時間內是處于部分負荷工況下的，因此水泵容量往往大于實際需要，空調系統的運行費用高居不下。因此降低空調水系統的輸配電耗，對于降低空調系統的全年運行能耗具有重要意義。

發明內容

發明目的：本發明目的在于針對現有技術的不足，結合一次泵變流量系統的工作原理，在滿足舒適性和節能性的基礎上建立一次泵變流量水系統優化運行的數學模型，根據優化模型的特點，通過編制基于GA的優化程序進行求解，確定一次泵變流量水系統優化運行的參數設定值，從而為空調系統在部分負荷下節能運行及提高空調系統的運行效率提供科學依據。

技術方案：本發明所述基于GA的一次泵變流量系統運行參數優化方法，包括如下步驟：

(1)建立一次泵變流量水系統優化運行的數學模型，設W(x)為目標函數，一次泵變流量水系統優化運行的數學表述為：

其中，W為水系統運行的總能耗；S為水系統各部分能耗模型的約束條件；

(2)以步驟(1)中的目標函數W(x)作為GA遺傳算法的表現型形式，進行編碼，以約束條件S作為GA遺傳算法的適應度函數，隨機設定N個初始點建立初始群體P(0)，設定進化代數t，經過選擇、交叉、變異運算后得到后代群體P(t+1)，輸出進化過程中所得到的具有最大適應度的個體作為優化后的一次泵變流量系統運行參數。

本發明進一步優選地技術方案為，所述一次泵變流量系統包括制冷劑循環系統、蒸發器側水系統和冷凝器側水系統，設制冷劑循環系統、蒸發器側水系統和冷凝器側水系統的能耗模型為W1、W2和W3，目標函數W(x)與個子模型的數字表述為：

其中，W₁(i,x)為第i臺制冷機組的實時運行能耗；W₂(i,x)為第i臺冷凍水泵的實時運行能耗；W₃(i,x)為第i臺冷卻水泵的實時運行能耗；n₁,n₂,n₃分別為制冷機組、冷凍水泵、冷卻水泵的實時運行臺數，n₁＝n₂＝n₃。

優選地，作為適應度函數的約束條件S包括等式約束和不等式約束，空調系統運行過程中所能完成的制冷量必須滿足末端用冷負荷需求，即：

Q_e＝m_ec_p(t_e.in-t_e.out)

Q_c＝m_cc_p(t_c.out-t_c.in)，