[發明專利]基于部分運行數據和模型校準的制冷站運行評價方法

在審

• 申請號: 201910760429.3
• 申請日: 2019-08-16
• 公開（公告）號: CN110570024A
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 田喆;付發威
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06
• 代理公司: 12201 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 李素蘭

1.基于部分運行數據和模型校準的制冷站運行評價方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一、收集制冷站的靜態數據和運行數據；

所述的靜態數據，包括制冷站設計圖紙、各個設備的銘牌參數和性能參數；

收集制冷站的運行數據包括以下步驟：

首先對供冷季內的以下數據進行實時采集并且每隔一小時進行記錄，所述的運行數據包括用戶回水總管溫度、流量、冷機供水溫度和變頻水泵前后壓差，所有設備的啟停狀態和制冷站總能耗數據；

然后對原始運行數據進行預處理，去掉其中的不理想數據；

步驟二、建立制冷站能耗模型，具體步驟如下：

(1)打開TRNSYS軟件中的Simulation Studio模塊；

(2)新建空白項目；

(3)從菜單欄右側的設備模型庫中選擇需要的設備模型并用鼠標拖入空白項目中；

在選擇需要的設備模型時，需要滿足以下條件：

(a)對于水泵，區分變頻水泵和定頻水泵；對于冷機組，區分水冷式機組和風冷式機組；對于冷卻塔，區分開式冷卻塔和閉式冷卻塔；

(b)所選模型需要的數據能夠在現有運行數據里找到；

(c)所選模型能夠輸出設備模擬總電耗；

(d)選擇的冷機模型能夠輸出制冷量和耗電量并且選擇的水泵模型能夠輸出輸送能量和耗電量；

(4)將菜單欄左側的數據連接選中，將設備的數據流進行連接；

(5)雙擊每個設備模型，出現參數設置面板，設置模型參數；

(6)右鍵上述第(2)步建立的項目空白處，打開此項目的控制面板，設定項目模擬所需的相關參數，包括模擬時間步長、模擬開始時間和模擬結束時間參數；

步驟三、采用TRNSYS與GenOpt聯合運行實現對制冷站能耗模型參數的校準，具體步驟如下：

(1)在TRNSYS的模型參數匯總表中選取需要校準的模型參數并給定參數的取值范圍；

所述的制冷站能耗模型需要校準的參數包括冷卻塔、一級泵和冷卻泵的額定功率；二級泵的效率；冷機和二級泵的流量分配比例以及冷機耗電比隨冷機負荷率變化的性能曲線；

(2)從GenOpt自帶的優化算法庫中選取優化算法并設置算法參數；

(3)選取均方根誤差變化系數CVRMSE作為對制冷站總能耗進行優化迭代的目標函數，直至均方根誤差變化系數CVRMSE最終的校準誤差收斂或達到最大設定迭代次數為止，然后判斷最終的校準誤差是否滿足設定的校準指標的精度要求，若滿足要求則進行步驟(5)，否則進行步驟(4)；最終的校準誤差需要滿足校準指標的精度要求包括ASHRAE Guideline14、IPMVP、FEMP這些標準對校準精度的要求；

均方根誤差變化系數計算方程如下：

式中y_i為實際監測的第i小時的制冷站總能耗數據；為通過制冷站能耗模型模擬得到的第i小時的制冷站總能耗數據，n為數據個數；

(4)在GenOpt自帶的優化算法庫中選取另外的優化算法或者加大優化算法迭代次數，然后重復步驟(3)，直至最終的校準誤差滿足設定的校準指標的精度要求；

(5)建立TRNSYS與GenOpt之間的數據連接；

(6)打開GenOpt，加載數據連接文件，實現自動校準；

步驟四、校準過程結束后，GenOpt生成校準過程文檔以及模型參數的最終校準結果文檔，打開所述校準結果文檔，將參數校準結果輸入到在TRNSYS中建立的制冷站能耗模型中，運行模擬得到冷機和水泵的逐時耗電量數據、冷機的制冷量數據以及水泵的輸送能量數據，進而計算得到冷機運行COP和水泵輸送系數，計算式如下：

式中，cop_i為第i臺冷機的運行效率，無量綱；Chiller_i^Q為第i臺冷機的制冷量，kW；為第i臺冷機的耗電量，kW；

式中，WTFpump_k為第k臺水泵的輸送系數，無量綱；為第k臺水泵的輸送能量，kW；為第k臺水泵的耗電量，kW。