[發明專利]一種熱泵與電蓄熱設備自適應優化控制方法、系統及裝置

有效

• 申請號: 202010425233.1
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111550861B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 閻俏;呂輝;張平康;潘向華;袁銀雪;任飛
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: F24D15/02
• 分類號: F24D15/02;F24D15/04;F24D13/00;F24D19/10;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 閆圣娟

本公開提出了一種熱泵與蓄熱設備自適應優化控制方法、系統及裝置，包括如下步驟：預測第二天各時段的建筑熱負荷值；以用電成本最小為目標構建目標函數，根據預測獲得的數據，采用線性規劃方法求解每個時間段熱泵和蓄熱設備的出力情況；確定每個時間段的熱泵和蓄熱設備協同工作的預制工作模式，并發送至熱泵和蓄熱設備；實時獲取空氣源熱泵和電蓄熱設備供熱的系統的參數數據，根據實時的參數數據在線修正調整空氣源熱泵和蓄熱設備的工作狀態。本公開能夠實現系統的自適應自動控制，使得調度更加的及時、準確，從而可以大大減少系統的運行成本，最大限度的利用電能，同時可以使電力負荷平準化，達到了削峰填谷的效果，避免資源浪費。

技術領域

本公開涉及供熱設備自動控制相關技術領域，具體的說，是涉及一種熱泵與電蓄熱設備自適應優化控制方法、系統及裝置。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術信息，并不必然構成在先技術。

空氣源熱泵作為一種高效節能和清潔供暖方式，近年來在我國樓宇、居民小區、工業園區等場合獲得了廣泛應用。有研究表明，在我國華北地區和黃河流域影響空氣源熱泵的主要問題表現在低溫適用性問題，即當室外溫度降低時，熱泵機組出力明顯減小。固體電蓄熱設備的工作模式分為蓄熱模式、放熱模式，在夜間低谷電時，通過電加熱將熱量儲存在固體材料集成裝置內，以獲得較高的顯熱蓄熱溫度，白天熱量將固體中儲存的熱量傳遞出來，再進行風水換熱，完成末端供暖。

對于供熱量需求量較大的場所如公共建筑內，結合采用空氣源熱泵和固體電蓄熱設備可以提高能源的利用率，減少常規能源的消耗。公共建筑主要指需要分時段采暖的學校、商場、寫字樓等，通常白天的供熱需求較大，夜晚不需供暖，平均每天供暖時長小于14h。將空氣源熱泵和固體電蓄熱設備作為供熱系統熱源時，通常使空氣源熱泵承擔白天主要的熱負荷，蓄熱設備在夜晚蓄熱，在白天電價高峰時放熱。目前，我國電價實行固定時段的分時電價(峰谷電價)，因此，傳統的設備運行模式比較固定，如：每天11-12點為尖峰電價時間，此時就開啟蓄熱設備放熱，關停熱泵，以降低運行成本。

發明人發現，隨著我國電力零售市場的放開，動態變化的實時電價模式會取代原來的峰谷電價，傳統的設備控制系統運行模式固定或者單一，控制靈活性較差，不能根據電網價格的變動自適應地控制蓄熱設備的啟停，從而不能充分利用蓄熱產生的能量，導致運行成本較高，客戶體驗較差，已無法滿足使用要求。

發明內容

本公開為了解決上述問題，提出了一種熱泵與電蓄熱設備自適應優化控制方法、系統及裝置，該方法分為兩部分組成：優化預制部分和在線調整部分。第一部分為優化預制部分，以一天用電成本最小為目標函數，采用線性規劃問題的單純形法求出熱泵與電蓄熱設備的出力情況和工作時長，找到電蓄熱設備的投入的最佳時間，以此為基準來預制第二天設備的工作模式。第二部分為在線調整部分，在第二天每個時間段開始時根據建筑熱負荷和蓄熱量等實時數據來微調工作模式，以保證系統運行的實用性和準確性。

為了實現上述目的，本公開采用如下技術方案：

一個或多個實施例提供了一種熱泵與蓄熱設備自適應優化控制方法，包括如下步驟：

獲取第二天電網的日前電價和天氣預報數據，并根據歷史數據預測第二天各時段的建筑熱負荷值；

以用電成本最小為目標構建目標函數，根據預測獲得的熱負荷值，采用線性規劃方法求解每個時間段熱泵和蓄熱設備的出力情況；

根據求解得到的每個時間段熱泵和蓄熱設備的出力情況，確定每個時間段的熱泵和蓄熱設備協同工作的預制工作模式，并發送至熱泵和蓄熱設備；

實時獲取熱泵和電蓄熱設備供熱系統的參數數據，根據實時的參數數據在線調整空氣源熱泵和蓄熱設備的工作狀態。

一個或多個實施例提供了一種熱泵與蓄熱設備自適應優化控制裝置，包括：