[發明專利]一種基于協同優化策略的變速水泵運行調節方法

在審

• 申請號: 202010530569.4
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111623491A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 王智偉;王雨
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: F24F11/85
• 分類號: F24F11/85;F24F11/64
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

本發明公開了一種基于協同優化策略的變速水泵運行調節方法，通過區域供冷/供熱系統各末端設備隨機負荷需求的預測；區域供冷/供熱系統運行調節特性的數學描述；建立變速水泵協同運行優化數學模型；進行變速水泵協同運行優化數學模型求解；進行變速水泵的逐時預調節，實現了末端供冷/供熱設備可以獨立調控的區域供冷/供熱系統集中式變速水泵的運行優化。該基于協同優化策略的變速水泵運行調節方法能很好滿足實際工程的需要，有效減少區域供冷/供熱系統水泵能耗，節省運行費用，便于管理人員操作，具有很好的應用前景。

技術領域

本發明屬于區域供冷/供熱系統工程技術領域，特別涉及一種基于協同優化策略的變速水泵運行調節方法。

背景技術

區域供熱/供冷系統主要由集中的冷/熱源、循環水泵、輸配管網、末端供冷/供熱設備組成。循環水泵將冷/熱水從集中的冷/熱源，經輸配管網輸送到各末端設備為建筑提供所需的冷、熱負荷需求。為了便于管理及節約輸配能耗，區域供熱/供冷系統的循環水泵通常采用集中式變速水泵。當用戶的冷/熱負荷需求發生變化時，可以調節水泵的轉速為末端供冷/供熱設備提供所需的流量。

為了盡可能地降低水泵耗能，研究人員開展了大量關于區域供冷/供熱系統集中式變速水泵運行調節方法的研究。目前，區域供冷/供熱系統集中式變速水泵的運行調節方法主要有：適用于僅有少量末端設備的跟隨型調節方法和適用于末端設備負荷需求一致變化的預調節方法。現有區域供冷/供熱系統集中式變速水泵的運行調節方法均沒有考慮集中調節與末端分散隨機調節的矛盾。

然而，由于各種末端調控設備在區域供冷/供熱系統的廣泛應用，末端的供冷/供熱設備可由使用人員根據需要進行調節或開、關控制。對于末端供冷/供熱設備可以獨立調控的區域供冷/供熱系統，主要特點為：具有復雜的管網拓撲結構、末端設備較多、各末端設備調節具有較大的隨機性。目前還沒有一種適用于末端供冷/供熱設備可以獨立調控的區域供冷/供熱系統集中式變速水泵的運行調節方法，集中調節與末端分散隨機調節的矛盾一直無法解決，導致變速水泵的節能潛力難以發揮，水泵能耗仍然居高不下。

發明內容

針對目前末端供冷/供熱設備可以獨立調控的情況下，區域供冷/供熱系統集中式變速水泵運行與分散末端隨機調節難以實現協同運行、水泵運行能耗較高的問題。本發明的目的是提供一種通用的基于協同優化策略的變速水泵運行調節方法，在滿足各個末端用戶負荷需求的同時，使區域供冷/供熱系統集中式變速水泵能耗達到最低，實現集中式變速水泵與各分散的末端設備的協同優化運行。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于協同優化策略的變速水泵運行調節方法，包括下述步驟：

S1，預測區域供冷/供熱系統各末端設備隨機負荷需求；

S2，給出區域供冷/供熱系統運行調節特性的數學描述；

S3，根據系統各末端設備隨機負荷需求和系統運行調節特性，建立變速水泵協同運行優化數學模型；

S4，進行變速水泵協同運行優化數學模型求解，得到變速水泵逐時最佳水泵變頻比r_f,o；

S5，根據變速水泵逐時最佳水泵變頻比r_f,o，計算變速水泵進出口壓差的逐時最佳設定值DP_set,o，進行變速水泵的逐時預調節。

進一步，所述步驟S1中，各末端設備隨機負荷需求的預測的流程包括：

1a)通過實地調研確定隨機在室人員行為的特征參數；

1b)基于隨機在室人員行為方法(SOB方法)，使用DeST軟件進行建筑各空間逐時負荷需求的模擬；

1c)將每個末端設備所承擔空間的逐時負荷需求模擬值累加，計算各末端設備的逐時負荷需求Q_req(τ)。