[發(fā)明專利]一種用于樓宇空調(diào)系統(tǒng)的靈活用能控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110104600.2
• 申請(qǐng)日: 2021-01-26
• 公開（公告）號(hào): CN112880133B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛貴元;吳晨;吳垠;胡國(guó)偉;牛文娟;陳琛;馬龍鵬;竇迅;王世震
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院;國(guó)網(wǎng)江蘇電力設(shè)計(jì)咨詢有限公司
• 主分類號(hào): F24F11/46
• 分類號(hào): F24F11/46;F24F11/62;F24F130/10
• 代理公司: 南京禹為知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 王曉東

本發(fā)明提供用于樓宇空調(diào)系統(tǒng)的靈活用能控制方法，考慮溫度，能源價(jià)格對(duì)冬季樓宇空調(diào)系統(tǒng)的供暖的影響，有助于提高空調(diào)系統(tǒng)供暖的經(jīng)濟(jì)性；考慮樓宇負(fù)荷的需求響應(yīng)特性，將負(fù)荷從高峰時(shí)段遷移到非高峰時(shí)段，有助于電網(wǎng)的削峰填谷和樓宇的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能樓宇靈活用能技術(shù)領(lǐng)域，特別是，涉及一種用于樓宇空調(diào)系統(tǒng)的靈活用能控制方法。

背景技術(shù)

隨著世界城市化的腳步加快，能源消耗中城市的消耗占比不斷飆升，城市消耗了全球75％的能源。其中，樓宇負(fù)荷總量在某些大城市已超過城市總用電量的40％。樓宇可控負(fù)荷運(yùn)行方式靈活，暖通空調(diào)HVAC作為樓宇供能系統(tǒng)能源消耗的主體，可以通過直接控制或者價(jià)格激勵(lì)措施，有效管理智能樓宇系統(tǒng)能耗，降低樓宇運(yùn)行成本，提高電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和安全性。

目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)樓宇的智能控制做了大量的研究。在建模方面，現(xiàn)有研究能夠基于樓宇蓄熱特性，構(gòu)建虛擬儲(chǔ)能系統(tǒng)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)樓宇虛擬儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電管理，也能夠利用熱量瞬態(tài)能量平衡方程構(gòu)建智能樓宇制熱/制冷能耗動(dòng)態(tài)模型，構(gòu)建基于模型預(yù)測(cè)控制的智能樓宇能量管理策略。在控制方面，現(xiàn)有研究通過提出一種基于模型預(yù)測(cè)控制的智能樓宇用能靈活性調(diào)控策略，解決預(yù)測(cè)和實(shí)時(shí)調(diào)控之間的偏差的問題，可以以電能花費(fèi)和用戶舒適度作為優(yōu)化目標(biāo)，建立優(yōu)化控制模型，提出改進(jìn)的快速粒子群求解方法。

綜上所述，現(xiàn)有研究針對(duì)規(guī)則的開關(guān)控制方法應(yīng)用于空調(diào)管理系統(tǒng)控制的研究已經(jīng)十分廣泛。但在空調(diào)系統(tǒng)的傳統(tǒng)控制方法方面仍存在很多不足，一方面樓宇的熱動(dòng)態(tài)特性、用戶需求與室外溫度變化之間的關(guān)系并未得到充分的考慮，另一方面，由于空調(diào)系統(tǒng)在不同類別樓宇中有不同的條件，其系統(tǒng)的魯棒性難以保證。

發(fā)明內(nèi)容

本部分的目的在于概述本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面以及簡(jiǎn)要介紹一些較佳實(shí)施例。在本部分以及本申請(qǐng)的說(shuō)明書摘要和發(fā)明名稱中可能會(huì)做些簡(jiǎn)化或省略以避免使本部分、說(shuō)明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡(jiǎn)化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。

因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的空調(diào)系統(tǒng)在不同類別樓宇中有不同的條件，其系統(tǒng)的魯棒性難以保證缺陷，從而提供一種用于樓宇空調(diào)系統(tǒng)的靈活用能控制方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種用于樓宇空調(diào)系統(tǒng)的靈活用能控制方法，包括，

采集輸入天氣數(shù)據(jù)；

建立考慮能源價(jià)格的空氣源熱泵成本估算以及燃?xì)忮仩t用能成本估算的雙源切換策略；

考慮需求響應(yīng)對(duì)樓宇空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能作用的影響，在保證用戶舒適溫度的前提下，提出考慮需求響應(yīng)的負(fù)荷遷移策略

結(jié)合雙源切換策略以及考慮需求響應(yīng)的負(fù)荷遷移策略，在保證用戶舒適溫度的前提下，以樓宇空調(diào)系統(tǒng)供暖成本最低為目標(biāo)函數(shù)，確定樓宇空調(diào)系統(tǒng)的靈活用能控制策略。

作為本發(fā)明所述用于樓宇空調(diào)系統(tǒng)的靈活用能控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：建立所述雙源切換策略時(shí)，考慮以空調(diào)系統(tǒng)為供暖消耗的能源種類不同導(dǎo)致樓宇空調(diào)系統(tǒng)用能成本的差異，分析不同溫度下空調(diào)系統(tǒng)消耗電能，天然氣的性價(jià)比，考慮溫度，能源價(jià)格的影響，選擇用能成本較低的一種供暖方式進(jìn)行供暖。

作為本發(fā)明所述用于樓宇空調(diào)系統(tǒng)的靈活用能控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述建立考慮溫度變化及能源價(jià)格的空氣源熱泵成本估算模型還包括以下步驟：

考慮外界溫度對(duì)空氣源熱泵的制熱性能系數(shù)(COP值)的影響，室外溫度與COP值之間的關(guān)系為：

cop(t)＝0.062×temw(t)+3.116

式中，cop_(t)為t時(shí)刻下的空氣源熱泵COP值，temw_(t)為t時(shí)刻的室外溫度。

則空氣源熱泵單位能量所需費(fèi)用計(jì)算公式為：