一种基于需求响应的空调建模及控制策略

摘要

本发明公开了一种基于需求响应的空调建模及控制策略，包括以下步骤：建立房间模型，即房间室内、外温度与显热冷负荷间的关系；建立适合需求响应的系统运行空调模型，即空调负荷与决策变量间的关系；确定控制策略，即明确目标函数、控制变量、约束条件等；采用结合状态空间截断的和声算法求解目标函数；得到结果，对结果进行分析处理。本发明通过细致建立模型，明确多控制变量协同优化的策略，为空调参与需求响应的系统运行提供了科学理论支持。

主权项

一种基于需求响应的中央空调建模及控制策略，中央空调系统运行中涉及三个循环，分别为冷却水循环、冷冻水循环和空气循环，冷却水循环将制冷机中的热量通过冷却水带入冷却塔中冷却，冷冻水循环将制冷机产生的冷量通过冷冻水带入表冷器，冷冻水循环通过表冷器与空气循环进行热交换，风机设置在空气循环中，在冷却水循环上设置定速冷却水泵，在冷冻水循环上设置变速冷冻水泵；其特征在于：包括如下步骤：(1)建立房间模型，即建立室内温度、室外温度与显热冷负荷间的关系，具体为：(式1)Q＝Q_c‑∑σQ_in           (式2)(式3)Q_c＝E_gQ_{c_d}              (式4)式中：表示t时刻的室内温度，表示t时刻的室外温度，Q为显热冷负荷，A为导热系数，ε为散热系数，Q_c为空调制冷负荷，σ为热负荷影响系数，Q_in为室内热负荷，τ为控制时间间隔，T_c为时间常数，E_g为热交换效率，Q_{c_d}为制冷机设计冷量；(2)建立适合需求响应的系统运行中央空调模型，即空调负荷与决策变量间的关系，具体为：P_∑＝P_c(t_co,t_ni,t_s,t_N)+P_f(t_s,t_N)+P_p(t_s,t_co,t_ci,t_N)+P_z(t_ni)            (式5)式中：P_∑为总功率，P_c为制冷机功率，P_f为风机功率，P_p为水泵功率，P_z为冷却塔功率；t_co为制冷机出水温度，t_ni为冷却水进水温度，t_s为送风温度，t_N为室内干球温度，t_ci为制冷机进水温度；(3)确定控制策略，即明确目标函数、控制变量和约束条件；(4)根据上级调度部门指标，采用结合状态空间截断的和声搜索算法对目标函数进行求解；(5)得到结果，对结果进行分析处理。