[发明专利]一种双模式热泵储能效率实时优化控制方法

说明书

本发明涉及一种双模式热泵储能效率实时优化控制方法，包括：优化模型建立步骤，所述优化模型的目标函数为瞬时性能系数最大化；模型求解步骤，测量储冷储热装置出口流体温度，采用遗传算法对所述优化模型进行求解，获得优化瞬时性能系数和优化控制参数；优化控制步骤，以所述优化控制参数对热泵储能系统进行控制。与现有技术相比，本发明通过优化模型，根据用户供冷供热需求设定储冷储热量比例，实时调节节流阀开度、储冷储热循环流体流速和压缩机频率，从而实现某一设定储冷储热比值条件下的双模式储能热泵总储能效率最大化。

技术领域

本发明涉及一种储能热泵优化控制方法，尤其是涉及一种考虑储冷储热比例的双模式热泵储能性能实时优化控制方法。

背景技术

热泵是一种将低温热源的热量转移到高温热源的装置，通常是先从环境中提取热量，经过电力做功，将不能直接利用的低品位热能转化为可被利用的高品位热能。以往热泵通常仅用于满足供冷或供热需求。2012年Blarke等人提出的双模式储能热泵经过电力做功，将冷水箱的热能转移到热水箱中，并将制冷制热的能量储存起来以满足建筑和工业间歇性热水空调的需要，可以提高间歇性可再生能源在能源系统中的占用率，有助于解决能源匮乏、大气污染和全球变暖日愈严重的世界问题。美国普渡大学针对采用变储能循环水流量提高了双模式储能热泵储热量。双模式储能热泵储能过程中冷热水箱温度瞬时变化，实时优化控制是储能节能的关键之一。但是目前国内外新提出的双模式储能热泵尚缺乏储能效率实时优化控制方法以及根据用户需求控制储冷储热比例的方法。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种兼顾实际供冷供热需求比例的双模式热泵储能效率实时优化控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种双模式热泵储能效率实时优化控制方法，包括：

优化模型建立步骤，所述优化模型的目标函数为瞬时性能系数最大化；

模型求解步骤，测量储冷储热装置出口流体温度，采用遗传算法对所述优化模型进行求解，获得优化瞬时性能系数和优化控制参数；

优化控制步骤，以所述优化控制参数对储能装置中储冷储热介质温度瞬时变化的双模式热泵储能系统进行控制，以实现总储能性能效率的优化。

所述优化模型的目标函数为

约束条件包括：

5Hz<f<70Hz

50pulses<n<500pulses

10℃<t_h,o<70℃

-10℃<t_c,o<32℃

COP_t≥COP_t,cr

0<QR<1

其中，COP_t为瞬时性能系数，f为压缩机频率，n为节流阀开度，为循环热流体体积流量，为循环冷流体体积流量，t_h,o为储热装置出口流体温度，t_c,o为储冷装置出口流体温度，QR为储冷储热量比值，COP_t,cr为评价函数。

所述目标函数基于实验数据拟合模型或数学物理模型建立。

所述储冷储热量比值QR基于不同比例的供冷供热量的需求设定。