[发明专利]一种地源热泵机组负荷分配优化方法

说明书

本发明公开了一种地源热泵机组负荷分配优化方法，首先对地源热泵系统中不同地源热泵机组的负载进行优化分配，建立优化目标。然后根据预期优化量需满足目标优化量的要求，建立目标负荷约束。接着根据热泵机组的负载率下限，建立热泵机组负载率约束。最后采用粒子群优化算法求解优化目标。本发明结合了多台地源热泵机组制热效果的特性差异，通过对地源热泵系统中不同机组的负载进行优化分配，从而使得地源热泵系统的整体能效比COP最优。

技术领域

本发明涉及一种地源热泵机组负荷分配优化方法，属于智能电网领域。

背景技术

随着社会经济的快速发展，不合理的能源结构带来了很多环境问题。电能替代战略被视为治理能源结构不合理的重要手段，“煤改电”是电能替代战略重要组成部分。电采暖作为电能替代在生产生活领域的重要形式对于优化能源结构、防治大气污染、解决雾霾问题起着至关重要的作用，而地源热泵电采暖具有更高的社会效益以及经济效益。在保证用户需求的前提下，如何优化地源热泵系统的运行方式，以降低用户用电费用，同时减少高峰期用电，有效降低电网峰谷差，具有重要的意义。

发明内容

发明目的：本发明提出一种地源热泵机组负荷分配优化方法，使地源热泵系统的整体能效比COP最优。

技术方案：本发明采用的技术方案为一种地源热泵机组负荷分配优化方法，包括以下步骤：

1)对地源热泵系统中不同地源热泵机组的负载进行优化分配，建立优化目标；

2)根据预期优化量需满足目标优化量的要求，建立目标负荷约束；

3)根据热泵机组的负载率下限，建立热泵机组负载率约束；

4)采用粒子群优化算法求解优化目标。

所述步骤1)中N台地源热泵机组均处于运行状态，其中第i台(i＝1,2,…,N) 冷水机组τ时刻的可优化功率W_i^α(τ)为：

式中，α_i(τ)为τ时刻第i台地源热泵机组的负载率，α_i⁰为第i台地源热泵机组工作时的负载率下限，取值范围为50％-70％，W_R,i为地源热泵机组的额定功率；

对每台地源热泵机组在每个时刻的负载率进行优化分配，使得在一天中地源热泵系统整体的运行效率最优，目标函数为：

所述步骤2)中记τ时刻第i台地源热泵机组的预期负载率为α_i^e(τ)，其预期优化率为η_i^e(τ)，二者的关系为：

每台地源热泵机组的预期优化量为：

式中，W_i(τ)表示τ时刻第i台地源热泵机组的预期优化量。

预期优化量需满足目标负荷优化量要求，如下式所示：

式中，Q_c(τ)为τ时刻的目标负荷优化量。

所述步骤3)中第i台地源热泵机组的预期负载率α_i^e(τ)不能低于负载率下限值，如下式所示。

式中，α_i^e(τ)表示τ时刻第i台机组的预期负载率。

所述步骤4)中如图1采用粒子群算法迭代求解时，粒子根据如下两个公式更新速度和位置。