[发明专利]一种地源热泵空调系统多设备协同优化方法及系统

说明书

本公开提供了一种地源热泵空调系统多设备协同优化方法及系统，根据地源热泵空调系统关键设备二型模糊模型，得到地源热泵空调系统的系统总换热量和系统总能耗模型，以系统总换热量最大和系统总能耗最小为目标进行系统总换热量和系统总能模型优化；以热源机组的多个换热机组对应的控制器为基础，建立基于热负荷需求响应的群智能节能控制模型；采用基于群智能的分布式优化方法求解所构建的节能控制模型最优解，得到最优的节能控制策略；本公开对地源热泵空调系统的多个设备协同问题进行了抽象并转化成了多目标优化问题，建立了节能控制模型，利用群智能分布式优化方法得到了控制模型的最优解，从而实现地源热泵空调系统中的热泵系统的多设备协同最优控制。

技术领域

本公开涉及地源热泵空调系统技术领域，特别涉及一种地源热泵空调系统多设备协同优化方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

地源泵空调系统作为一种充分利用清洁、可再生地热资源实现系统节能减排的新型空调系统相比传统空调系统可以降低29.2％的系统能耗，减少14.7％的建筑总能耗有效提升建筑物能源效率，被广泛应用于构建超低能耗/零能耗绿色建筑中。

本公开发明人发现，(1)地源热泵空调系统的关键设备如热源机组、制冷机组、末端机组之间具有约束性、不确定性和复杂性，并且设备之间具有强耦合特性；(2)地源热泵空调系统通常为经验式、粗放型管控，导致设备运行工况差(欠负荷运行或超负荷运行)，故障概率高；(3)设备子系统的各设备的控制各自为政，缺乏协同，造成系统效率低、能耗高。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种地源热泵空调系统多设备协同优化方法及系统，对地源热泵空调系统的多个设备协同问题进行了抽象并转化成了多目标优化问题，建立了地源热泵空调系统中的热泵系统节能控制模型，利用群智能分布式优化方法得到了节能控制模型的最优解，从而实现地源热泵空调系统中的热泵系统的多设备协同最优控制。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

第一方面，本公开提供了一种地源热泵空调系统多设备协同优化方法，步骤如下：

根据地源热泵空调系统关键设备二型模糊模型，得到地源热泵空调系统的系统总换热量和系统总能耗模型，以系统总换热量最大和系统总能耗最小为目标进行系统总换热量和系统总能模型优化；

以热源机组的多个换热机组对应的控制器为基础，建立基于热负荷需求响应的群智能节能控制模型；

采用基于群智能的分布式优化方法求解所构建的节能控制模型最优解，得到最优的节能控制策略。

作为可能的一些实现方式，系统总换热量和系统总能耗可抽象化为：

其中，J_HE(t,f,p,v,θ)和J_EC(t,f,p,v,θ)分别为在输入变量即进/回水温差t∈T、流量f∈F、压力p∈P、阀门开度v∈V和θ＝{θ_T,θ_F,θ_P,θ_V}下系统总换热量和系统总能耗；和分别为在输入变量和约束条件集合下第i(i＝1,2,...,m)个关键设备二型模糊模型输出，即第i个设备的换热量和能耗，λ_i为第i个关键设备的换热效率，m为系统中关键设备数量。

作为进一步的限定，以系统总换热量最大和系统总能耗最小为目标进行系统总换热量和系统总能模型优化，具体为解决如下带约束的多目标优化问题：

s.t.t∈θ_T,f∈θ_F,p∈θ_P,v∈θ_V