[发明专利]一种兼顾成本与能耗的冰蓄冷系统多目标优化运行方法

说明书

本发明公开了一种兼顾成本与能耗的冰蓄冷系统多目标优化运行方法，包括，建立冰蓄冷系统内部关键设备的模型；根据所述关键设备的模型建立冰蓄冷系统多目标优化的数学模型；求解所述多目标优化的数学模型得到最佳冷量分配结果。一方面，从运行费用和能耗两个方向入手，建立系统的多目标优化模型，同时降低系统的运行费用和运行能耗；另一方面将系统全年供冷期的供冷时长视为一个运行周期，对系统整个供冷期的运行进行优化。

技术领域

本发明涉及冰蓄冷系统应用的技术领域，尤其涉及一种兼顾成本与能耗的冰蓄冷系统多目标优化运行方法。

背景技术

近年来，商业建筑能源需求侧管理成为一个热门研究领域。在满足建筑内人体热舒适性的前提下，使用蓄冷空调可以增加需求侧负荷弹性，优化城市供电系统，同时也有助于用户节省建筑的运行成本。截止至2015年6月，中国蓄冷项目总量已超过1100例，其中冰蓄冷空调占80％以上。冰蓄冷空调可以利用夜间低谷的电力制冷并将冷量以冰的形式储存，在白天融冰释冷，以减少制冷主机的使用，实现用电量的转移，对于改善电力建设的投资效益和生态环境有重大意义。

冰蓄冷空调系统的运行控制是影响系统能耗和运行费用的重要因素，目前最常用的两种运行策略为冷机优先控制和融冰优先控制。冷机优先控制实现简单，运行可靠，机组制冷效率高，但是蓄冰设备夜间储存的冰往往没有被充分利用，造成浪费。融冰优先控制能够最大程度发挥蓄冰设备的作用，降低系统运行费用，但该方式对蓄冰设备的容量参数要求更高，增加系统初投资费用，而且容易出现后期冰槽供冷不足的问题。相比于以上两种传统的控制策略，优化控制具有显著优势，使用优化控制策略合理分配冷负荷能够最大限度地提高系统的运行效益。

现有关于冰蓄冷系统优化运行的研究主要集中在降低系统运行费用方面，而忽视了对系统能耗的影响，且往往仅对系统某一天的运行进行优化，未考虑该优化方法是否适合整个供冷期内的负荷变化情况。为了克服上述现有研究的不足，一方面，考虑从运行费用和能耗两个方向入手，建立系统的多目标优化模型，尽可能地同时降低系统的运行费用和运行能耗。另一方面将系统全年供冷期的供冷时长视为一个运行周期，即对系统整个供冷期的运行进行优化，并将每一小时作为优化时间步长。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在冰蓄冷系统运行的问题，提出了本发明。

因此，本发明解决的技术问题是：忽视系统能耗对整个冰蓄冷系统的影响，并且仅仅对系统某一天的运行进行优化，未考虑该优化方法是否适合整个供冷期内的负荷变化情况。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：建立冰蓄冷系统内部关键设备的模型；根据所述关键设备的模型建立冰蓄冷系统多目标优化的数学模型；求解所述多目标优化的数学模型得到最佳冷量分配结果。

作为本发明所述的兼顾成本与能耗的冰蓄冷系统多目标优化运行方法的一种优选方案，其中：所述建立冰蓄冷系统内部关键设备的模型包括，冷水机组的能耗模型、冷却塔的能耗模型、水泵的能耗模型以及蓄冰设备的蓄冰、融冰模型。

作为本发明所述的兼顾成本与能耗的冰蓄冷系统多目标优化运行方法的一种优选方案，其中：所述冷水机组的能耗模型包括，冷水机组在进行工作时，定义冷水机组每小时的耗电量与该时刻的制冷量成正比，即机组耗电量等于该时刻的制冷量/额定制冷量*额定功率，其中在制冰时所述冷水机组的耗电量为：

在直接供冷时所述冷水机组的耗电量为：