一种基于峰谷电价的空气源热泵负荷优化运营方法及系统技术方案

本发明专利技术属于空气源热泵技术领域，提供了一种基于峰谷电价的空气源热泵负荷优化运营方法及系统，该方法包括：获取空气源热泵群功率、分时电价和热泵机组的台数；根据空气源热泵群功率、分时电价和热泵机组的台数构建目标函数；基于目标函数和室内平均温度约束条件，构建优化热泵运营模型；以空气源热泵负荷总费用最低为目标，采用优化热泵运营模型，得到需要开启的热泵数量；根据需要开启的热泵数量，关闭多余的热泵，以实现空气源热泵负荷优化运营。本发明专利技术能够准确描述空气源负荷电功率与所属建筑物楼宇室内平均温度之间的定量关系，根据峰谷电价实现空气源热泵负荷优化运营。据峰谷电价实现空气源热泵负荷优化运营。据峰谷电价实现空气源热泵负荷优化运营。

【技术实现步骤摘要】
一种基于峰谷电价的空气源热泵负荷优化运营方法及系统


[0001]本专利技术属于空气源热泵
，尤其涉及一种基于峰谷电价的空气源热泵负荷优化运营方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]峰谷电价是指高峰用电和低谷用电分别计算电费的一种电价制度，高峰用电收费标准高，低谷用电收费标准低。峰谷电价制度能充分发挥价格的经济杠杆作用，使用电单位错开用电时间，调动用户削峰填谷、均衡用电的积极性，促进充分利用设备和能源。
[0004]空气源热泵先把水制热成50℃/7℃左右的热/冷水，然后通过水泵经水管路输送到各个房间，与室内进行热交换，达到制热/冷目的。楼宇房间内温度作出小范围改变不会明显影响用户温度舒适性，由于水和建筑物热惯性时间常数较大(甚至可以增加蓄热水罐等储热装置进一步增加储热能力)，因此可以存储大量热量，能够实现空气源热泵启停(用电)状态与室内目标温度之间的解耦。
[0005]因此如何充分利用建筑物及水循环系统蓄热/冷能力，根据峰谷电价优化热泵负荷出力曲线，使空气源热泵供热/冷负荷电费成本大为降低是目前急需解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]为了解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供一种基于峰谷电价的空气源热泵负荷优化运营方法及系统，其能够准确描述空气源负荷电功率与所属建筑物楼宇室内平均温度之间的定量关系，根据峰谷电价实现空气源热泵负荷优化运营。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]本专利技术的第一个方面提供一种基于峰谷电价的空气源热泵负荷优化运营方法。
[0009]一种基于峰谷电价的空气源热泵负荷优化运营方法，包括：
[0010]获取空气源热泵群功率、分时电价和热泵机组的台数；
[0011]根据空气源热泵群功率、分时电价和热泵机组的台数构建目标函数；
[0012]基于目标函数和室内平均温度约束条件，构建优化热泵运营模型；
[0013]以空气源热泵负荷总费用最低为目标，采用优化热泵运营模型，得到需要开启的热泵数量；
[0014]优化模块，其被配置为：根据需要开启的热泵数量，关闭多余的热泵，以实现空气源热泵负荷优化运营。
[0015]进一步的，所述室内温度约束为：室内平均温度不低于室内最低温度限制、不高于室内最高温度限制。
[0016]进一步的，所述目标函数为：
[0017][0018]其中，F为空气源热泵负荷总费用；T为一个周期内被均分成的时段数；P
HPj
(t)为空气源热泵群功率，对于非变频热泵机组开启时为额定功率，关闭时功率为零；C(t)为分时电价；t为时段；N为热泵机组的台数。
[0019]进一步的，所述室内平均温度的变化用热空间模型描述：
[0020][0021]其中，K
air
为末端房间的热导，C
air
为末端房间的热容，T
i
为室内平均温度，T
o
为室外温度，Q
ex
为热/冷冻水与房间的热交换功率。
[0022]进一步的，所述热/冷冻水与房间的热交换功率为：
[0023]Q
ex
＝K
air
‑
water
(T
i
‑
T
e
)
[0024]其中，K
air
‑
water
为热交换热导，T
e
为空气源热泵出水温度。
[0025]进一步的，所述空气源热泵出水温度与空气源热泵回水温度随时间的变化关系为：
[0026][0027]其中，C
b
为空气源热泵回水热容，T
b
为空气源热泵回水温度，K
w
＝cv为热/冷冻水的热导，c是热/冷冻水的比热容，v是热/冷冻水的流量。
[0028]进一步的，空气源热泵出水温度随时间的变化为：
[0029][0030]其中，C
e
为空气源热泵出水热容，s
j
为热泵j的启停状态：开启时为1、关闭时为0，Q
HPj
为空气源热泵j的制热/冷量。
[0031]本专利技术的第二个方面提供一种基于峰谷电价的空气源热泵负荷优化运营系统。
[0032]一种基于峰谷电价的空气源热泵负荷优化运营系统，包括：
[0033]数据获取模块，其被配置为：获取空气源热泵群功率、分时电价和热泵机组的台数；
[0034]目标函数确定模块，其被配置为：根据空气源热泵群功率、分时电价和热泵机组的台数构建目标函数；
[0035]模型构建模块，其被配置为：基于目标函数和室内平均温度约束条件，构建优化热泵运营模型；
[0036]输出模块，其被配置为：以空气源热泵负荷总费用最低为目标，采用优化热泵运营模型，得到需要开启的热泵数量；
[0037]优化模块，其被配置为：根据需要开启的热泵数量，关闭多余的热泵，以实现空气源热泵负荷优化运营。
[0038]本专利技术的第三个方面提供一种计算机可读存储介质。
[0039]一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第一个方面所述的基于峰谷电价的空气源热泵负荷优化运营方法中的步骤。
[0040]本专利技术的第四个方面提供一种计算机设备。
[0041]一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述第一个方面所述的基于峰谷电价的空气源热泵负荷优化运营方法中的步骤。
[0042]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0043]本专利技术分析了空气源热泵负荷和空气源热泵机组群供暖/冷工作原理，并建立了空气源热泵负荷用电模型，能够准确描述空气源负荷电功率与所属建筑物楼宇室内温度之间定量关系。
[0044]本专利技术充分利用空气源热泵负荷蓄热/冷特性，根据峰谷电价实现空气源热泵负荷优化运营，使运行周期内电费花费最低，大大降低分散式供暖成本。
[0045]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0046]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0047]图1是本专利技术实施例中的基于峰谷电价的空气源热泵负荷优化运营方法的流程图；
[0048]图2是本专利技术实施例采集的山东电网峰谷电价；
[0049]图3是本专利技术实施例设定的一种优化运行策略；
[0050]图4是本专利技术实施例中最优成本下的出力情况；
[0051]图5是本专利技术实施例中最优成本下的室内温度曲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于峰谷电价的空气源热泵负荷优化运营方法，其特征在于，包括：获取空气源热泵群功率、分时电价和热泵机组的台数；根据空气源热泵群功率、分时电价和热泵机组的台数构建目标函数；基于目标函数和室内平均温度约束条件，构建优化热泵运营模型；以空气源热泵负荷总费用最低为目标，采用优化热泵运营模型，得到需要开启的热泵数量；根据需要开启的热泵数量，关闭多余的热泵，以实现空气源热泵负荷优化运营。2.根据权利要求1所述的基于峰谷电价的空气源热泵负荷优化运营方法，其特征在于，所述室内温度约束为：室内平均温度不低于室内最低温度限制、不高于室内最高温度限制。3.根据权利要求1所述的基于峰谷电价的空气源热泵负荷优化运营方法，其特征在于，所述目标函数为：其中，F为空气源热泵负荷总费用；T为一个周期内被均分成的时段数；P
HPj
(t)为空气源热泵群功率，对于非变频热泵机组开启时为额定功率，关闭时功率为零；C(t)为分时电价；t为时段；N为热泵机组的台数。4.根据权利要求1所述的基于峰谷电价的空气源热泵负荷优化运营方法，其特征在于，所述室内平均温度的变化用热空间模型描述：其中，K
air
为末端房间的热导，C
air
为末端房间的热容，T
i
为室内平均温度，T
o
为室外温度，Q
ex
为热/冷冻水与房间的热交换功率。5.根据权利要求4所述的基于峰谷电价的空气源热泵负荷优化运营方法，其特征在于，所述热/冷冻水与房间的热交换功率为：Q
ex
＝K
air
‑
water
(T
i
‑
T
e
)其中，K
air
‑
water
为热交换热导，T
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪伟，刘萌，高嵩，孟凡强，王丽，
申请(专利权)人：山东佐耀智能装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：