中央空调冷源需求侧响应的优化控制方法技术

本发明专利技术属于中央空调冷源控制技术领域，具体涉及一种中央空调冷源需求侧响应的优化控制方法，包括：步骤SA：确定评价目标模型中电价计算方式；步骤SB：根据所述评价目标模型获取最优的运行计划表；步骤SC：根据最优的运行计划表控制中央空调冷源各设备。评价目标模型在评价运行计划表时，需要计算电价，可以通过在需求响应阶段、非需求响应阶段采用不同电价计算方式可以调整运行计划表的评价目标值，选择评价目标值符合预期要求即对应的最优的运行计划表控制中央空调冷源各设备，可以达到在需求响应阶段、非需求响应阶段分别对中央空调冷源各设备用电进行合理规划的目的。源各设备用电进行合理规划的目的。源各设备用电进行合理规划的目的。

【技术实现步骤摘要】
中央空调冷源需求侧响应的优化控制方法


[0001]本专利技术属于中央空调冷源控制
，具体涉及一种中央空调冷源需求侧响应的优化控制方法。

技术介绍

[0002]需求响应(Demand Response，简称DR)即电力需求响应的简称，是指当电力批发市场价格升高或系统可靠性受威胁时，电力用户接收到供电方发出的诱导性减少负荷的直接补偿通知或者电力价格上升信号后，改变其固有的习惯用电模式，达到减少或者推移某时段的用电负荷而响应电力供应，从而保障电网稳定，并抑制电价上升的短期行为。它是需求侧管理(DSM)的解决方案之一。
[0003]空调是造成夏季用电负荷陡增的重要原因。这导致夏季用电紧张，需要为此花巨资修建扩建新的发电设施。然而空调高峰季节结束后，大量发电设施闲置或者长期运行在低效水平。由此造成的社会资源浪费可观。如果能够让空调用户在用电紧张时段减少空调用电从而缓解紧张程度有助于解决上述问题。
[0004]中央空调系统通常分成冷源和末端两部分，前者由冷机、水泵、冷却塔等组成，后者由空调箱、风机盘管等组成。冷源部分的电功耗大，是需求侧响应不可忽略的部分，但它的启动、关闭和负荷调整涉及多种约束(比如冷机运行过程中必须保持某个范围内的流量，冷机和水泵等停机后不能马上启动，启动后不能马上停机等)，在参与需求侧响应的过程中需要更自动和灵活的控制。
[0005]通常，需求侧响应过程中用电侧在收到降低电负荷的信号后，根据电负荷降低多并且影响小的原则依次关停不同设备直到满足降负荷的要求。待降负荷信号消除后恢复相关设备按原有方式运行。例如在家庭中停用冰箱、空调等，或在使用中央空调的大楼中关闭空调末端或减少空调末端的输出。
[0006]如前所述，由于中央空调冷源的启停和负荷调整比较复杂，在需求侧响应中往往采用一些简单方法进行。例如在收到降低电负荷的信号后，直接关闭制冷主机，待响应结束后重启。这样避免了启停主机过程中调整水泵等对控制系统造成的“麻烦”。但是，这一过程中涉及多个设备在多个时间点上合理地进行启停和运行参数调整，是一个涉及多个时间阶段的规划问题，而传统的基于PID的或基于条件触发的PLC控制系统没有多阶段规划能力。另一些方案中则采用了简化手段处理。例如根据当时工况分别独立地调整冷机和变频水泵的运行参数，但是不涉及启停；再例如根据当时工况和降负荷的要求，通过反馈给冷机一个调整后的虚假回水温度信号实现冷机负荷的调整。
[0007]将中央空调冷源中的部分设备参与需求侧响应可能是低效和不彻底的。以只停冷机这种做法为例，虽然操作简单，但是制冷量的调节精度降低了，一台冷机当时的制冷量一下子从有到无消失了。并且相关水泵和冷却塔(假设冷机是水冷的)还是在运行的，不仅可能无效运行而且很可能还消耗可观的电能。降低冷机的负荷这一做法存在同样的问题。同时调节冷机和水泵运行参数的做法比调节单一冷机的方法有了改进，但是又无法考虑设备
启停这一可能的响应选项。
[0008]总之这些简化手段不能完全考虑冷源进行需求响应的各种可能手段，可能存在设备无效运行的情况。尽可能多地考虑冷源侧各种可使用的手段，有助于尽可能提高需求响应的能力，并减少对末端的干扰。

技术实现思路

[0009]本专利技术提供了一种中央空调冷源需求侧响应的优化控制方法。
[0010]本专利技术提供了一种中央空调冷源需求侧响应的优化控制方法，其特征在于，包括：步骤SA：确定评价目标模型中电价计算方式；步骤SB：根据所述评价目标模型获取最优的运行计划表；步骤SC：根据最优的运行计划表控制中央空调冷源各设备。
[0011]进一步的，所述评价目标模型包括：
[0012][0013]式中，J为评价目标值；t表示未来一个时间段上不同的时间点，共h个；Penalty
t
表示时间点t上对用电成本、水温超标的惩罚。
[0014]进一步的，所述Penalty
t
的计算式为：
[0015]Penalty
t
＝PDt
×
EPt+ETt
×
λt
‑
REt
×
γt；
[0016]式中：PD
t
为t时刻空调冷源各设备的功耗；EP
t
为t时刻的电价；ET
t
为t时水温超标幅度；λ
t
为t时对水温超标的惩罚系数，即为ET
t
的惩罚单价；RE
t
为t时设备节省的电耗；γ
t
为t时对节省的电耗的奖励系数。
[0017]进一步的，所述ET
t
＝TG
CHWt
超出预设范围的幅度；或者所述ET
t
＝TG
CHWt
超出预设范围的幅度+TG
CWt
超出预设范围的幅度；其中TG
CHWt
为t时刻冷冻水供水温度,TG
CWt
为t时刻冷却水的供水温度。
[0018]进一步的，t时刻冷冻水供水温度计算式为：
[0019][0020]t时刻冷冻水回水温度计算式为：
[0021][0022]式中：
[0023]TH
CHWt
为t时刻冷冻水回水温度，其中TH
CHW0
取实时数据；
[0024]R
t
为t
‑
1时刻到t时刻这一时间段内的冷机的制冷或制热总量；
[0025]C
t
为t
‑
1时刻到t时刻这一时间段内建筑物的冷或热负荷总量；
[0026]Q
CHWt
为t
‑
1时刻到t时刻这一时间段内从冷机到建筑物的总流量；
[0027]c为水的比热；
[0028]ρ为水的密度。
[0029]进一步的，所述步骤SA中，确定评价目标模型中电价计算方式的步骤包括：
[0030]步骤SA1：判断当前时间是否早于需求响应开始时间，若是，则执行SA2；若否，则执行SA3；
[0031]步骤SA2：判断当前时间距离需求响应开始时间的时间段长度是否小于运行计划表的时间窗口，若否，则EP
t
＝t时刻实际电价；若是，则EP
t
的取值方式为
[0032]当t在需求响应时间段内，则EP
t
＝t时刻实际电价
×
α，α取默认值且大于1；
[0033]当t不在需求响应时间段内，则EP
t
＝t时刻实际电价；
[0034]步骤SA3：判断当前时间是否早于需求响应结束时间，若否，则执行SA4；若是，则EP
t
的取值方式为
[0035]当已避让的电量占目标避让总量的比例与时间进度相比处于领先，则调低α；若已落后则调高α；否则保持α不变；
[0036]步骤SA4：判断当前本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中央空调冷源需求侧响应的优化控制方法，其特征在于，包括：步骤SA：确定评价目标模型中电价计算方式；步骤SB：根据所述评价目标模型获取最优的运行计划表；步骤SC：根据最优的运行计划表控制中央空调冷源各设备。2.如权利要求1所述的优化控制方法，其特征在于，所述评价目标模型包括：式中，J为评价目标值；t表示未来一个时间段上不同的时间点，共h个；Penalty
t
表示时间点t上对用电成本、水温超标的惩罚。3.如权利要求2所述的优化控制方法，其特征在于，所述Penalty
t
的计算式为：Penalty
t
＝PDt
×
EPt+ETt
×
λt
‑
REt
×
γt；式中：PD
t
为t时刻空调冷源各设备的功耗；EP
t
为t时刻的电价；ET
t
为t时水温超标幅度；λ
t
为t时对水温超标的惩罚系数，即为ET
t
的惩罚单价；RE
t
为t时设备节省的电耗；γ
t
为t时对节省的电耗的奖励系数。4.如权利要求3所述的优化控制方法，其特征在于，所述ET
t
＝TG
CHWt
超出预设范围的幅度；或者所述ET
t
＝TG
CHWt
超出预设范围的幅度+TG
CWt
超出预设范围的幅度；其中TG
CHWt
为t时刻冷冻水供水温度,TG
CWt
为t时刻冷却水的供水温度。5.如权利要求4所述的优化控制方法，其特征在于，t时刻冷冻水供水温度计算式为：t时刻冷冻水回水温度计算式为：式中：TH
CHWt
为t时刻冷冻水回水温度，其中TH
CHW0
取实时数据；R
t
为t
‑
1时刻到t时刻这一时间段内的冷机的制冷或制热总量；C
t
为t
‑
1时刻到t时刻这一时间段内建筑物的冷或热负荷总量；Q
CHWt
为t
‑
1时刻到t时刻这一时间段内从冷机到建筑物的总流量；c为水的比热；ρ为水的密度。
6.如权利要求3所述的优化控制方法，其特征在于，所述步骤SA中，确定评价目标模型中电价计算方式的步骤包括：步骤SA1：判断当前时间是否早于需求响应开始时间，若是，则执行SA2；若否，则执行SA3；步骤SA2：判断当前时间距离需求响应开始时间的时间段长度是否小于运行计划表的时间窗口，若否，则EP
t
＝t时刻实际电价；若是，则EP
t
的取值方式为当t在需求响应时间段内，则EP
t
＝t时刻实际电价
×
α，α取默认值且大于1；当t不在需求响应时间段内，则EP
t
＝t时刻实际电价；步骤SA3：判断当前时间是否早于需求响应结束时间，若否，则执行SA4；若是，则EP
t
的取值方式为当已避让的电量占目标避让总量的比例与时间进度相比处于领先，则调低α；若已落后则调高α；否则保持α不变；步骤SA4：...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶晨洲，徐静，王少俊，袁硕，袁绍为，
申请(专利权)人：南京优助智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：