一種計及新風系統的中央空調建模及調控策略的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種計及新風系統的中央空調建模及調控策略，包括以下步驟：建立中央空調所屬建筑物熱力學模型，即房間室內、外溫度與建筑物冷量的關系；建立計及新風系統的中央空調能耗模型，即空調負荷與決策變量間的關系；確定控制策略，即明確目標函數、控制變量、約束條件等；計算中央空調負荷最大調節潛力，比較不同控制方式下的調節效果，并研究中央空調系統負荷參與負荷跟蹤。本發明通過細致建立模型，明確多控制變量協同優化的策略，為計及新風系統的中央空調參與電力系統運行提供了科學理論支持。
【專利說明】
-種計及新風系統的中央空調建模及調控策略
技術領域
[0001] 本發明設及一種計及新風系統的中央空調建模及調控策略，屬于電力系統及其自 動化技術。
【背景技術】
[0002] 目前針對空調的研究逐漸增多，空調技術也不斷發展。在電力系統領域，空調負荷 具有很大的調節潛力，空調負荷可W調節的兩個前提條件：1)空調與所屬的房間構成了具 有熱儲存能力的系統;2)人體有一定舒適度范圍，在此范圍內空調負荷的功率也隨之有了 調節的空間。大數據時代的到來，互聯網技術、通信手段的不斷完善，也奠定了空調負荷在 不同電力市場環境下參與電力系統運行調控的基礎。中央空調在空調負荷中占比較大。大 型樓宇中央空調的額定功率是普通分體式空調的數十甚至上百倍，運使得中央空調負荷， 更具有參與電力系統調控的價值。
[0003] 隨著人們對所在建筑物的空氣質量要求越來越高，帶有新風系統的中央空調逐步 成為主流，新風系統由換氣機和送風管道組成，一邊依靠風機向室內送新風，另一邊由排風 扇將室內氣體傳輸向室外。新風的引入增強了室內氣體的潔凈度，加快室內人體的散熱，并 防止潮濕引起的不適感。目前新風系統的研究著眼點還在新風系統本身，通過對新風系統 的改進和優化控制，達到節能、經濟和提高室內環境條件的目的。然而從電力系統視角，計 及新風系統的中央空調研究并不多見，其負荷調節能力的挖掘缺乏理論指導。本文將有針 對性的論述計及新風系統的中央空調的系統模型、可調潛力和運行控制等方面，研究其參 與電力系統運行的內容。

【發明內容】

[0004] 發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明從參與電力系統運行的角度 出發，提供一種計及新風系統的中央空調建模及調控策略，通過建立積極新風的中央空調 系統各模塊的模型，W最大調節潛力或負荷跟蹤曲線為目標，分析了多種控制方式下系統 的控制效果。
[0005] 技術方案:為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：
[0006] -種計及新風系統的中央空調建模及調控策略，中央空調系統運行中設及S個循 環，分別為冷卻水循環、冷凍水循環和及新風系統的空氣循環，冷卻水循環將制冷機中的熱 量通過冷卻水帶入冷卻塔中冷卻，冷凍水循環將制冷機產生的冷量通過冷凍水帶入表冷 器，冷凍水循環通過表冷器與空氣循環進行熱交換，風機設置在空氣循環中，在冷卻水循環 上設置定速冷卻水累，在冷凍水循環上設置變速冷凍水累;包括如下步驟：
[0007] (1)建立中央空調所屬建筑物熱力學模型，即建立室內溫度、室外溫度與建筑物冷 量間的關系；
[000引（2)建立計及新風系統的中央空調能耗模型，即建立空調負荷與決策變量間的關 系；
[0011]
[0009] (3)確定控制策略，即確定目標函數、控制變量和約束條件。[0010] 具體的，所述步驟(1)中，中央空調所屬建筑物熱力學模型為：
[0012]
[0013]
[0014] 根據新風系統的不同，式(1)中的熱力學模型有所不同，具體如下：
[0015] 情況一:新風系統的新風通道和排風通道經過表冷器預處理，此時熱力學模型為：
[0016] Qr = Qf-SoAn (3)
[0017] 情況二:新風系統與中央空調相互獨立，此時熱力學模型為：
[001 引
[0019]
[0020]
[002。 其中：巧為t時刻的室內溫度，:為t+1時刻的室內溫度，:C為t時刻的室外溫度， 7:1:1為t+1時刻的室外溫度，Q r為房間熱負荷，A為導熱系數，￡為散熱函數；T為控制時間間 隔，Tc為時間常數;Qf為風機送風冷量，Eg為熱交換效率，Qp為冷凍水累冷量;O為熱負荷影響 系數，Qin為設備熱負荷;Qxf為新風冷量，Ca為空氣比熱容，心^為t時刻的新風溫度差，Gxf為 新風流量，巧^為t時刻的新風溫度。
[0022] 具體的，所述步驟(2)，具體包括如下步驟：
[0023] (2.1)建立制冷機模型
[0024]
[0025] Qp = EzQz (9)
[0026] 其中：Pz為制冷機功率，Ez為制冷機熱交換效率，山為制冷機冷量;山為制冷機綜合 系數，COPd為制冷機設計COP值，抗&T為制冷機制冷量因數，陸&T為制冷機EIR溫度因數，抗&F為 制冷機EIR負荷率因數;EIR指能量消耗與制冷量的比值，EIR與COP互為倒數關系；
[0027] fe&F = CEFl+CEF2]ic+CEF3lic^ (10)
[002引其中：CeF1、CeF2和CEF3為制冷機特性系數，山為制冷機部分負荷因素；
[0029]
[0030] 其中:Gp為冷凍水累流量，Qc_d為制冷機設計冷量，Az為制冷機部分負荷系數，巧為t 時刻的表冷器進風溫度，巧。為t時刻的表冷器出風溫度；
[0031] (2.2)建立風機和新風系統模型
[0032] 風機模型如下：
[0033]
[0034]
[0035]
[0036]
[0037] 其中：Pf為風機功率，iif為風機部分負荷因數，Af為風機常數，Cf I、Cf 2、Cf 3、Cf^CfS 為風機特性系數，Ga_d為風機設計流量;Pd為風機設計壓力，Ef為風機總效率，Pa為空氣密度； A巧為t時刻的風機溫度差，巧為t時刻的風機送風溫度姑為風機送風流量；
[0038] 情況一時，新風系統模型如下：
[0039]
[0040]
[0041]
[0042] 其中：Pxf為新風功率，山f為新風系統部分負荷因數，Axf為新風系統常數，Cxfi、Cxf2、 Cxf3、Cxf4和CxfS為新風系統特性系數，6心<1為新風系統設計流量;iixf為新風部分負荷因數， Pxf_d為新風額定功率，Gxf_d為新風額定流量；
[0043] (2.3)建立冷凍水累模型
[0044]
[0045] 共中：Fp刃巧佛承聚功華，iip刃巧佛承聚部分巧何囚數，Fp_d刃巧佛承凌設計功率， Cpl、Cp2、Cd3和Cd4為冷凍氷累特性系數，6。_(1為冷凍水累設計流量；
[0046]
[0047]
[004引其中：Cw為水比如容，為t時刻的冷凍水累溫度差，巧。為t時刻的冷凍水累出水 溫度，巧i為t時刻的冷凍水累進水溫度；
[0049] (2.4)建立表冷器、冷卻水累和冷卻塔模型
[0050] 表冷器模型如下：
[0化1 ]
[0化2] 其中：?1為t時刻的表冷器出水溫度，：C為t時刻的表冷器進水溫度；情況一時，
%1時刻的風機回風溫度；
[0053] (2.5)建立計及新風系統的中央空調能耗模型
[0054] Pz = Pz+Pf+Pxf+Pp+Ps (22)
[0055] 其中：Pz為中央空調總功率，Ps為冷卻水累和冷卻塔的功率和，Ps為定值。
[0056] 具體的，所述步驟(3)，具體包括如下步驟：
[0057] (3.1)約束條件
[005引①溫度約束：tN min < tN < tN max
[0059] ②風機送風流量約束:Gf min < Gf < Gf max
[0060] ③新風流量約束:Gxf min < Gxf < Gxf max [0061 ]④冷凍水累流量約束:Gp min < Gp < Gp max
[0062] 其中：tN為目標室內溫度，下標min表示下限，下標max表示上限；
[0063] (3.2)目標函數：中央空調負荷調節的控制目標根據參與電力系統場景的不同有 所區別：在日前市場中，目標函數為計算下一天的最大調節潛力；在負荷分配、負荷跟蹤環 境中，目標函數為最小化空調負荷實際削減量與調度計劃間的偏差;在負荷聚合商或售電 商競價中，目標函數為最大化負荷聚合商的利潤；
[0064] (3.3)控制策略評價:控制策略包括目標室內溫度控制、新風流量控制和協調控制 =種：目標室內溫度控制是對目標室內溫度tN的上下限進行調節，保持其他控制變量不變 的控制;新風流量控制是對新風流量Gxf的上下限進行調節，保持其他控制變量不變的控制； 協調控制是對所有可控控制變量進行調節的控制;對不同控制策略，引入綜合舒適度指標 e，根據模糊隸屬度和加權對各種控制策略進行評價：
[00化]P= Ot ? 0T+?xf ? Pxf (23)
[0066] 式中：化為溫度舒適度指標，COT為化的權重;Pxf為新風舒適度指標，COxf為広f的權 重。
[0067] 有益效果:本發明提供的計及新風系統的中央空調建模及調控策略，對兩種常見 新風系統模型進行了對比分析，并給出不同模型，同時對比多種控制方式下的情況，求解了 最大調節潛力或跟蹤負荷曲線的目標函數;本發明有益于評估計及新風系統的中央空調參 與負荷調節的潛力，并能進一步應用于求解中央空調應用于系統其他場景。
【附圖說明】
[0068] 圖1為本發明方法的總流程圖；
[0069] 圖2為第一種新風系統示意圖；
[0070] 圖3為第二種新風系統示意圖；
[0071 ]圖4為冷凍水流量調節示意圖；
[0072] 圖5為中央空調系統變量關系圖；
[0073] 圖6為模糊隸屬關系關系圖；
[0074] 圖7為中央空調負荷調節潛力與室外溫度關系圖。
【具體實施方式】
[0075] 下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。
[0076] -種計及新風系統的中央空調建模及調控策略，中央空調系統運行中設及S個循 環，分別為冷卻水循環、冷凍水循環和及新風系統的空氣循環，冷卻水循環將制冷機中的熱 量通過冷卻水帶入冷卻塔中冷卻，冷凍水循環將制冷機產生的冷量通過冷凍水帶入表冷 器，冷凍水循環通過表冷器與空氣循環進行熱交換，風機設置在空氣循環中，在冷卻水循環 上設置定速冷卻水累，在冷凍水循環上設置變速冷凍水累;具體實施過程如圖1所示，下面 就各個步驟加 W具體說明。
[0077] 步驟(一）：建立中央空調所屬建筑物熱力學模型，即建立室內溫度、室外溫度與建 筑物冷量間的關系。
[0078] 中央空調所屬建筑物熱力學模型為：
[0079]
[0080]
[0081]
[0082] 其中：巧為t時刻的室內溫度，；C為t+1時刻的室內溫度，?1為t時刻的室外溫度， 7;二1為t+1時刻的室外溫度，Q r為房間熱負荷，A為導熱系數，￡為散熱函數；T為控制時間間 隔，Tc為時間常數;Qf為風機送風冷量，Eg為熱交換效率，Qp為冷凍水累冷量。
[0083] 本文根據新風系統的不同，討論兩種較為常見的新風系統。
[0084] 情況一:新風系統的新風通道和排風通道經過表冷器預處理；W夏季為例，室外溫 度較高的新風先經過表冷器降溫，其冷量來源一部分是室內溫度較低的排風，另一部分是 中央空調冷凍水循環。運樣增強了新風系統的熱交換效率，其示意圖如圖2。在運種新風系 統中，房間熱力學模型如下：
[0085]
(3)
[0086] 其中：〇為熱負荷影響系數，Qin為設備熱負荷。
[0087] 房間內的冷量使房間溫度發生變化，房間冷量包括由空調帶來的冷量和房間內熱 負荷;該情況下，新風系統送風冷量由新風攜帶，送風冷量來源自流經表冷器的冷凍水，其 效率由表冷器熱交換效率決定。
[0088] 情況二:新風系統與中央空調相互獨立，一般在分體式新風系統、新裝新風系統， 或者新風系統與其它系統配合運行，其示意圖如圖3。在運種新風系統中，房間熱力學模型 如下：
[0089]
[0090]
[0091]
[0092] 其中：Qxf為新風冷量，Ca為空氣比熱容，A每為t時刻的新風溫度差，Gxf為新風流 量，巧^為t時刻的新風溫度。
[0093] 該情況下，房間內的熱負荷不僅包括空調帶來的冷量和房間內熱負荷，還包括新 風冷量。
[0094] 步驟(二）：建立計及新風系統的中央空調能耗模型，即建立空調負荷與決策變量 間的關系。
[00巧](2.1)建立制冷機模型
[0096]制冷機是中央空調產生冷量的模塊，它分別聯接冷凍水循環與冷卻水循環。制冷 機能耗模型如下式：
[0097]
[009引
[0099] 其中：Pz為制冷機功率，Ez為制冷機熱交換效率，山為制冷機冷量;iiz為制冷機綜合 系數，COPd為制冷機設計COP值，抗&T為制冷機制冷量因數，陸&T為制冷機EIR溫度因數，抗&F為 制冷機EIR負荷率因數;EIR指能量消耗與制冷量的比值，EIR與COP互為倒數關系；
[0100] fe&F = CEFl+CEF2]ic+CEF3lic^ (10)
[0101] 其中：Cefi、Cef2和CeF3為制冷機特性系數，山為制冷機部分負荷因素；
[0102]
[0103] 其中：Gp為冷凍水粟流量，Qc_d為制冷機設計冷量，Az為制冷機部分負荷系數，巧為t 時刻的表冷器進風溫度，巧。為t時刻的表冷器出風溫度；
[0104] (2.2)建立風機和新風系統模型
[0105] 風機是將冷量輸送到房間的模塊，風機能耗模型如下：
[0106]
[0107]
[010 引
[0109]
[0110] 其中：Pf為風機功率，iif為風機部分負荷因數，Af為風機常數，Cf 1、Cf 2、Cf 3、Cf^CfS 為風機特性系數，Ga_d為風機設計流量;Pd為風機設計壓力，Ef為風機總效率，Pa為空氣密度； A巧為t時刻的風機溫度差，巧為t時刻的風機送風溫度姑為風機送風流量。
[0111] 新風系統的主要耗能元件也是風機，第一種新風系統不與房間直接聯系，而是先 通過空調系統的表冷器，而第二種新風系統則直接向房間輸送未預處理的新風。其主要區 別在于，W夏季為例，第一種新風系統，進入房間的新風溫度即為空調送風溫度，一般較低； 而第二種新風系統，進入房間的新風溫度即為室外溫度，一般較高。當考慮新風溫度變化 時，其風機模型與空調風機模型類似；當不考慮新風溫度變化時，其模型可簡化，則其功率 由其新風量決定。
[0112] 信細一時，新風系統橫巧化下：
[0113]
[0114] 其中：Pxf為新風功率，山f為新風系統部分負荷因數，Axf為新風系統常數，Cxf 1、Cxf 2、 Crf3、Cxf4和CxfS為新風系統特性系數，Gxfd為新風系統設計流量。
[0115] 情況二時，新風系統模型如下：
[0116]
[0117] 其中化f為新風部分負荷因數，Pxf_d為新風額定功率，Gxf_d為新風額定流量。
[011引（2.3)建立冷凍水累模型
[0119] 冷凍水累是將制冷機產生的冷量輸送到表冷器的環節，兩種新風系統冷凍水累模 型相同，化下：
[0120]

[0121] 其中：Pp為冷凍水累功率，iip為冷凍水累部分負荷因數，？。_4為冷凍水累設計功率， Cpl、Cp2、Cp3和Cp4為冷凍水累特性系數，6。_<1為冷凍水累設計流量。
[0122]
[0123]
[0124] 其中：Cw為水比如容，A巧為t時刻的冷凍水累溫度差，；G。為t時刻的冷凍水累出水 溫度，這為t時刻的冷凍水累進水溫度。
[01巧]在采用變流量控制時，工程上冷凍水累巧常為rc，巧。常為i2°c。此時冷凍水累流 量調節情況如圖4。
[0126] 2.4)建立表冷器、冷卻水累和冷卻塔模型
[0127] 表冷器是中央空調水系統和空氣系統熱量交換的模塊，它的模型如下：
[012 引
[0129] 其中：我。為t時刻的表冷器出水溫度，或為t時刻的表冷器進水溫度；情況一時， 這=C,二=巧;情況二時，C=礦這=巧，巧為t時刻的風機回風溫度。
[0130] 工程中冷卻水累一般采用定速水累，則它的功率為定值，而冷卻塔的功率與冷卻 水溫度近似呈線性，在冷卻水溫固定時也近似為定值。并且運兩個模塊屬于中央空調系統 中耗能較小的，在新風系統開啟時，一般占比不到總功率的5%。因此本文將運兩個模塊簡 化處理，認為它們的功率和為Ps，為定值。
[0131] (2.5)建立計及新風系統的中央空調能耗模型
[0132] Pi； = Pz+Pf+Pxf+Pp+Ps (22)
[0133] 其中：Pi;為中央空調總功率，Ps為冷卻水累和冷卻塔的功率和，Ps為定值。
[0134] 步驟( = ):確定控制策略，即確定目標函數、控制變量和約束條件。
[0135] (3.1)控制變量
[0136] 中央空調系統的可調參數眾多，并通過冷量運個媒介相互形成聯系，如圖5。由式 (1)、（22)可知，決定房間冷量的溫度條件為室外溫度與室內設定溫度。當中央空調內部系 統各模塊溫度參數確定時，決定空調功率的為冷量和流量，其中制冷機功率受冷凍水流量 制約，風機功率受風機流量制約，新風系統功率受新風流量制約，冷凍水累功率受冷凍水流 量制約。因此整個中央空調系統功率的決策變量為設定溫度、冷凍水流量、風機流量和新風 流量。
[0137] (3.2)約束條件
[0138] 中央空調系統負荷調節的主要約束條件包括機組約束、室內溫度約束、新風量約 束等，本文主要對決策變量進行如下約束：
[0139] ①溫度約束：tNmin^tN^tNmax
[0140] ②風機送風流量約束:Gf min < Gf < Gf max
[0141] ③新風流量約束:Gxf min ^ Gxf ^ Gxf max
[0142] ④冷凍水累流量約束:Gp min < Gp < Gp max
[01創其中：tN為目標室內溫度，下標min表示下限，下標max表示上限。
[0144] (3.3)目標函數
[0145] 中央空調負荷調節的控制目標根據參與電力系統場景的不同有所區別:在日前市 場中，目標函數為計算下一天的最大調節潛力；在負荷分配、負荷跟蹤環境中，目標函數為 最小化空調負荷實際削減量與調度計劃間的偏差;在負荷聚合商或售電商競價中，目標函 數為最大化負荷聚合商的利潤。本文將在后文中針對日前市場計算最大潛力和負荷跟蹤兩 種情況下的目標函數。
[0146] (3.4)控制策略評價
[0147] 控制策略包括目標室內溫度控制、新風流量控制和協調控制=種：目標室內溫度 控制是對目標室內溫度tN的上下限進行調節(一般為25°C~28°C)，保持其他控制變量不變 的控制;新風流量控制是對新風流量Gxf的上下限進行調節，保持其他控制變量不變的控制； 協調控制是對所有可控控制變量進行調節的控制。
[0148] 對不同控制策略的調節效果，需建立一個統一的考評標準，因此引入綜合舒適度 指標e，綜合舒適度指標e包括溫度舒適度指標化和新風舒適度指標Rcf兩項，根據模糊隸屬 度和加權進行評價，模糊隸屬關系如圖6。加權公式如下：
[0149] P= Ot ? 0T+?xf ? Pxf (23)
[0150] 式中：OT為化的權重，COxf為Pxf的權重，可根據不同用戶對于不同舒適度指標的要 求確定。
[0151] 步驟（四）：計算中央空調負荷最大調節潛力，比較不同控制方式下的調節效果，并 研究中央空調系統負荷參與負荷跟蹤。
[0152] (4.1)在日前市場、日內市場等環境下，需要知道第二天、或特定時段的最大負荷 調節潛力。對于中央空調求解其最大負荷削減潛力時，目標函數是要求n個控制周期削減負
荷總量爲十-且化如下.
[0153]
[0154] 其中：Pload-max為中央至調負荷最大調節潛力，Ps為雙巧之后的中央至調負荷,Pb為 受控之前的中央空調負荷，實際情況下，Pb無法獲得，用空調的負荷預測基線值取代。
[0155] 分別從設定溫度控制、新風流量控制W及協調控制多種方式分析在室外溫度變化 情況下的中央空調最大調節潛力。由式（1)、（22)、（24)可知，室外溫度變化時，中央空調的 調節潛力趨勢如圖7。
[0156] 在采用不同控制方式時，需要保證綜合舒適度在同一標準下，因此增加約束如下 式：
[0157] p>|3"in (25)
[0158] (4.2)在負荷跟蹤或負荷分配中，制后的整體負荷曲線在一定時間階段內貼近電 力公司的目標負荷曲線，即控制后的整體負荷與目標負荷偏差最小。總共N個時刻，對每個 時刻計算空調負荷調節后與計劃負荷曲線的偏差，選取偏差最大的時刻，并使其最小。其目 標函數如下：
[0159]
[0160] 其中：Pea為該節點經過空調負荷調節后節點實際負荷與計劃負荷的的偏差，Gt為 該節點電網公司的計劃負荷曲線中t時刻的負荷，Dt為節點調節的負荷預測基線t時刻負 荷，Dt可由歷史負荷曲線得到。
[0161] W上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出：對于本技術領域的普通技術人 員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可W做出若干改進和潤飾，運些改進和潤飾也應 視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種計及新風系統的中央空調建模及調控策略，中央空調系統運行中涉及三個循 環，分別為冷卻水循環、冷凍水循環和及新風系統的空氣循環，冷卻水循環將制冷機中的熱 量通過冷卻水帶入冷卻塔中冷卻，冷凍水循環將制冷機產生的冷量通過冷凍水帶入表冷 器，冷凍水循環通過表冷器與空氣循環進行熱交換，風機設置在空氣循環中，在冷卻水循環 上設置定速冷卻水栗，在冷凍水循環上設置變速冷凍水栗;其特征在于:包括如下步驟： (1) 建立中央空調所屬建筑物熱力學模型，即建立室內溫度、室外溫度與建筑物冷量間 的關系； (2) 建立計及新風系統的中央空調能耗模型，即建立空調負荷與決策變量間的關系； (3) 確定控制策略，即確定目標函數、控制變量和約束條件。2. 根據權利要求1所述的計及新風系統的中央空調建模及調控策略，其特征在于:所述 步驟(1)中，中央空調所屬建筑物熱力學模型為：Qf一EgQp (3) 根據新風系統的不同，式(1)中的熱力學模型有所不同，具體如下： 情況一:新風系統的新風通道和排風通道經過表冷器預處理，此時熱力學模型為： Qr = Qf- Σ OQin (3) 情況二:新風系統與中央空調相互獨立，此時熱力學模型為： Qr = Qf- Σ OQin-Qxf (5)其中：^為t時刻的室內溫度，巧+1為t+1時刻的室內溫度，71為t時刻的室外溫度，2=1 為t+1時刻的室外溫度，Qr為房間熱負荷，A為導熱系數，ε為散熱函數;τ為控制時間間隔，Tc 為時間常數;Qf為風機送風冷量，Eg為熱交換效率，Qp為冷凍水栗冷量;σ為熱負荷影響系數， Qin為設備熱負荷;Qxf為新風冷量，(^為空氣比熱容，Δ2；>為t時刻的新風溫度差，G xf為新風流 量，^為〖時刻的新風溫度。3. 根據權利要求2所述的計及新風系統的中央空調建模及調控策略，其特征在于:所述 步驟(2)，具體包括如下步驟： (2.1)建立制冷機模型 Qp=EzQz (9)其中:Pz為制冷機功率，Ez為制冷機熱交換效率，Qz為制冷機冷量;μ ζ為制冷機綜合系數， COPd為制冷機設計COP值，為制冷機制冷量因數，βΕ&Τ為制冷機EIR溫度因數，βΕ&Ρ為制冷 機EIR負荷率因數； Pe&F = CEFl+CEF2lic+CEF3lic2 ( 10) 其中:Cefi、Cef2和Cef3為制冷機特性系數，μ。為制冷機部分負荷因素；其中:Gp為冷凍水栗流量，Qci d為制冷機設計冷量，λζ為制冷機部分負荷系數，g為1：時刻 的表冷器進風溫度，？!為t時刻的表冷器出風溫度； (2.2) 建立風機和新風系統模型 風機模型如下：其中:Pf為風機功率，為風機部分負荷因數，Af為風機常數，cfl、cf2、c f3、cfdPCfAMW 特性系數，Ga d為風機設計流量;Pd為風機設計壓力，為風機總效率，pa為空氣密度；為 t時刻的風機溫度差，$為t時刻的風機送風溫度;Gf為風機送風流量； 情況一時，新風系統模型如下：其中：PXf為新風功率，yXf為新風系統部分負荷因數，Axf為新風系統常數，C xf I、Cxf2、Cxf3、 Cxf4和Cxf5為新風系統特性系數，Gxf _d為新風系統設計流量;yXf為新風部分負荷因數，PXf _d為 新風額定功率，GXf _d為新風額定流量； (2.3) 建立冷凍水栗模型其中：PP為冷凍水泵功率，μΡ為冷凍水泵部分負荷因數，PM為冷凍水泵設計功率，Cpl、 CP2、CP3和CP4為冷凍水栗特性玄撒減沿彳+、溢葛·. 其中：Cw為水比如容，為t時刻的冷凍水栗溫度差，Tj0為t時刻的冷凍水栗出水溫度， 7J為1：時刻的冷凍水栗進水溫度； (2.4) 建立表冷器、冷卻水栗和冷卻塔模型 表冷器模型如下：其中：?1為t時刻的表冷器出水溫度，巧為t時刻的表冷器進水溫度；情況一時， 0芩·，情況二時，I：=!：，21=$，；^為贈刻的風機回風溫度； (2.5) 建立計及新風系統的中央空調能耗模型 Px = Pz+Pf+Pxf+Pp+Ps (22) 其中:Ρ?為中央空調總功率，Ps為冷卻水栗和冷卻塔的功率和，Ps為定值。4.根據權利要求3所述的計及新風系統的中央空調建模及調控策略，其特征在于:所述 步驟(3)，具體包括如下步驟： (3.1) 約束條件 ① 溫度約束：?Ν min 5 ?Ν 5 ?Ν max ② 風機送風流量約束:Cf min < Gf < Gf max ③ 新風流直約束:Gxf min S Gxf S Gxf max ④ 冷凍水栗流I約束:Gp min < Gp < Gp max 其中：tN為目標室內溫度，下標min表示下限，下標max表示上限； (3.2) 目標函數：中央空調負荷調節的控制目標根據參與電力系統場景的不同有所區 另IJ:在日前市場中，目標函數為計算下一天的最大調節潛力;在負荷分配、負荷跟蹤環境中， 目標函數為最小化空調負荷實際削減量與調度計劃間的偏差;在負荷聚合商或售電商競價 中，目標函數為最大化負荷聚合商的利潤； (3.3) 控制策略評價:控制策略包括目標室內溫度控制、新風流量控制和協調控制三 種：目標室內溫度控制是對目標室內溫度tN的上下限進行調節，保持其他控制變量不變的 控制;新風流量控制是對新風流量G xf的上下限進行調節，保持其他控制變量不變的控制;協 調控制是對所有可控控制變量進行調節的控制;對不同控制策略，引入綜合舒適度指標β， 根據模糊隸屬度和加權對各種控制策略進行評價： β= ωτ · βτ+ωχ? · βχ? (23) 式中:βτ為溫度舒適度指標，ωτ為βτ的權重;βχ?為新風舒適度指標，co xf為βχ?的權重。
【文檔編號】F24F11/00GK105841300SQ201610201821
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月31日
【發明人】高賜威, 張良杰
【申請人】東南大學