一种冰蓄冷空调系统的调度方法技术方案

本发明专利技术提供了一种冰蓄冷空调系统的调度方法，包括：获取系统实时运行数据、负荷预测数据、设备运行检修计划数据以及系统设备参数；确定优化调度的边界条件；按照优化调度的边界条件，以调度时段内系统运行费用最低为目标，利用预先确定的优化调度模型进行优化调度计算，得到基载机组和双工况机组的逐时开机数量以及融冰量的逐时负载；根据优化调度结果，确定优化时段内的负荷等级；按照预设的设备启停调整策略，根据已确定的负荷等级，进行设备启停时段调整，以减少优化时段内的设备启停次数。本发明专利技术能够在满足各时段负荷需求的同时，降低系统当日整体运行费用，并且可减少设备启停次数，避免设备频繁启停导致系统波动。

【技术实现步骤摘要】
一种冰蓄冷空调系统的调度方法
本专利技术涉及冰蓄冷空调系统的控制
，特别是一种冰蓄冷空调系统的调度方法。
技术介绍
随着国民经济发展，对能源尤其是电能的消耗日益增加，然而由于生产生活用能习惯的原因，造成昼夜用电负荷差异较大，现在全国各地均执行峰谷平分时电价，引导生产生活用能调整，实现削峰填谷。冰蓄冷空调系统可通过谷值时段蓄冷、峰值时段释冷，利用峰谷电价差异减少系统用电费用的同时，还可实现削峰填谷，具有良好的经济效益和社会效益，在大型公用建筑中广泛使用。冰蓄冷空调制冷系统通常由基载冷水机组、双工况冷水机组以及蓄冰槽构成，由于存在三种冷源，在实际运行中可组合出多种运行模式，具有负荷适应性强、调节方式灵活的特点。然而，要最大化发挥冰蓄冷的削峰填谷作用，充分利用峰谷平电价差异降低系统运行费用，涉及系统综合寻优和优化调度的问题。由于冰蓄冷空调制冷系统冷源设备多、各时刻运行模式均会对后续时刻的运行产生影响，同时各时刻电价均不相同，要在众多运行方案中找到最佳运行方案将导致运行计算量巨大甚至无法求解，因此需要对规划求解进行分步计算，从而获得近似最优解。混合整型二次规划(MIQP)可对带边界条件的二次规划问题求解，并且求解结果为整数，非常适合用于多种运行设备的运行调度求解。但是其求解模型具有局限性，对于冰蓄冷系统的优化调度求解并不能找到完全合适的模型，同时其求解所得结果仅为数学意义上的优化解，在实际使用中需要对其规划结果进行二次调整才能得到令人满意的结果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种冰蓄冷空调系统的调度方法，通过对各时段机组负载以及融冰计划进行调度寻优，在满足各时段负荷需求的同时，降低系统当日整体运行费用，并且可减少设备启停次数，避免设备频繁启停导致系统波动。本专利技术采用的技术方案为：一种冰蓄冷空调系统的调度方法，包括：获取系统实时运行数据、负荷预测数据、设备运行检修计划数据以及系统设备参数；根据获取到的数据，确定优化调度的边界条件；按照优化调度的边界条件，以调度时段内系统运行费用最低为目标，利用预先确定的优化调度模型进行优化调度计算，得到基载机组和双工况机组的逐时开机数量以及融冰量的逐时负载；根据优化调度结果，确定优化时段内的负荷等级；按照预设的设备启停调整策略，根据已确定的负荷等级，进行设备启停时段调整，以减少优化时段内的设备启停次数。进一步的，本专利技术方法还包括：基于调整后的设备启停时段，按照预设的负载率调整策略，对基载机组和双工况机组的逐时运行负载率进行优化调整。可选的，对基载机组和双工况机组的逐时运行负载率进行优化调整包括：对于用电平值时段计划运行的基载机组和计划融冰量：提高其负载率至100％以抵消部分计划融冰量并计算平值时段抵消后的剩余冰量，或者提高基载机组负载率使其完全抵消融冰量；对于用电平值时段计划运行的基载机组和双工况机组：提高基载机组负载率至100％，或者通过提高基载机组负载率与降低双工况机组负载率互补，使得双工况机组负载率降至设定双工况负载率阈值；对于用电峰值时段计算运行的双工况机组：将平值时段抵消后的剩余冰量转换为计划融冰量，以抵消全部或部分双工况机组负载，然后根据被抵消的双工况机组负载，按照时间先后顺序，减少双工况机组的运行数量；减少数量后仍需运行的双工况机组负载率需不得低于设定负载率阈值；对于抵消用电峰值时段双工况机组负载后的剩余冰量，根据峰值基载机组单位制冷成本与平值双工况机组单位制冷成本的大小关系，以减少设备数量为优先选择，用剩余冰量抵消单位成本较大的设备的负载：若抵消对象为平值双工况机组，则按照时间先后从前向后减少设备数量；若抵消对象为峰值基载机组，则按照时间先后从后向前减少设备数量。不足以完整抵消整台设备负载的剩余冰量用于降低设备负载率，减少数量及降低负载后仍需运行的所有设备负载率不得低于设定负载率阈值。以上方案中，所述设定负载率阈值优选为70％。能够充分发挥冰蓄冷削峰填谷能力，保证基载和双工况设备的负载率在70％～100％，处于设备运行能效较高的负荷段，保证设备的高效运行。可选的，所述根据获取到的数据，确定优化调度的边界条件包括：根据获取到的数据，计算得到基载机组计算负载、双工况机组计算负载、基载机组单位制冷量电耗、双工况机组单位制冷量电耗，以及单位制冰成本；根据获取到的数据以及计算数据，确定优化调度的边界条件为：式中：planNum_bi为逐时基载机组开机数量，单位为台，spareNum_b为根据设备检修计划基载机组备用数量，单位为台；planNum_di为逐时双工况机组开机数量，单位为台，spareNum_d为根据设备检修计划双工况机组备用数量，单位为台；planIcei为逐时融冰量，单位为RTh，iceUpload为设计单位小时最大融冰量，单位为RTh；load_b为基载机组计算负载，单位为RT(冷吨)；load_d为双工况机组计算负载，单位为RT；RTloadi为逐时预测负荷，单位为RTh；totalIce为当日总制冰量，单位为RTh，meltRace为融冰率。上述逐时预测负荷可通过各类负荷预测算法或建筑冷负荷模型计算得到，具体算法不是本方案重点内容，不在此赘述。融冰率是考虑在运行过程中蓄冰自身融化的安全系数，为不大于1的正数。可选的，根据以下公式计算得到基载机组计算负载load_b、双工况机组计算负载load_d、基载机组单位制冷量电耗consum_b、双工况机组单位制冷量电耗consum_d，以及单位制冰成本priceIce：其中，capacity_b为基载机组额定制冷量，单位为RT；loadRate_b为基载机组计算负载率(％)，是机组能效曲线中能效比最高点对应的负载率，通常为85％；capacity_d为双工况机组额定制冷量，单位为RT；loadRate_d为双工况机组计算负载率(％)，是机组能效曲线中能效比最高点对应的负载率，通常为85％；calcCOP_b为基载机组最高能效比，单位为RTh/度；calcCOP_d为双工况机组最高能效比，单位为RTh/度；totalIce为当日总制冰量，单位为RTh，iceCost为夜间制冰所耗电费，单位为元。可选的，所述预先确定的优化调度模型采用混合整形优化模型MIQP，目标函数为：其中：aim为优化调度时间段内的系统运行总费用最小值，单位为元，planLoad_bi为调度时段内基载机组的逐时计划负载，单位为RTh，planCOP_bi为基载机组逐时能效比，单位为RTh/度，pricei为逐时电价，单位为元/度，planLoad_di为双工况机组逐时计划负载，单位为RTh，planCOP_di为双工况机组逐时能效比，单位为RTh/度，A1、B1、C1、A2、B2、C2为采用二阶曲线对机组能效曲线进行拟合的曲线拟合系数。以上方案中，目标函数为理论最优解的目标函数。可以看出，优化目标为综合考虑设备运行能效、峰谷电价差异的系统全日运行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冰蓄冷空调系统的调度方法，其特征是，包括：/n获取系统实时运行数据、负荷预测数据、设备运行检修计划数据以及系统设备参数；/n根据获取到的数据，确定优化调度的边界条件；/n按照优化调度的边界条件，以调度时段内系统运行费用最低为目标，利用预先确定的优化调度模型进行优化调度计算，得到基载机组和双工况机组的逐时开机数量以及融冰量的逐时负载；/n根据优化调度结果，确定优化时段内的负荷等级；/n按照预设的设备启停调整策略，根据已确定的负荷等级，进行设备启停时段调整，以减少优化时段内的设备启停次数。/n

【技术特征摘要】
1.一种冰蓄冷空调系统的调度方法，其特征是，包括：
获取系统实时运行数据、负荷预测数据、设备运行检修计划数据以及系统设备参数；
根据获取到的数据，确定优化调度的边界条件；
按照优化调度的边界条件，以调度时段内系统运行费用最低为目标，利用预先确定的优化调度模型进行优化调度计算，得到基载机组和双工况机组的逐时开机数量以及融冰量的逐时负载；
根据优化调度结果，确定优化时段内的负荷等级；
按照预设的设备启停调整策略，根据已确定的负荷等级，进行设备启停时段调整，以减少优化时段内的设备启停次数。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，还包括：基于调整后的设备启停时段，按照预设的负载率调整策略，对基载机组和双工况机组的逐时运行负载率进行优化调整。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征是，对基载机组和双工况机组的逐时运行负载率进行优化调整包括：
对于用电平值时段计划运行的基载机组和计划融冰量：提高其负载率至100％以抵消部分计划融冰量并计算平值时段抵消后的剩余冰量，或者提高基载机组负载率使其完全抵消融冰量；
对于用电平值时段计划运行的基载机组和双工况机组：提高基载机组负载率至100％，或者通过提高基载机组负载率与降低双工况机组负载率互补，使得双工况机组负载率降至设定双工况负载率阈值；
对于用电峰值时段计算运行的双工况机组：将平值时段抵消后的剩余冰量转换为计划融冰量，以抵消全部或部分双工况机组负载，然后根据被抵消的双工况机组负载，按照时间先后顺序，减少双工况机组的运行数量；
对于抵消用电峰值时段双工况机组负载后的剩余冰量，根据峰值基载机组单位制冷成本与平值双工况机组单位制冷成本的大小关系，以减少设备数量为优先选择，用剩余冰量抵消单位成本较大的设备的负载：若抵消对象为平值双工况机组，则按照时间先后从前向后减少设备数量；若抵消对象为峰值基载机组，则按照时间先后从后向前减少设备数量。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述根据获取到的数据，确定优化调度的边界条件包括：
根据获取到的数据，计算得到基载机组计算负载、双工况机组计算负载、基载机组单位制冷量电耗、双工况机组单位制冷量电耗，以及单位制冰成本；
根据获取到的数据以及计算数据，确定优化调度的边界条件为：



式中：planNum_bi为逐时基载机组开机数量，spareNum_b为根据设备检修计划基载机组备用数量，planNum_di为逐时双工况机组开机数量，spareNum_d为根据设备检修计划双工况机组备用数量，planIcei为逐时融冰量，iceUpload为设计单位小时最大融冰量，load_b为基载机组计算负载，load_d为双工况机组计算负载，RTloadi为逐时预测负荷，totalIce为当日总制冰量，meltRace为融冰率。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征是，根据以下公式计算得到基载机组计算负载load_b、双工况机组计算负载load_d、基载机组单位制冷量电耗consum_b、双工况机组单位制冷量电耗consum_d，以及单位制冰成本priceIce：



其中，capacity_b为基载机组额定制冷量，loadRate_b为基载机组计算负载率，capacity_d为双工况机组额定制冷量，loadRate_d为双工况机组计算负载率，calcCOP_b为基载机组最高能效比，calcCOP_d为双工况机组最高能效比，totalIce为当日总制冰量，iceCost为夜间制冰所耗电费。


6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征是，固定设备负载率为能效曲线中能效比最高点对应的负载率，固定设备能效比为设备的最高能效比，基于基载机组计算负载load_b、...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈霈，牛洪海，管晓晨，杨玉，李兵，余帆，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32