一种楼宇级用能优化方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种楼宇级用能优化方法及系统，包括：根据供冷机组的制冷设备开关状态以及在部分负荷下的能耗率和满负荷下的能耗率构建运行能耗目标函数；根据预设室内标准温度和室内实际温度构建室内舒适度目标函数；根据运行能耗目标函数和室内舒适度目标函数构建供冷机组运行模型；根据制冷需求约束和室内温度阈值约束，采用供冷机组运行模型进行供冷机组的冷却水进水温度、冷却水出水温度和部分负荷率的模拟控制，以此得到供冷机组的协调出力方案。以减少供冷机组运行能耗与提高用户舒适度为双重优化目标，构建楼宇冷机系统的优化运行模型，解决供冷机组协调出力问题。解决供冷机组协调出力问题。解决供冷机组协调出力问题。

A method and system of building level energy consumption optimization

【技术实现步骤摘要】
一种楼宇级用能优化方法及系统


[0001]本专利技术涉及用能优化
，特别是涉及一种楼宇级用能优化方法及系统。

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]建筑能耗约占全社会能源消耗的三分之一，且建筑体总量和能耗强度还在持续增长，其中商业楼宇单位能耗是其他建筑的2倍多，制冷站能耗在建筑能耗中占比40～60％，而供冷机组又是制冷站中能源消耗最大的设备，是建筑楼宇用能优化控制的重点对象。所以，通过对供冷机组的能耗分析，选用合适的用能优化算法，找到最优的供冷机组协同方案，降低供冷机组能耗，显得尤为重要。
[0004]与此同时，目前商业楼宇用能存在只监不控、以偏概全的问题。只有7％的建筑应用了自动化系统，能够实现对供冷、供热、末端设备的协同优化控制，仍有多达90％的建筑仅简单实现了用能监测与远程操作功能。人工调节设备运行状态仍是普遍现象，一方面难以实现良好的节能效果，另一方面也难以适应复杂多变的空调节能控制及用户舒适度要求。另外市面上绝大部分的节能优化控制系统仅对“源”设备或末端设备进行局部优化，同样也未缺乏对楼宇建筑中用户舒适度的分析优化，难以实现经济型与舒适性的平衡。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种楼宇级用能优化方法及系统，以减少供冷机组运行能耗与提高用户舒适度为双重优化目标，构建楼宇冷机系统的优化运行模型，采用基于知识迁移的Q学习算法解决供冷机组协调出力问题，实现系统级全局优化控制。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种楼宇级用能优化方法，包括：
[0008]根据供冷机组的制冷设备开关状态以及在部分负荷下的能耗率和满负荷下的能耗率构建运行能耗目标函数；
[0009]根据预设室内标准温度和室内实际温度构建室内舒适度目标函数；
[0010]根据运行能耗目标函数和室内舒适度目标函数构建供冷机组运行模型；
[0011]根据制冷需求约束和室内温度阈值约束，采用供冷机组运行模型进行供冷机组的冷却水进水温度、冷却水出水温度和部分负荷率的模拟控制，以此得到供冷机组的协调出力方案。
[0012]作为可选择的实施方式，根据供冷机组的协调出力方案，控制供冷机组的冷却水进水温度、冷却水出水温度和部分负荷率。
[0013]作为可选择的实施方式，所述部分负荷下的能耗率根据制冷设备的部分负荷率和冷却水进水温度得到；
[0014]所述部分负荷率为制冷设备的实际负荷与满负荷容量之比。
[0015]作为可选择的实施方式，所述运行能耗目标函数为：
[0016][0017]式中：f1为运行能耗目标函数，PLR为制冷设备在某负荷下的部分负荷率；T为某负荷下的平均冷却水进水温度；PER
i
(PLR,T)为第i台制冷设备在某负荷下的部分能耗率；E
i
为第i台制冷设备在满负荷运行时的能耗；Z
i
为第i台制冷设备的开关状态。
[0018]作为可选择的实施方式，所述室内舒适度目标函数为：
[0019][0020]式中：f2为运行能耗目标函数，T
room
(t)为t时段室内实际温度；T
set
为室内标准温度。
[0021]作为可选择的实施方式，基于运行能耗目标函数和室内舒适度目标函数采用加权聚合得到供冷机组运行模型的总优化目标函数，为：minf＝μf1+λ(1
‑
f2)(1
‑
μ)；
[0022]式中：μ为运行能耗目标函数的权重；λ为平衡系数；f1为运行能耗目标函数；f2为运行能耗目标函数。
[0023]作为可选择的实施方式，所述制冷需求约束根据制冷设备的容量和开关状态得到，具体为：式中：Q
i
为第i台制冷设备的容量；Z
i
为第i台制冷设备的开关状态，n为制冷设备的数量；
[0024]所述室内温度阈值约束为室内实际温度在室内温度阈值允许的范围内。
[0025]作为可选择的实施方式，在设定周期内，根据制冷需求约束和室内温度阈值约束，采用基于Q学习的优化策略求解供冷机组运行模型的目标函数，以得到供冷机组的协调出力方案。
[0026]第二方面，本专利技术提供一种楼宇级用能优化系统，包括：
[0027]第一目标构建模块，被配置为根据供冷机组的制冷设备开关状态以及在部分负荷下的能耗率和满负荷下的能耗率构建运行能耗目标函数；
[0028]第二目标构建模块，被配置为根据预设室内标准温度和室内实际温度构建室内舒适度目标函数；
[0029]模型模块，被配置为根据运行能耗目标函数和室内舒适度目标函数构建供冷机组运行模型；
[0030]协调优化模块，被配置为根据制冷需求约束和室内温度阈值约束，采用供冷机组运行模型进行供冷机组的冷却水进水温度、冷却水出水温度和部分负荷率的模拟控制，以此得到供冷机组的协调出力方案。
[0031]第三方面，本专利技术提供一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成第一方面所述的方法。
[0032]第四方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成第一方面所述的方法。
[0033]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0034]本专利技术提出的一种楼宇级用能优化方法及系统，解决供冷机组协调出力问题，以减少供冷机组运行能耗的运行能耗目标函数与提高用户舒适度的室内舒适度目标函数为双重优化目标，以此构建楼宇冷机系统的优化运行模型，同时根据制冷需求和室内温度阈值的约束，通过控制供冷机组的冷却水进水温度、冷却水出水温度和部分负荷率，得到最优的供冷机组协同运行方案，达到针对楼宇中的供冷机组进行用能优化的目的，既考虑到了实际应用中的用能经济性，又考虑到了楼宇中用户的舒适性，实现经济型与舒适性的平衡。
[0035]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
[0036]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。
[0037]图1为本专利技术实施例1提供的楼宇级用能优化方法流程图。
具体实施方式
[0038]下面结合附图与实施例对本专利技术做进一步说明。
[0039]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0040]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种楼宇级用能优化方法，其特征在于，包括：根据供冷机组的制冷设备开关状态以及在部分负荷下的能耗率和满负荷下的能耗率构建运行能耗目标函数；根据预设室内标准温度和室内实际温度构建室内舒适度目标函数；根据运行能耗目标函数和室内舒适度目标函数构建供冷机组运行模型；根据制冷需求约束和室内温度阈值约束，采用供冷机组运行模型进行供冷机组的冷却水进水温度、冷却水出水温度和部分负荷率的模拟控制，以此得到供冷机组的协调出力方案。2.如权利要求1所述的一种楼宇级用能优化方法，其特征在于，根据供冷机组的协调出力方案，控制供冷机组的冷却水进水温度、冷却水出水温度和部分负荷率。3.如权利要求1所述的一种楼宇级用能优化方法，其特征在于，所述部分负荷下的能耗率根据制冷设备的部分负荷率和冷却水进水温度得到；所述部分负荷率为制冷设备的实际负荷与满负荷容量之比。4.如权利要求1所述的一种楼宇级用能优化方法，其特征在于，所述运行能耗目标函数为：所述室内舒适度目标函数为：式中：f1为运行能耗目标函数，PLR为制冷设备在某负荷下的部分负荷率；T为某负荷下的平均冷却水进水温度；PER
i
(PLR,T)为第i台制冷设备在某负荷下的部分能耗率；E
i
为第i台制冷设备在满负荷运行时的能耗；Z
i
为第i台制冷设备的开关状态；f2为运行能耗目标函数，T
room
(t)为t时段室内实际温度；T
set
为室内标准温度。5.如权利要求1所述的一种楼宇级用能优化方法，其特征在于，基于运行能耗目标函数和室内舒适度目标函数采用加权聚合得到供冷机组运行模型的总优化目标函数，为：minf＝μf1+λ(1
‑
f2)(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金友，林勇，陈晓东，田强，陈文佼，田明国，鞠延昌，张云鹤，李欣，孟祥震，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司潍坊供电公司，
类型：发明
国别省市：