一種空調(diào)冷機的電網(wǎng)響應方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明設及空調(diào)控制技術領域，更具體地說，設及一種空調(diào)冷機的電網(wǎng)響應方法 及裝置。
【背景技術】
[0002] 為了確保電網(wǎng)安全、可靠和高效運行，電網(wǎng)鼓勵用戶實施需求側(cè)用電管理，在我 國，2014年建筑能耗總量超過12.5億噸標準煤，占社會總能耗30%。中央空調(diào)能耗占建筑總 能耗65%，其中制冷站能耗占空調(diào)系統(tǒng)能耗70%左右。因此針對中央空調(diào)制冷機組的啟停 控制作為需求側(cè)響應非常必要。傳統(tǒng)的中央空調(diào)響應策略有的是依靠蓄冷裝置(如水蓄冷， 冰蓄冷)在"移峰填谷"時期分擔制冷機組的負荷，從而實現(xiàn)需求側(cè)響應，帶有獨立蓄冷裝置 的系統(tǒng)雖然電力需求響應總量比較大，但是響應速度頗慢。電網(wǎng)供需不平衡時需要分別進 行一次調(diào)頻(秒級），二次調(diào)頻(分鐘級），S次調(diào)頻(小時級），減少用電響應速度越快的越有 價值。而傳統(tǒng)蓄冷裝置的需求側(cè)響應往往智能配合到=次調(diào)頻。另外，通過建筑室內(nèi)溫度設 定值重設而致使中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗減少，由于其反饋回路需要經(jīng)過空氣側(cè)、水側(cè)，最后才 反映到各設備的能耗上，存在不小的時間延遲(一般在半個小時W上）。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術中空調(diào)系統(tǒng)電網(wǎng)響應慢的缺陷，提 供一種空調(diào)冷機的電網(wǎng)響應方法及裝置。
[0004] 本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：
[0005] 構造一種空調(diào)冷機的電網(wǎng)響應方法，包括：
[0006] 計算建筑外部得熱量及建筑內(nèi)部得熱量；
[0007] 依據(jù)所述建筑外部得熱量及建筑內(nèi)部得熱量獲取建筑的熱物理模型參數(shù)，建立建 筑熱物理模型；
[000引采集預設時間內(nèi)空調(diào)冷機系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，依據(jù)遺傳算法對所述建筑熱物理模型 進行訓練，建立灰箱模型并預測建筑冷負荷；
[0009] 依據(jù)所述建筑熱物理模型及所述建筑冷負荷控制所述空調(diào)冷機系統(tǒng)的電網(wǎng)響應 開關。
[0010] 在本發(fā)明所述的電網(wǎng)響應方法中，所述計算建筑外部得熱量及建筑內(nèi)部得熱量的 步驟包括：
[0011] 采集室外氣象參數(shù)，所述氣象參數(shù)包括建筑材料等效初始溫度扔《，仰)、建筑外部 得熱等效初始溫度Text、建筑室內(nèi)干球溫度Tin及建筑室外干球溫度Tcut，并獲取建筑內(nèi)部的 等效熱阻Rbui,i、建筑外部的等效熱阻化Ui,。、建筑材料時間常數(shù)T、建筑有效的等效換熱面 Abui、建筑外表面和內(nèi)表面的福射得熱量Qrad ;
[0012] 計算建筑外部得熱量化ui(t):
[0014] 統(tǒng)計所述建筑內(nèi)部熱量參數(shù):建筑內(nèi)部的對流換熱量Qccnv、建筑內(nèi)部的新風顯熱 量Qfr及建筑內(nèi)部的潛熱量Qla ;
[0015] 計算所述建筑內(nèi)部得熱量化n :
[001 6] Qin 二 Qeonv+Qfr+Qla。
[0017] 在本發(fā)明所述的電網(wǎng)響應方法中，所述依據(jù)所述建筑外部得熱量及建筑內(nèi)部得熱 量獲取建筑的熱物理模型參數(shù)，建立建筑熱物理模型的步驟包括：
[0018] 獲取所述建筑的熱物理模型參數(shù)，所述熱物理模型參數(shù)包括建筑儲能熱容Cbui及 建筑材料等效溫度h,,,'約；所述建筑儲能熱容Cbui及建筑材料等效溫度朽,,,'W的計算模型 為：
[0023]建立建筑熱物理模型：
[0025] 在本發(fā)明所述的電網(wǎng)響應方法中，采集預設時間內(nèi)空調(diào)冷機系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，依 據(jù)遺傳算法對所述建筑熱物理模型進行訓練，建立灰箱模型并預測建筑冷負荷的步驟包 括：
[0026] 采集預設時間內(nèi)空調(diào)冷機系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)W獲取建筑實際冷負荷；
[0027] 依據(jù)遺傳算法及所述建筑實際冷負荷對所述建筑熱物理模型進行訓練，W確定如 下參數(shù):建筑室內(nèi)空氣熱容Cin及建筑室內(nèi)等效面積Ain ;
[0028] 建立灰箱模型：
[0030] 從而預測所述建筑冷負荷Qest。
[0031] 在本發(fā)明所述的電網(wǎng)響應方法中，所述依據(jù)所述建筑熱物理模型及所述建筑冷負 荷控制所述空調(diào)冷機系統(tǒng)的電網(wǎng)響應開關的步驟包括：
[0032] 獲取所述空調(diào)冷機系統(tǒng)的水側(cè)能效系數(shù)COPsys;
[0033] 計算預測的建筑材料可儲能變化量A Qest:
[0034] AQest = -AQbui
[0040] 其中，AQbU功實際的建筑材料可儲能變化量，AQpre,c(t)為"預冷"策略的蓄能變 化量，A Qset,d(t)為"溫度重設"策略的放能變化量，A Qpre,d(t)為"預冷"策略的放能變化 量，A Tin,。為儲能時期，A Tin, d為放能時期，t。為儲能時間，td為放能時間；
[0041] 計算建筑可減少的用電量A Pe(t)、建筑有效儲能容量Ebui及建筑有效儲能熱容 Hbui :
[0045] 根據(jù)實時測得的空調(diào)冷機系統(tǒng)的運行功率P與所述建筑可減少的用電量A Pe(t) 進行比較，當建筑可減少的用電量A Pe(t)大于所述空調(diào)冷機系統(tǒng)的運行功率即寸，關閉所 述空調(diào)冷機系統(tǒng)的電網(wǎng)響應開關，經(jīng)過所述放能時間td后，開啟已關閉的所述空調(diào)冷機系 統(tǒng)的電網(wǎng)響應開關。
[0046] 另一方面，提供一種空調(diào)冷機的電網(wǎng)響應裝置，包括：
[0047] 得熱量計算模塊，用于計算建筑外部得熱量及建筑內(nèi)部得熱量；
[004引模型建立模塊，用于依據(jù)所述建筑外部得熱量及建筑內(nèi)部得熱量獲取建筑的熱物 理模型參數(shù)，建立建筑熱物理模型；
[0049]訓練模塊，用于采集預設時間內(nèi)空調(diào)冷機系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，依據(jù)遺傳算法對所述 建筑熱物理模型進行訓練，建立灰箱模型并預測建筑冷負荷；
[0050]電網(wǎng)響應模塊，用于依據(jù)所述建筑熱物理模型及所述建筑冷負荷控制所述空調(diào)冷 機系統(tǒng)的電網(wǎng)響應開關。
[0051 ]在本發(fā)明所述的電網(wǎng)響應裝置中，所述得熱量計算模塊包括：
[0052] 氣象參數(shù)采集子模塊，用于采集室外氣象參數(shù)，所述氣象參數(shù)包括建筑材料等效 初始溫度民,《? (0)、建筑外部得熱等效初始溫度Text、建筑室內(nèi)干球溫度Tin及建筑室外干球溫 度Tout，并獲取建筑內(nèi)部的等效熱阻化Ui, i、建筑外部的等效熱阻化Ui,。、建筑材料時間常數(shù)T、 建筑有效的等效換熱面Abui、建筑外表面和內(nèi)表面的福射得熱量Qrad;
[0053] 外部得熱量計算子模塊，用于計算建筑外部得熱量Qbui(t):
[0055] 內(nèi)部熱量參數(shù)統(tǒng)計子模塊，用于統(tǒng)計所述建筑內(nèi)部熱量參數(shù):建筑內(nèi)部的對流換 熱量Qcnnv、建筑內(nèi)部的新風顯熱量Qfr及建筑內(nèi)部的潛熱量Qla ;
[0056] 內(nèi)部得熱量計算子模塊，用于計算所述建筑內(nèi)部得熱量Qin:
[0057] Qin 二 Qconv+Qfr+Qla。
[005引在本發(fā)明所述的電網(wǎng)響應裝置中，所述模型建立模塊包括：
[0059]模型參數(shù)獲取子模塊，用于獲取所述建筑的熱物理模型參數(shù)，所述熱物理模型參 數(shù)包括建筑儲能熱容Cbui及建筑材料等效溫度f 所述建筑儲能熱容Cbui及建筑材料等 效溫度民》40的計算模型為：
[0064]物理模型建立子模塊，用于建立建筑熱物理模型：
[0066] 在本發(fā)明所述的電網(wǎng)響應裝置中，所述訓練模塊包括：
[0067] 數(shù)據(jù)采集子模塊，用于采集預設時間內(nèi)空調(diào)冷機系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)W獲取建筑實際 冷負荷；
[0068] 模型訓練子模塊，用于依據(jù)遺傳算法及所述建筑實際冷負荷對所述建筑熱物理模 型進行訓練，W確定如下參數(shù):建筑室內(nèi)空氣熱容Cin及建筑室內(nèi)等效面積Ain ;
[0069] 灰箱模型建立子模塊，用于建立灰箱模型：
[0071] 從而預測所述建筑冷負荷Qest。
[0072] 在本發(fā)明所述的電網(wǎng)響應裝置中，所述電網(wǎng)響應模塊包括：
[0073] 水側(cè)能效系數(shù)獲取子模塊，用于獲取所述空調(diào)冷機系統(tǒng)的水側(cè)能效系數(shù)COPsys;
[0074] 可儲能變化量計算子模塊，用于計算預測的建筑材料可儲能變化量A Qest:
[0081] 其中，AQbU功實際的建筑材料可儲能變化量，AQpre,c(t)為"預冷"策略的蓄能變 化量，A Qset,d(t)為"溫度重設"策略的放能變化量，A Qpre,d(t)為"預冷"策略的放能變化 量，A Tin,。為儲能時期，A Tin, d為放能時期，t。為儲能時間，td為放能時間；
[0082] 參數(shù)計算子模塊，用于計算建筑可減少的用電量A Pe(t)、建筑有效儲能容量Ebui 及建筑有效儲能熱容nbui:
[0086]開關控制子模塊，用于根據(jù)實時測得的空調(diào)冷機系統(tǒng)的運行功率P與所述建筑可 減少的用電量A Pe(t)進行比較，當建筑可減少的用電量A Pe(t)大于所述空調(diào)冷機系統(tǒng)的 運行功