、Qraf、COPraf以及制冷机特性系数可以通过制冷机提供的参数确定。
[0054] 制冷机的物理模型可以整理为： CN 105020859 A 说明书 6/8 页 JH
[0063] 考虑实际情况，上式始终大于零，因而有第i个房间的风机功率Pfani关于第i 个房间的室内冷负荷Qsi是单调递增的；同时，由于P fani表达式关于Q Sl存在2阶连续 导数，因而可以对Pfani表达式进行分段线性插值，实现P fani表达式的分段线性化，得到 ?_=以11)^^汍1)，其中1^汍 1)为€汍1)的分段线性插值函数，得到在各插值区间内
此通过分段线性插值，可以将所有房间的风机功率之和 /=1 1^=1 ι-I 转化为室内冷负荷之和的函数，即
[0064] 建立中央空调功率与室内冷负荷之和的模型，即：
[0065]
[0066] 步骤二：建立等舒适度损失原则下的基准舒适度模型
[0067] 采用如下式表示室内环境下人体的瞬时舒适程度：
[0068]
[0069] 其中：DI1⑴表示t时刻第i个房间的人体舒适度指数；T1⑴表示t时刻第i个 房间的室内温度；RH1U)表示t时刻第i个房间的相对湿度；V1U)表示t时刻第i个房间 的风速，为基准温度，°C。RMthV 1U)和Iref在室内环境下可以视为常量，可以 通过实测得到J1U)为控制变量，认为稳态时等于末端温度设定值。
[0070] 在实际情况中，室内环境下除了瞬时舒适程度外，瞬时舒适程度的持续时间同样 对人体舒适度产生影响（例如当人体处于非完全舒适的环境下时，持续的时间越长那么人 体舒适度越低，若以夏季室内环境为例，相对湿度以及风速可以视为常数，人体舒适的环境 温度通常为24°C，那么当室内温度高于24°C时，室内温度越高，人体越不舒适；室内温度高 于24°C时，该温度持续时间越长，人体越不舒适），因而建立以室内环境下人体舒适度损失 关于温度以及持续时间的表达式：
[0071]
[0072] 其中：表示第i个房间内人体在Λ t时间内的累积舒适度的损失值；Λ h为 第i个房间的负荷削减持续时间（也是舒适度损失的持续时间），min ;k为比例系数；1^为 第i个房间的负荷削减起始时刻；DIraf为基准舒适度，即室内人体感觉最舒适的舒适度值。
[0073] 中央空调常见的负荷削减措施中，最容易实现的便是通过提高末端设定温度的 值，实现中央空调功率削减；末端设定温度的值越高则中央空调功率削减越大，而用户舒适 度也会产生相应的改变，根据上式，若要实现等用户舒适度损失值：末端设定温度越高的房 间，负荷削减持续时间应当越短，这样才能保证负荷削减要求的同时使得房间内的用户舒 适度不会损失太大；而末端设定温度越低的房间，由于房间内的用户舒适度损失较小，则应 当承担较长的负荷削减持续时间。故所有房间内的用户舒适度损失值应满足下式：
[0074]
[0075] 其中：D/"V'为基准房间内用户在Λ t时间内的累积舒适度的损失值，为预先的设 定值。
[0076] 举例进行说明：将室内温度为Iref时的舒适度指数作为基准舒适度DI ，且认为 室内温度设定为后T。时用户的舒适度损失值最小，用户可以保持较长时间，系统所需要最 大负荷削减持续时间为Λ 因而房间的温度设定策略的舒适度以设定温度T。、持续时间 Λ t_为标准策略，故所有用户的舒适度损失值应满足：
[0077]
[0078] 其中：其中等式最右边表达式的含义为基准组0温度设定值IVC，持续时间Λ t_ 时的舒适度损失值，该值作为舒适度损失的参考值。整个表达式其含义是，任何设定温 度-持续时间策略下的舒适度损失值应等于，设定温度IVC，持续时间Λ t_时的舒适度损 失值。通常认为25°C是用户最能接受的重设温度后的温度设定值，因此T。= 25 ;在25°C下 通常认为用户的受控时间是任意长的，而针对本专利，认为系统调峰任务最长持续时间为2 小时，因而将基准控制组的受控时间选取为2小时，即Λ t_= 120min，代入上式得到：
[0079]
[0080] 根据上式，认为室温在稳态时等于末端设定温度，因此可以计算得到末端设定温 度T1U)与负荷削减持续时间Λ h的示意图，如附图2所示。
[0081] 步骤三：建立目标函数
[0082] 依据等舒适度损失的原则的削减策略结果，即附图2中的曲线，得到组削减方案 解集，根据实际情况，选择其它受控房间组调温方案。经过实际调查，末端设定温度为28°C 或以上时，人体极不舒适，因而温度设定方案中不考虑28°C及以上的情况。因此根据附图 2,可以将商务楼宇负荷内部各房间分为三类削减资源：第一类，记为组1，系统发布削峰指 令后房间设定温度从24°C改为25°C，削减持续时间最长，为2个小时，房间个数为n/3 ;第 二类，记为组2,系统发布削峰指令后房间设定温度从24°C改为26°C，削减时间少于组1，房 间个数为n/3 ;第三类，记为组3,系统发布削峰指令后房间设定温度从24°C改为27°C，削减 持续时间最短，房间个数为n/3。综合用户舒适度以及系统负荷削减要求，不同分组负荷削 减策略设计为如表1所示：
[0083] 表1不同分组的削减策略
[0084]
[0085] 根据下式将温度-持续时间负荷控制策略转换为冷负荷-持续时间负荷控制策 略：
[0086] Qsi ⑴· Λ t = K1 · F1 · (ToutCt)-T1Ct)) · Λ t+cair · Mairini · (T1Ct)-TN1)
[0087] 其中K1为房间i的传热系数，!^/tCm25F 1为房间i的围护面积，Hi2Jciut(t)为t时 刻室外温度，°c，根据目标函I
寸冷负荷-持续时间负荷 控制策略进行优化组合，得到持续时间不同的冷负荷组合控制方案，得到各时刻总的室内 冷负荷。
[0088] 最后根据中央空调功率模型将冷负荷带入，即可得到各时刻的空调功率，从而计 算得到单个商务楼各时刻负荷。
[0089] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种基于等舒适度损失原则的中央空调负荷削减调温方法，其特征在于：在中央空 调模型的基础上，考虑各个房间的末端设定温度值以及商务楼宇中各个房间的室内冷负荷 状况，依据各个房间的人体舒适度损失值相等的原则，获得各个房间的负荷削减持续时间， 进而进行各个房间的调温控制，实现中央空调系统的负荷削减。2. 根据权利要求1所述的基于等舒适度损失原则的中央空调负荷削减调温方法，其特 征在于：该方法包如下步骤： (1)建立考虑商务楼宇内部各房间差异性的中央空调模型 设中央空调系统的室内冷负荷由n个单一空间构成，即商务楼宇内部总共有n个房间， 每个房间有一个末端设定温度，每个房间的末端均安装一台风机； 建立风机的物理模型如下： 1=1其中：Pfan为末端风机总功率，kW;Pfani为第i个房间的风机功率，kW，iG[l，n] ;mai" 为第i个房间的风机实际风量，kg/s ;QSl为第i个房间的室内冷负荷，kW ;T Nl、TSl分别为第 i个房间的室内空气设计温度和送风温度，°C;cau=1. 01kJ/(kg. °C)，为干空气定压比热； fal"为第i个房间的风机流量比；m_deslgnS风机设计最大风量，kg/s ;fpll为第i个房间的 部分负荷因数；cfl、cf2、cf3、cf4为风机特性系数；Pfani为第i个房间的风机功率，kW ; A P为 风机设计压力，Pa ;efan为风机效率；P^为空气密度，kg/m3; 对风机模型进行如下的数学处理：考虑实际情况，上式始终大于零，因而有第i个房间的风机功率Pfani关于第i个房 间的室内冷负荷QSl是单调递增的；同时，由于Pfani表达式关于QSl存在2阶连续导数， 因而可以对Pfani表达式进行分段线性插值，实现Pfani表达式的分段线性化，得到Pfani =f(Qd~L(QJ，其中L(QSl)为f(QSl)的分段线性插值函数，得到在各插值区间内>，因此通过分段线性插值，可以将所有房间的风机功率之和转 化为室内冷负荷之和的函数建立制冷机的物理模型如下：其中：制冷机功率，kW;Qavall为制冷机可用冷量，kW;Qraf为制冷机名义冷量，kW;PLRehlllra^J部分负荷率；Qelse为室内其余产热负荷量（包括照明负荷以及散热量以及人 员产热量），kW;COPraf为制冷机名义制冷系数；CEP为制冷机EIR与部分负荷率的关系因 数，（砂= % 户风+ ，a3、b3、c3为制冷机特性系数； 建立中央空调功率与室内冷负荷之和的模型，即：(2) 建立等舒适度损失原则下的基准舒适度模型 "Ii.一^^0其中：DL(t)表示t时刻第i个房间的人体舒适度指数；(t)表示t时刻第i个房间 的室内温度；RHjt)表示t时刻第i个房间的相对湿度；Vjt)表示t时刻第i个房间的风 速，m/s 为基准温度，°C; 〃表示第i个房间内人体在At时间内的累积舒适度的 损失值；Ah为第i个房间的负荷削减持续时间（也是舒适度损失的持续时间），min;k为 比例系数；h为第i个房间的负荷削减起始时刻；DI为基准舒适度，即室内人体感觉最舒 适的舒适度值；为基准房间内用户在其受控时间At。内的累积舒适度的损失值，为预 先的设定值； (3) 建立目标函数其中：At_x为最长的负荷削减持续时间，即所有n个Ati中的最大值。
【专利摘要】本发明公开了一种基于等舒适度损失原则的中央空调负荷削减调温方法，在中央空调模型的基础上，考虑各个房间的末端设定温度值以及商务楼宇中各个房间的室内冷负荷状况，依据各个房间的人体舒适度损失值相等的原则，获得各个房间的负荷削减持续时间，进而进行各个房间的调温控制，实现中央系统的负荷削减；本发明充分考虑了用户舒适度，将商务楼宇参与需求响应以实现负荷削减，提高了负荷削减方案的合理性和科学性。
【IPC分类】F24F11/00
【公开号】CN105020859
【申请号】CN201510472745
【发明人】刘顺桂, 丁继为, 姚森敬, 朱正国, 孙杰
【申请人】深圳供电局有限公司, 东南大学
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年8月4日