本发明涉及电力系统领域，尤其涉及公共楼宇空调负荷优化控制方法。
背景技术：
考虑到公共楼宇中央空调系统一般采用螺杆式或离心式制冷机组，通常单台制冷机的额定功率大于100kw且额定转速大于3000r/min，不能进行瞬时的开通与关断，因此，公共楼宇中央空调系统无法较理想地实现上述制冷机组的周期性频繁启停控制策略。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明提出了一种公共楼宇空调负荷优化控制方法，包括非蓄冷式中央空调系统调控、蓄冷式中央空调调控、分散式空调占空比轮停控制。
优选的，所述非蓄冷式中央空调系统调控的策略为：
s1：建立公共楼宇中央空调启停状态的室温时变方程；
s2：设定满足人体舒适度的室温变化区间；
s3：计算满足室温变化区间上、下限约束的空调制冷启、停时间；
s4：根据制冷启停占空比，选择公共楼宇轮停楼层数及轮停周期；
s5：根据轮停楼层数，对中央空调按比例降负荷运行。
优选的，所述时变方程为：在控制周期内公共楼宇中央空调机组始终以恒定的制冷量
其中，n为公共楼宇的层数；τon为开启时间，τoff为关停时间。
优选的，所述蓄冷式中央空调调控为：晚间8小时低谷电价时段内，中央空调系统制冷机组的运行方式不变；其它时段时内，基载机组和蓄冰槽共同提供屋内降温所需要的冷负荷，且每一时刻蓄冰槽释冷量与公共楼宇所需总冷量的比值恒为一个定值k。
优选的，所述蓄冷式中央空调调控策略公式为：
qi＝qj,i+qx,i(9-14)
qx,i＝(1-k)·qi(9-15)
其中，i为调控时段(i＝33,34,…,96)；qi为第i时段公共楼宇所需的总冷量值，单位kw；qj,i为第i时段基载机组的实际供冷量，单位kw；qx,i为第i时段蓄冷槽的实际供冷量，单位kw；lf为一天结束后蓄冷槽的剩余冷量百分比；qx,t为该日晚间8小时低谷电价时段双工况制冷机组的总蓄冷量，单位kwh。
优选的，所述分散式空调占空比轮停控制的空调功耗可表示为：
其中，n为该公共楼宇参与调控的分散式空调负荷数；τon为空调轮控开启时间；τoff为空调轮控停止时间。
本发明提出的公共楼宇空调负荷优化控制方法以下有益效果：在满足用户对屋内温度的舒适度要求的前提下，实现了公共楼宇中央空调系统的降负荷目标，同时，也能使公共楼宇空调系统的制冷机组均工作在较理想的运行状态。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明的非蓄冷式中央空调楼层间轮停控制策略；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明提出了一种公共楼宇空调负荷优化控制方法，包括非蓄冷式中央空调系统调控、蓄冷式中央空调调控、分散式空调占空比轮停控制。
具体的说分为三部分：
公共楼宇中央空调调控策略基于以下三个假设：1)忽略公共楼宇各楼层间空气流动对室温的影响作用；2)在末端设备工作状态相同的前提下，公共楼宇中央空调制冷机组的制冷量在各楼层平均分配；3)相同的室温初始条件下，公共楼宇各楼层在任意时段获得相等的空调制冷量时室温的变化量相等。
如图1，所述非蓄冷式中央空调系统调控的策略为：
s1：建立公共楼宇中央空调启停状态的室温时变方程；
s2：设定满足人体舒适度的室温变化区间；
s3：计算满足室温变化区间上、下限约束的空调制冷启、停时间；
s4：根据制冷启停占空比，选择公共楼宇轮停楼层数及轮停周期；
s5：根据轮停楼层数，对中央空调按比例降负荷运行。
其具体方式为：在控制周期内公共楼宇中央空调机组始终以恒定的制冷量
其中，n为公共楼宇的层数。在本节的控制策略中，公共楼宇各楼层的空调系统末端设备按开启时间为τon且关停时间为τoff的方式进行轮停。当n为偶数时，(取n＝10为例)，在一个控制周期τc内，不同时段公共楼宇各层制冷系统的末端设备的组合开闭状态不同，每个时段的持续时间为2τon/n，入下一时段时，总会关闭一层的制冷系统末端设备以停止对该层供冷，并相应的开启一层的制冷系统末端设备，以确保每个时段开启和关闭制冷系统末端设备的楼层数均为n/2，同时，保证了一个控制周期τc内公共楼宇中央空调机组始终以满足式(9-13)的恒定制冷量
每台离心式制冷压缩机的高效运行范围在其制冷量的40％-100％之间，且离心式制冷机在低于40％负荷运行时比较容易发生“喘振”现象；而每台螺杆式制冷压缩机在50％负荷以下运行时效率会急剧下降。因此，采用本节所提出的中央空调调控策略，在每一控制周期内，各公共楼宇都需按照每台制冷机在40％以上负荷运行的原则，来分配该公共楼宇各台制冷机所承担的制冷量。
公共楼宇蓄冷式中央空调系统的制冷机组包括双工况制冷机组和基载机组。通常，夏季未调控时公共楼宇蓄冷式中央空调系统采用以下运行方式：晚间0：00-8：00低谷电价时段，双工况制冷机组以额定负荷运行制冷，并将制得的冷量全部以冰(或其它相变材料)的形式储存在蓄冷槽中，屋内降温所需要的冷负荷由基载机组提供；其它时段内，首先由基载机组提供屋内降温所需要的冷负荷，无法满足的负荷部分再由蓄冷槽释冷提供。
采用以上工作方式，存在晚间低谷电价时段双工况机组在蓄冷槽中储存的冷量无法在其它时段全部或几乎全部释放完的问题，造成了能源的浪费。鉴于此，本文采用恒配比控制方法对公共楼宇蓄冷式中央空调进行调控。具体的控制策略是：晚间8小时低谷电价时段内，中央空调系统制冷机组的运行方式不变；其它时段时内，基载机组和蓄冰槽共同提供屋内降温所需要的冷负荷，且每一时刻蓄冰槽释冷量与公共楼宇所需总冷量的比值恒为一个定值k。采用该调控方案，可以通过每日选择合适的k值以实现蓄冷槽中储存的冷量全部或几乎全部释放，同时有效削减了公共楼宇空调负荷在用电高峰时段的总用电量。该公共楼宇蓄冷式中央空调调控策略满足以下公式：
qi＝qj,i+qx,i(9-14)
qx,i＝(1-k)·qi(9-15)
其中，i为调控时段(i＝33,34,…,96)(本文将一天分为96个时段，每15min为一个时段，且假设在一个时段内文中讨论的所有功率变量和制冷量变量值恒定)；qi为第i时段公共楼宇所需的总冷量值，单位kw；qj,i为第i时段基载机组的实际供冷量，单位kw；qx,i为第i时段蓄冷槽的实际供冷量，单位kw；lf为一天结束后蓄冷槽的剩余冷量百分比；qx,t为该日晚间8小时低谷电价时段双工况制冷机组的总蓄冷量，单位kwh。
分散式空调占空比轮停控制策略
给定室温控制区间[tmin,tmax]：
采用基于占空比控制的公共楼宇分散式空调分组轮停控制策略，在调控时段的公共楼宇大规模分散式空调功耗可表示为：
其中，n为该公共楼宇参与调控的分散式空调负荷数；τon为空调轮控开启时间；τoff为空调轮控停止时间。
对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。