一种基于运行经济性的蓄冷系统运行方法与流程

本发明涉及蓄冷领域，特别涉及一种基于运行经济性的蓄冷系统运行方法。

背景技术：

蓄冷系统作为一种有效削减空调系统装机容量与配电容量、提升设备利用率的空调系统，与峰谷电价结合，利用夜间谷电制冷蓄冷，白天峰电释冷供冷，提升用户经济性的同时，还具有对电网“削峰填谷”的节能作用。除与常规中央空调系统相结合外，还可与区域供冷系统相结合，充分发挥规模化效应。

现有蓄冷项目中，部分项目控制策略制定时常采用简单的释冷优先、主机优先、比例控制等简单策略，或仅考虑设计工况下未考虑部分负荷情况，且运行过程中由于自控系统无法匹配用户实际负荷情况，往往依靠工作人员实际积累的运行经验，因而造成蓄冷系统无法达到最大程度降低运行费用的目的，甚至因为系统蓄冷释冷过程中额外能耗造成运行费用增加的情况。

峰谷电价是蓄冷项目具有经济性的前提，由于峰谷电价在制定过程中更多考虑城市用电因素，而用户负荷仅与用户业态及天气条件等有关，导致电价的峰平谷时段划分及时长与用户负荷峰平谷出现时段及时长不完全吻合甚至出现不重叠时段等，最终结果导致原有峰电融冰，谷电蓄冰的通用策略无法达到其应有的经济性。根据调研结果及国内相关同类专利情况，常用运行策略均没有判断负荷曲线和峰谷电价曲线趋势及匹配程度，仍按“峰电融冰、平段开机、谷电蓄冰”的常规运行策略，蓄冷系统经济性难以保障。

此外，蓄冷系统具有滞后性、非线性、耦合性不强，且设备多、系统复杂，因而优化蓄冷系统运行策略及自动控制是系统经济运行的关键问题之一。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于运行经济性的蓄冷系统运行方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种基于运行经济性的蓄冷系统运行方法，包括以下步骤：

s1、建立蓄冷模型：包含制冷及蓄冷设备建模；

s2、建立用户空调负荷模型：包含用户空调负荷建模及模型修正；

s3、建立控制策略：根据蓄冷模型及峰谷电价，以一个蓄冷释冷周期内运行费用最低为目标，建立控制策略，用于控制蓄冷系统各组件运行及出力情况；

s4、模型修正：针对用户实际运行负荷及峰谷电价变化对模型进行修正，提升运行策略准确度。

步骤s1中，所述制冷及蓄冷设备建模包含参与制冷及蓄冷的各组件，详细为01基载主机、02常规主机、03蓄冷主机(制冷工况)及04蓄冷设备、05释冷设备及各组件的配套水泵、冷却塔、换热器等设备，该模型包含监测模块、控制模块，监测模块含各设备实时制冷量监测、耗电量监测、耗水量监测及蓄冷量、释冷量监测，监测模块应具备数据反馈功能。

步骤s1中，所述制冷及蓄冷设备建模是指按系统进行分组建模，分为制冷系统与蓄冷释冷系统；建模目的在于建立制冷与蓄冷输入、输出及调节控制系统，从而根据控制策略，调节各系统能耗及制冷量输出；

所述制冷系统包含01基载主机、02常规主机、03蓄冷主机(制冷工况)；蓄冷系统包含04蓄冷设备、05释冷设备；制冷系统包含该制冷主机正常运行全套设备，如主机、水泵(冷冻水泵、冷却水泵、乙二醇水泵(如果有))、冷却塔、换热设备等，该系统具备逐时制冷量q输出、功率w输出，累计制冷量qc及电耗p统计与输出；

所述蓄冷释冷系统包含蓄冷主机及蓄冷时配套水泵、冷却塔等设备，换热器，蓄冷单元等，该系统具备逐时蓄冷量/释冷量q输出、功率w输出，蓄冷/释冷制冷量qc及电耗p统计与输出。

步骤s2中，所述用户空调负荷建模含全年8760小时逐时负荷预测模型及后续实际运行负荷进行模型修正；负荷预测模型包含一个以上子模块，所述子模块包含历史气象数据库与气象预报数据比对修正模块、工作日与非工作日监测模块、峰值与谷值监测模块。

所述历史气象数据库与气象预报数据比对修正模块用于获取较为准确的用户气象数据，便于提升负荷预测模型的准确程度；其工作流程为建立全年气象数据库及通讯系统，以历史气象数据为基础，利用气象预报数据进行动态修正，主要修正参数为气温(干球温度、湿球温度)、相对湿度、日照、室外风速。

所述工作日与非工作日监测模块用于根据用户工作计划安排调整负荷预测模型中关于人员活动的影响因素；其流程为用户制定工作流程表，系统根据工作流程表执行，并具备修改功能(如添加、删除等)及历史数据记录与调用功能。

所述峰值与谷值监测模块用于用户空调负荷峰值与谷值的监测，根据历史监测数据，对制冷及蓄冷系统峰值及谷值功率、峰值及谷值释冷速率等进行限定，避免系统频繁动作。

步骤s3中，所述建立控制策略分解为主机供冷部分和释冷供冷部分；

所述主机供冷部分包括：01基载主机、02常规主机、03蓄冷主机(制冷工况)；

所述释冷供冷部分包括：04基本释冷量(平电时段释冷)、05峰值释冷量(峰电时段释冷)；供冷设备与释冷设备之间组合，且各主机出力及释冷量均能够控制；在控制释冷量与蓄冷量平衡的前提下，计算主机供冷与释冷供冷各部分逐时运行费用，选用运行费用最低的组合作为控制策略。

所述04基本释冷量为冷负荷超过主机装机容量，但电价不属于峰电价时必须释冷以满足供冷需求的释冷量；所述05峰值释冷量为电价属于峰电价时释冷供冷量，在蓄冷率不变情况下，峰值释冷量占比越高，运行经济性越高。

步骤3中，所述控制策略，在电价峰平谷段运行如下：

4)峰电价：最大释冷速率优先释冷，不足部分优先开启基载主机，其次电制冷主机，最后开启蓄冷主机(运行制冷工况)；

5)平电价：优先开启基载主机，不足部分开启电制冷主机，最后开启蓄冷主机(运行制冷工况)；

6)谷电价：最大蓄冷速率蓄冷，开启基载主机制冷，负荷波动导致基载机短时间不足时，可开启部分电制冷主机。

所述步骤4模型修正，目的在于根据用户实际运行数据，修正负荷模型，以期提升负荷预测准确度；根据蓄冷系统运行相应情况，调整系统动作时机，从而动态调整蓄冷量及控制策略。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

本发明的蓄冷系统无法达到最大程度降低运行费用，其蓄冷系统蓄冷系统的运行策略耦合性强，响应及时，且设备相对简单，后期维护成本低。

附图说明

图1为本发明所述一种基于运行经济性的蓄冷系统运行方法的流程图。

图2-1、2-2、2-3、2-4分别为本发明具体实施例100％、75％、50％及25％负荷下运行流程图，该实施例设计满负荷工况下，蓄冷率约29％，负荷曲线与峰谷电价曲线存在错峰现象。

图3-1、3-2、3-3、3-4分别为本发明具体实施例100％、75％、50％及25％负荷下运行流程图，该实施例设计满负荷工况下，蓄冷率约29％，负荷曲线与峰谷电价曲线重合。

图4为本发明所述一种基于运行经济性的蓄冷系统运行方法所对应的结构框图；其中，yg表示乙二醇供水，yh表示乙二醇回水，l1表示冷冻供水，l2表示冷冻回水，lq1表示冷却供水，lq2表示冷却回水。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，本实施例的基于运行经济性的蓄冷系统运行策略。所述控制策略包含以下处理流程：

流程1：负荷模型进行负荷预测，修正模块对预测结果进行修正；

流程2：控制模块对修正后的负荷曲线与电价曲线进行比对，判断是否出现平段电价时，出现冷负荷超出制冷主机制冷量情况；

流程3：根据控制模块判断结果，分别采取需平段电释冷的基本释冷量策略和正常峰平谷运行策略；

流程4：执行峰平谷运行策略。

本发明采用逐时运行策略，根据逐时运行表进行运行，表1分别对应图2-1、2-2、2-3、2-4错峰现象下的运行策略，表2分别对应图3-1、3-2、3-3、3-4重合情况下的运行策略。

表1负荷曲线与峰谷电价曲线错峰现象下的运行策略

表2负荷曲线与峰谷电价曲线重合情况下的运行策略

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。