交直流混合分布式系统的能效评估方法、装置和计算设备与流程

本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种交直流混合分布式系统的能效评估方法、装置和计算设备。

背景技术：

随着电力用户需求的多元化，以及城市规划与电力系统发展不平衡的加剧，传统的交流配电网面临着越来越大的挑战。环保意识的增强，新能源发电的涌现，高效绿色电力的倡导促进了交直流混合分布式系统的研究发展。相比于交流配电网，交直流混合分布式系统具有供电半径大、电能质量高、线路损耗低、传输效率高、供电可靠性高、便于新能源与储能系统的接入等诸多优点。

为了有效提高整个交直流混合分布式系统的能源利用效率，需要对交直流混合分布式系统的能效进行评估，以得到交直流混合分布式系统能源利用效率的综合性评价，并基于该评估结果对交直流混合分布式系统进行针对性改进。在该能效估计过程中，选取合适的评价指标是该环节中的重中之重，指标需要既能够全面表征交直流混合分布式系统能效的高低，也能够支撑评价目标的实现，同时还要兼顾指标的获取、计算的难易程度。

也就是，要考虑交直流混合分布式系统的能效评估的复杂多维度的特征，要以现有交直流系统以及分布式系统能效评估指标为基础，不能脱离两系统能效评估的实际工作。同时，要有效结合交直流混合分布式系统所带来的新的能效影响要素，选取能够量化计算且有代表性的指标展开评价。另外，还需理清指标的维度、含义和目的，若选取的指标间含义重复或者部分交叉，将产生不必要的计算，增加评价工作量的同时也会影响评价的真实准确。

技术实现要素：

为此，本发明提供一种新的交直流混合分布式系统的能效评估方法、装置和计算设备，以力图解决或者至少缓解上面存在的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种交直流混合分布式系统的能效评估方法，适于在计算设备中执行，该方法包括：基于交直流供电系统、分布式供能系统、热力系统和储能系统构建交直流混合分布式系统；构建交直流混合分布式系统的能效评估指标体系，所述能效评估指标体系包括目标层指标、系统层指标、设备层指标和元件层指标四层指标，目标层指标包括交直流混合分布式系统的效率；以及获取所述交直流混合分布式系统的基本信息，分别计算其各层指标结果，并根据计算结果对交直流混合分布式系统进行能效评估。

可选地，在根据本发明的方法中，交直流混合分布式系统的效率ηhs的计算公式为：

其中，πehb为电热锅炉的总损，πhp为热泵的总损，πisac为冰蓄冷空调的总损，πhst为储热系统的总损，wehb为电热锅炉总耗功，whp为热泵总耗功，wisac为冰蓄冷空调总耗功，whst为储热系统总耗功。

可选地，在根据本发明的方法中，系统层包括分布式供热系统和/或储热系统；分布式供热系统下的设备层包括电热锅炉、热泵、冰蓄冷空调中的至少一种，储热系统下的设备层包括储热罐；电热锅炉下的元件层包括电加热器，热泵和冰蓄冷空调下的元件层均包括压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器和管道中的至少一种。

可选地，在根据本发明的方法中，系统层指标包括分布式供热系统效率ηdhs和/或储热系统效率ηhst，所述设备层指标包括电热锅炉效率ηehb、热泵效率ηhp、冰蓄冷空调效率ηisac中的至少一种，所述元件层指标包括各元件的损系数。

可选地，在根据本发明的方法中，分布式供热系统效率ηdhs的计算公式为：

可选地，在根据本发明的方法中，储热系统效率ηhst的计算公式为：

其中，qo是储热罐出水热量值，qi是储热罐入水热量值，mw0是储热罐出水质量，mwi是储热罐入水质量，to是储热罐出水绝对温度，ti是储热罐入水绝对温度。

可选地，在根据本发明的方法中，电热锅炉效率ηehb的计算公式为：

ηehb＝1-φehφeh＝1-qloss/we

qloss＝cw·mw0·t0+we-cw·mw1·t1

其中，φeh是电加热器损率，qloss是电加热器热损失，we是耗电量，cw是水的比热容，mw0是电加热器加热水之前的质量，mw1是电加热器加热水之后的质量，we是耗电量，t0是水加热前的温度，t1是水加热后的温度。

可选地，在根据本发明的方法中，热泵效率ηhp和冰蓄冷空调效率ηisac的计算公式分别为：

ηhp＝1-φcomp-φcon-φexp-φevp-φp

ηisac＝1-φcomp-φcon-φexp-φevp-ist-φp

其中，φcomp是压缩机的损系数，φcon是冷凝器的损系数，φexp是节流阀的损系数，φevp是蒸发器的损系数，φevp-ist是蒸发器-蓄冰槽的损系数，φp是管道的损系数。

可选地，在根据本发明的方法中，元件i的损系数φi的计算公式为：

φi＝πi/w，w＝mr(h2-h1)

其中，w为系统对制冷剂所做的功，πi为元件i的损失，mr是制冷剂流量，h1和h2分别是压缩机制冷剂的进口焓值和出口焓值。

可选地，在根据本发明的方法中，

πcomp＝mrt0(s2-s1)，πexp＝mrt0(s4-s3')

πcon＝mr[(h2'-h3)-t0(s2'-s3)]

∏evp＝mrt0(s1'-s4')+gt0(s5-s6)

其中，πcomp、πcon、πexp、πevp分别是压缩机损失、冷凝器损失、节流阀损失、蒸发器损失，t0是环境温度，tc是蒸发器-蓄冰槽制冷剂的蒸发温度，t是蒸发器-蓄冰槽内的冰水混合物的温度，s1是压缩机制冷剂的进口熵值，s2是压缩机制冷剂的出口熵值，s3是冷凝器制冷剂的出口熵值，s4是节流阀制冷剂的出口熵值，s1’是蒸发器制冷剂的出口熵值，s2’是冷凝器制冷剂的进口熵值，s3’是节流阀制冷剂的进口熵值，s4’是蒸发器制冷剂的进口熵值，s5是冷冻水的出水熵值，s6是冷冻水的回水熵值，h2’是冷凝器制冷剂的进口焓值，h3是冷凝器制冷剂的出口焓值，g是冷冻水流量，q0是蓄冰槽中的蓄冷量。

根据本发明的又一个方面，提供了一种交直流混合分布式系统的能效评估装置，适于驻留在计算设备中，该装置包括：系统构建模块，适于基于交直流供电系统、分布式供能系统、热力系统和储能系统构建所述交直流混合分布式系统；指标构建模块，适于构建交直流混合分布式系统的能效评估指标体系，能效评估指标体系包括目标层指标、系统层指标、设备层指标和元件层指标四层指标，目标层指标包括交直流混合分布式系统的效率；以及能效评估模块，适于获取交直流混合分布式系统的基本信息，分别计算其各层指标结果，并根据计算结果对交直流混合分布式系统进行能效评估。

可选地，在根据本发明的装置中，交直流混合分布式系统的效率ηhs的计算公式为：

其中，πehb为电热锅炉的总损，πhp为热泵的总损，πisac为冰蓄冷空调的总损，πhst为储热系统的总损，wehb为电热锅炉总耗功，whp为热泵总耗功，wisac为冰蓄冷空调总耗功，whst为储热系统总耗功。

可选地，在根据本发明的装置中，系统层包括分布式供热系统和/或储热系统；分布式供热系统下的设备层包括电热锅炉、热泵、冰蓄冷空调中的至少一种，储热系统下的设备层包括储热罐；电热锅炉下的元件层包括电加热器，热泵和冰蓄冷空调下的元件层均包括压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器和管道中的至少一种。

根据本发明的又一个方面，提供了一种计算设备，包括：至少一个处理器；和存储有程序指令的存储器，其中，所述程序指令被配置为适于由所述至少一个处理器执行，所述程序指令包括用于执行如上所述的交直流混合分布式系统的能效评估方法的指令。

根据本发明的又一个方面，提供了一种存储有程序指令的可读存储介质，当所述程序指令被计算设备读取并执行时，使得所述计算设备执行如上所述的交直流混合分布式系统的能效评估方法。

根据本发明的技术方案，构建了包括交直流供电系统、分布式供能系统、热力系统和储能系统四个方面的交直流混合分布式系统，并按照目标层、系统层、设备层和元件指标层四个层级构建面向交直流混合分布式系统的综合能效评估指标体系，其中目标层指标可以为交直流混合分布式系统的效率。这样，逐层计算该交直流混合分布式系统的各层指标后，就可综合对该系统进行能效评估，以及确定该系统中的指标薄弱项，并进行针对性的改进，从而从整体上提高交直流混合分布式系统的能源利用效率。

附图说明

为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。

图1示出了根据本发明一个实施例的计算设备100的结构框图；以及

图2示出了根据本发明一个实施例的交直流混合分布式系统的能效评估方法200的示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的冰蓄冷空调的结构示意图；以及

图4示出了根据本发明一个实施例的交直流混合分布式系统的能效评估装置400的结构框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1是示例计算设备100的框图。在基本的配置102中，计算设备100典型地包括系统存储器106和一个或者多个处理器104。存储器总线108可以用于在处理器104和系统存储器106之间的通信。

取决于期望的配置，处理器104可以是任何类型的处理，包括但不限于：微处理器(μp)、微控制器(μc)、数字信息处理器(dsp)或者它们的任何组合。处理器104可以包括诸如一级高速缓存110和二级高速缓存112之类的一个或者多个级别的高速缓存、处理器核心114和寄存器116。示例的处理器核心114可以包括运算逻辑单元(alu)、浮点数单元(fpu)、数字信号处理核心(dsp核心)或者它们的任何组合。示例的存储器控制器118可以与处理器104一起使用，或者在一些实现中，存储器控制器118可以是处理器104的一个内部部分。

取决于期望的配置，系统存储器106可以是任意类型的存储器，包括但不限于：易失性存储器(诸如ram)、非易失性存储器(诸如rom、闪存等)或者它们的任何组合。系统存储器106可以包括操作系统120、一个或者多个应用122以及程序数据124。在一些实施方式中，应用122可以布置为在操作系统上利用程序数据124进行操作。程序数据124包括指令，在根据本发明的计算设备100中，程序数据124包含用于执行交直流混合分布式系统的能效评估方法200的指令。

计算设备100还可以包括有助于从各种接口设备(例如，输出设备142、外设接口144和通信设备146)到基本配置102经由总线/接口控制器130的通信的接口总线140。示例的输出设备142包括图形处理单元148和音频处理单元150。它们可以被配置为有助于经由一个或者多个a/v端口152与诸如显示器或者扬声器之类的各种外部设备进行通信。示例外设接口144可以包括串行接口控制器154和并行接口控制器156，它们可以被配置为有助于经由一个或者多个i/o端口158和诸如输入设备(例如，键盘、鼠标、笔、语音输入设备、触摸输入设备)或者其他外设(例如打印机、扫描仪等)之类的外部设备进行通信。示例的通信设备146可以包括网络控制器160，其可以被布置为便于经由一个或者多个通信端口164与一个或者多个其他计算设备162通过网络通信链路的通信。

网络通信链路可以是通信介质的一个示例。通信介质通常可以体现为在诸如载波或者其他传输机制之类的调制数据信号中的计算机可读指令、数据结构、程序模块，并且可以包括任何信息递送介质。“调制数据信号”可以这样的信号，它的数据集中的一个或者多个或者它的改变可以在信号中编码信息的方式进行。作为非限制性的示例，通信介质可以包括诸如有线网络或者专线网络之类的有线介质，以及诸如声音、射频(rf)、微波、红外(ir)或者其它无线介质在内的各种无线介质。这里使用的术语计算机可读介质可以包括存储介质和通信介质二者。

计算设备100可以实现为服务器，例如文件服务器、数据库服务器、应用程序服务器和web服务器等，也可以实现为小尺寸便携(或者移动)电子设备的一部分，这些电子设备可以是诸如蜂窝电话、个人数字助理(pda)、个人媒体播放器设备、无线网络浏览设备、个人头戴设备、应用专用设备、或者可以包括上面任何功能的混合设备。计算设备100还可以实现为包括桌面计算机和笔记本计算机配置的个人计算机。在一些实施例中，计算设备100被配置为执行根据本发明的交直流混合分布式系统的能效评估方法200。

图2示出了根据本发明一个实施例的交直流混合分布式系统的能效评估方法200的示意图，该方法驻留在计算设备100中执行。如图2所示，该方法适于步骤s220。

在步骤s220中，基于交直流供电系统、分布式供能系统、热力系统和储能系统构建交直流混合分布式系统。也就是构建包括交直流供电系统、分布式供能系统、热力系统和储能系统的交直流混合分布式系统。

根据一个实施例，交直流供电系统主要包括电力电子变压器和/或整流器，分布式供能系统包括分布式冷热电联供系统和/或分布式光伏发电系统，热力系统包括热泵、冰蓄冷空调和电热锅炉中的至少一种，储能系统包括储电电池和/或储能罐。

其中，电力电子变压器是一种将电力电子器件及相关控制技术和高频变压器相结合，实现不同电力特征的电能进行相互转换的新型智能变压器。整流器可以为pwm整流器，具体可包括电压源型整流器、电流源型整流器和z源整流器中的至少一种。分布式冷热电联供系统是分布式能源系统中前景最为明朗，也是最具实用性和发展活力的系统，是在热电联产系统基础上发展起来的一种总能系统，直接面向用户需求供电、供冷、供热、生活热水等。分布式光伏发电系统可以为不可调度发电系统和/或可调度发电系统，前者由光伏电池阵列、控制器、并网逆变器、变压器等组成，后者由光伏阵列、并网逆变器、蓄电池储能环节、控制器、变压器等组成。

热泵是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置，通常先从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，经过电力做功后再向人们提供可被利用的高品位热能。冰蓄冷空调是在常规中央空调系统中的基础上的装置，利用夜间低谷用电时段开启制冷机组，将蓄冰装置中的水制成冰，白天在空调用电高峰时段利用融冰取冷满足部分空调负荷。电热锅炉是将电能转化为热能，把水加热至有压力的热水或蒸汽(饱和蒸汽)的一种热力设备。储电电池主要包括铅酸电池、锂离子电池、液流电池、钠硫电池、钠离子电池、液态金属电池等各种储能电池。储热罐是与锅炉配用的热工设备，适合于用汽量常波动的单位使用。

随后，在步骤s240中，构建交直流混合分布式系统的能效评估指标体系，该能效评估指标体系包括目标层指标、系统层指标、设备层指标和元件层指标四层指标，其中目标层指标包括交直流混合分布式系统的效率ηhs，其实际是一种热效率。这里，当系统由任意状态可逆的变化到与给定环境相平衡的状态时，理论上可以全部转换为任何其他能量形式的那部分能量称为。效率与能量转换效率有着类似的定义，所不同的是，效率是收益与支付的比值，即效率＝ex(收益)/ex(支付)。

根据本发明的一个实施例，系统层包括分布式供热系统和/或储热系统，相应的系统层指标包括分布式供热系统效率ηdhs和/或储热系统效率ηhst。分布式供热系统下的设备层包括电热锅炉、热泵、冰蓄冷空调中的至少一种，相应的设备指标包括电热锅炉效率ηehb、热泵效率ηhp、冰蓄冷空调效率ηisac中的至少一种。电热锅炉下的元件层包括电加热器，热泵和冰蓄冷空调下的元件层均包括压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器和管道中的至少一种，相应的各元件层指标包括各元件的损系数，实际主要是热泵和冰蓄冷空调的元件指标，如压缩机损系数、冷凝器损系数等。通常，冰蓄冷空调设备的主要元件有压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器和蓄冰槽等，图3示出了根据本发明一个实施例的冰蓄冷空调的结构示意图，其中在管道12之间为压缩机、管道2＇3之间为冷凝器、管道3＇4之间为节流阀，管道4＇1＇之间为蒸发器-蓄冰槽。应当理解，热泵元件部署逻辑也基本与冰蓄冷空调近似，只是去掉了蓄冰槽元件。

需要说明的是，对于储热系统而言，其下的设备层和元件层均为储热罐，因此只考虑其系统层指标储热系统效率和设备层指标储热罐效率均可以用系统层指标表示即可。对于电热锅炉而言，考虑其元件层也只有电加热器，因此也可以只考虑其设备层指标电加热锅炉效率即可。另外，本发明主要针对的是交直流混合分布式系统热力模块的能效评估，相应地各指标层中的各参数主要是热力学参数，如各效率为热效率，各损也主要是热损，损系数也主要是热损系数。

上表示出了根据本发明一个实施例的该四层指标体系。如前文所述，面向交直流混合分布式系统的能效评估是对整个交直流混合分布式系统能源利用效率的综合性评价，选取评价指标时应注意指标是否能够全面表征交直流混合分布式系统能效的高低，是否能够支撑评价目标的实现，同时还要兼顾指标的获取、计算的难易程度。鉴于此，在选取交直流混合分布式系统能效评估指标时，需要考虑系统的全面性、指标获取的可行性、以及指标的独立性。交直流混合分布式系统的能效评估具有复杂多维度的特征，评价指标需要涵盖系统损耗、设备效率、元件损耗等多方面特征，且与电力电子变压器的等设备的工作模式密切相关。而且，指标选取应以现有交直流系统以及分布式系统能效评估指标为基础，不能脱离两系统能效评估的实际工作。同时，要有效结合交直流混合分布式系统所带来的新的能效影响要素，选取能够量化计算且有代表性的指标展开评价。另外，因在进行能效评估时关注的层面较多，还应注意理清指标的维度、含义和目的，避免因选取的指标间含义重复或者部分交叉而产生不必要的计算，增加评价工作量的同时也会影响评价的真实准确。因此，本发明创造性的提出了上表所示的四层指标体系，以最精简的指标最小的计算量对交直流混合分布式系统进行全面整体的能效评估。

根据本发明的一个实施例，目标层指标-交直流混合分布式系统的效率ηhs的计算公式为：

其中，πehb为电热锅炉的总损，πhp为热泵的总损，πisac为冰蓄冷空调的总损，πhst为储热系统的总损，wehb为电热锅炉总耗功，whp为热泵总耗功，wisac为冰蓄冷空调总耗功，whst为储热系统总耗功。

根据本发明的一个实施例，系统层指标-分布式供热系统效率ηdhs和储热系统效率ηhst的计算公式分别为：

其中，qo是储热罐出水热量值，qi是储热罐入水热量值，mw0是储热罐出水质量，mwi是储热罐入水质量，to是储热罐出水绝对温度，ti是储热罐入水绝对温度。

对于设备层指标，首先是电热锅炉效率ηehb，其计算公式为：

ηehb＝1-φeh

φeh＝1-qloss/we

qloss＝cw·mw0·t0+we-cw·mw1·t1

其中，φeh是电加热器损率，qloss是电加热器热损失，we是耗电量，cw是水的比热容，mw0是电加热器加热水之前的质量，mw1是电热锅炉加热水之后的质量，we是耗电量，t0是水加热前的温度，t1是水加热后的温度。

其次是热泵效率ηhp和冰蓄冷空调效率ηisac，其计算公式分别为：

ηhp＝1-φcomp-φcon-φexp-φevp-φp

ηisac＝1-φcomp-φcon-φexp-φevp-ist-φp

其中，φcomp是压缩机的损系数，φcon是冷凝器的损系数，φexp是节流阀的损系数，φevp是蒸发器的损系数，φevp-ist是蒸发器-蓄冰槽的损系数，φp是管道的损系数。

对于元件i(i＝comp、con、evp、evp-ist、p)而言，其损系数φi为元件i的损失πi与系统对制冷剂所做的功w的比值，即φi＝πi/w，也就是：

φcomp＝пcomp/wφcon＝пcon/wφexp＝пexp/w

φevp＝пevp/wφevp-ist＝пevp-ist/wφp＝пp/w

其中，πcomp是压缩机损失，πcon是冷凝器损失，πexp是节流阀损失，πevp是蒸发器损失，πevp-ist是蒸发器-蓄冰槽的损失，πp是管道的总损失，单位均可为kj。

根据本发明的一个实施例，系统对制冷剂所做的功为：

w＝mr(h2-h1)

其中，mr是制冷剂流量；h1是压缩机制冷剂的进口焓值，kj/kg；h2是压缩机制冷剂的出口焓值，kj/kg。应当理解，当需要求解热泵的功w时，则代入热泵压缩机制冷剂的进出口焓值和制冷剂流量；当需要求解冰蓄冷空调的功w时，则代入冰蓄冷空调压缩机制冷剂的进出口焓值和制冷剂流量。

对于损失的计算，压缩机可视为封闭系统，其损失即视为压缩过程中的熵增。在冷凝器中的制冷剂放热，由于这部分的热量不被利用，因此视为冷凝器外部的损失，再结合方程即可计算得冷凝器损失。节流阀节流前后制冷剂焓值不变，根据的定义可得到节流阀损失。工质在蒸发器中吸热，将冷量传递给冷冻水，使其获得冷量，再依据热力学第二定律及定义克计算得出蒸发器损失。对于管道的分析，其以连接压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器之间的管路为系统分析，则管道总损πp为这几处管道(即管道1＇1、22＇、33＇、44＇)的损失之和。

根据本发明的一个实施例，热泵设备的压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器、管道损失的计算公分别如下：

пcomp＝mrt0(s2-s1)

пcon＝mr[(h2'-h3)-t0(s2'-s3)]

πexp＝mrt0(s4-s3')

πevp＝mrt0(s1'-s4')+gt0(s5-s6)

πp＝∑πp,ij＝πp,1'1+πp,22'+πp,33'+πp,44'

其中，πp,ij＝(hi-hj)-t0(si-sj)

其中，t0是环境温度，k；s1(单位kj/(kg·k))是压缩机制冷剂的进口熵值；s2(单位kj/(kg·k))是压缩机制冷剂的出口熵值；s3(单位kj/(kg·k))是冷凝器制冷剂的出口熵值；s4(单位kj/(kg·k))是节流阀制冷剂的出口熵值；s1’是蒸发器制冷剂的出口熵值，s2’是冷凝器制冷剂的进口熵值，s3’是节流阀制冷剂的进口熵值，s4’是蒸发器制冷剂的进口熵值；s5(单位kj/(kg·k))是冷冻水的出水熵值，s6(单位kj/(kg·k))是冷冻水的回水熵值；h1和h2分别是压缩机制冷剂的进口焓值和出口焓值；h2’和h3分别是冷凝器制冷剂的进口焓值和出口焓值；h3’和h4分别是节流阀制冷剂的进口焓值和出口焓值；h4’和h1’分别是蒸发器制冷剂的进口焓值和出口焓值；g是冷冻水流量，kg/s。

根据本发明的另一个实施例，对于冰蓄冷空调设备而言，其压缩机、冷凝器、节流阀、管道的损失的计算公分别如下：

∏comp＝mrt0(s2-s1)

∏con＝mr[(h2'-h3)-t0(s2'-s3)]

∏exp＝mrt0(s4-s3')

πp＝∑∏p,ij＝∏p,1'1+∏p,22'+∏p,33'+πp,44'

其中，∏p,ij＝(hi-hj)-t0(si-sj)

其中，t0是环境温度，k；s1和s2分别是压缩机制冷剂的进口熵值和出口熵值；s3是冷凝器制冷剂的出口熵值；s4是节流阀制冷剂的出口熵值；s1’是蒸发器制冷剂的出口熵值，s2’是冷凝器制冷剂的进口熵值，s3’是节流阀制冷剂的进口熵值，s4’是蒸发器-蓄冰槽制冷剂的进口熵值；s5是冷冻水的出水熵值，s6是冷冻水的回水熵值；h1和h2分别是压缩机制冷剂的进口焓值和出口焓值；h2’和h3分别是冷凝器制冷剂的进口焓值和出口焓值；h3’和h4分别是节流阀制冷剂的进口焓值和出口焓值；h4’和h1’分别是蒸发器-蓄冰槽制冷剂的进口焓值和出口焓值；g是冷冻水流量，kg/s。

可见，冰蓄冷空调的公式计算及参数含义与热泵设备的参数含义相同，只是将热泵中的各元件替换为冰蓄冷空调的对应元件。也就是，热泵设备和冰蓄冷空调中各元件的损失分别代入对应的元件制冷剂参数。

对于冰蓄冷空调中蒸发器-蓄冰槽的损失，依据热力学第二定律及定义，计算得出损失为：

πevp-ist＝(e4'-e1')-eq0

eq0＝mr(t0/t-1)q0

其中，e4’是蒸发器-蓄冰槽制冷剂进口的，kj；e1’是蒸发器-蓄冰槽制冷剂出口的，kj；eq0是因蓄冷(蓄冷量为q0)使得冰水混合物吸收冷量，kj；t是蒸发器-蓄冰槽内的冰水混合物的温度，k；q0是蓄冰槽中的蓄冷量。

基于此，可进一步求得：

πevp-ist＝mr[t0(s1'-s4')-(q0t0/t)]＝mr[t0(s1'-s4')(1-tc/t)]

其中，tc是制冷剂的蒸发温度。

此外，对于冰蓄冷空调，忽略工质的动、位能变化，按照进入系统的各种之和等于离开系统的各种与内部损失之和，可以得到冰蓄冷空调系统平衡式：

wac＝eq0+eq+∑πi＝eq0+eq+π12+π23+π34+π41

其中，wac是压缩机所消耗的功，即系统对制冷剂所做的功，其全部是；eq0是蓄冷槽中的冷量；eq是冷凝器排放的热量,是一种外部的损失；∑πi是系统内部的不可逆损失；π12是压缩机内部的损失；π23是冷凝器内部的损失；π34是节流阀内部的损失；π41是蒸发器内部的损失。耗功wac(系统对制冷剂所做的功)为代价，冷量eq0为收益，则冰蓄冷空调系统效率还可计算如下：

wac＝mr(h2-h1)

其中，mr是制冷剂流量；h2是压缩机制冷剂出口的焓值，kj/(kg·k)；h1是压缩机制冷剂进口的焓值，kj/(kg·k)。

随后，在步骤s260中，获取交直流混合分布式系统的基本信息，分别计算其各层指标结果，并根据计算结果对交直流混合分布式系统进行能效评估。

应当理解，本领域技术人员可以根据现有技术获取有关该交直流混合分布式系统的任何基本信息，包括以上公式中的各项参数，如制冷剂流量、环境温度、各进出口熵值和进出口焓值等等。根据这些基本信息即可求得各层指标。通过对各层指标进行分析即可对该交直流混合分布式系统进行能效评估，并确定各层结构中的薄弱环节以进行针对性改进。目标层效率代表该系统的整体能效利用水平，效率越高代表系统能效利用率越高。对比各元件层的损系数，损系数越大的则代表该元件能耗越高，越需进行改进。或者对比各设备层的效率，效率越低的则代表该元件能耗越高，越需进行改进。

图4示出了根据本发明一个实施例的交直流混合分布式系统的能效评估装置400，适于驻留在计算设备中。如图4所示，该装置包括系统构建模块420、指标构建模块440和能效评估模块460。

系统构建模块420适于基于交直流供电系统、分布式供能系统、热力系统和储能系统构建交直流混合分布式系统。

指标构建模块440适于构建交直流混合分布式系统的能效评估指标体系，能效评估指标体系包括目标层指标、系统层指标、设备层指标和元件层指标四层指标，其中目标层指标包括所述交直流混合分布式系统的效率。系统层包括分布式供热系统和/或储热系统；分布式供热系统下的设备层包括电热锅炉、热泵、冰蓄冷空调中的至少一种，储热系统下的设备层包括储热罐；热泵和冰蓄冷空调下的元件层均包括压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器和管道中的至少一种。

能效评估模块460适于获取交直流混合分布式系统的基本信息，分别计算其各层指标结果，并根据计算结果对所述交直流混合分布式系统进行能效评估。

根据本发明的交直流混合分布式系统的能效评估装置400，其具体细节已在基于图1-图3的描述中详细公开，在此不再赘述。

根据本发明的技术方案，构建了包括交直流供电系统、分布式供能系统、热力系统和储能系统四个方面的交直流混合分布式系统，并按照目标层、系统层、设备层和元件指标层四个层级构建面向交直流混合分布式系统的综合能效评估指标体系，其中目标层指标可以为交直流混合分布式系统的效率。这样，逐层计算该交直流混合分布式系统的各层指标后，就可综合对该系统进行能效评估，以及确定该系统中的指标薄弱项，并进行针对性的改进，从而从整体上提高交直流混合分布式系统的能源利用效率。

a8、如a4所述的方法，其中，所述热泵效率ηhp和冰蓄冷空调效率ηisac的计算公式分别为：

ηhp＝1-φcomp-φcon-φexp-φevp-φp

ηisac＝1-φcomp-φcon-φexp-φevp-ist-φp

其中，φcomp是压缩机的损系数，φcon是冷凝器的损系数，φexp是节流阀的损系数，φevp是蒸发器的损系数，φevp-ist是蒸发器-蓄冰槽的损系数，φp是管道的损系数。

a9、如a8所述的方法，其中，元件i的损系数φi的计算公式为：φi＝∏i/w，w＝mr(h2-h1)，其中，w为系统对制冷剂所做的功，πi为元件i的损失，mr是制冷剂流量，h1和h2分别是压缩机制冷剂的进口焓值和出口焓值。

a10、如a9所述的方法，其中，

∏comp＝mrt0(s2-s1)

∏con＝mr[(h2'-h3)-t0(s2'-s3)]

∏exp＝mrt0(s4-s3')

∏evp＝mrt0(s1'-s4')+gt0(s5-s6)

其中，πcomp、πcon、πexp、πevp分别是压缩机损失、冷凝器损失、节流阀损失、蒸发器损失，t0是环境温度，tc是蒸发器-蓄冰槽制冷剂的蒸发温度，t是蒸发器-蓄冰槽内的冰水混合物的温度，s1是压缩机制冷剂的进口熵值，s2是压缩机制冷剂的出口熵值，s3是冷凝器制冷剂的出口熵值，s4是节流阀制冷剂的出口熵值，s1’是蒸发器制冷剂的出口熵值，s2’是冷凝器制冷剂的进口熵值，s3’是节流阀制冷剂的进口熵值，s4’是蒸发器制冷剂的进口熵值，s5是冷冻水的出水熵值，s6是冷冻水的回水熵值，h2’和h3分别是冷凝器制冷剂的进口焓值和出口焓值，g是冷冻水流量，q0是蓄冰槽中的蓄冷量。

b12、如b11所述的装置，其中，所述交直流混合分布式系统的效率ηhs的计算公式为：

其中，πehb为电热锅炉的总损，πhp为热泵的总损，πisac为冰蓄冷空调的总损，πhst为储热系统的总损，wehb为电热锅炉总耗功，whp为热泵总耗功，wisac为冰蓄冷空调总耗功，whst为储热系统总耗功。

b13、如b11或b12所述的装置，其中，系统层包括分布式供热系统和/或储热系统；分布式供热系统下的设备层包括电热锅炉、热泵、冰蓄冷空调中的至少一种，储热系统下的设备层包括储热罐；电热锅炉下的元件层包括电加热器，热泵和冰蓄冷空调下的元件层均包括压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器和管道中的至少一种。

这里描述的各种技术可结合硬件或软件，或者它们的组合一起实现。从而，本发明的方法和设备，或者本发明的方法和设备的某些方面或部分可采取嵌入有形媒介，例如软盘、cd-rom、硬盘驱动器或者其它任意机器可读的存储介质中的程序代码(即指令)的形式，其中当程序被载入诸如计算机之类的机器，并被所述机器执行时，所述机器变成实践本发明的设备。

在程序代码在可编程计算机上执行的情况下，计算设备一般包括处理器、处理器可读的存储介质(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)，至少一个输入装置，和至少一个输出装置。其中，存储器被配置用于存储程序代码；处理器被配置用于根据该存储器中存储的所述程序代码中的指令，执行本发明的交直流混合分布式系统的能效评估方法。

以示例而非限制的方式，计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据等信息。通信介质一般以诸如载波或其它传输机制等已调制数据信号来体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据，并且包括任何信息传递介质。以上的任一种的组合也包括在计算机可读介质的范围之内。

在此处所提供的说明书中，算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与本发明的示例一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组件可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以任意的组合方式来使用。

此外，所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此，具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外，装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子：该装置用于实施由为了实施该发明的目的的元素所执行的功能。

如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。

尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。