什么是冷冻水负荷预测,其基本思想是什么

如题所述

1、冗余能耗:非预测优化过程与理想优化过程(优化时间步长无限缩小)之间的能耗差。

2、方案目标:在不缩短时间步长的情况下通过预测控制尽可能减少冗余能耗。

3、实施步骤:

    首先,建立冷负荷预测模型、监督优化控制模型、空调系统模型;

    在一个时间步长开始时,执行:1)通过冷负荷预测模型预测下个时间步长的冷负荷(实际上还需要预测室外湿球温度,文中为了简化问题,假定时间步长内室外湿球温度保持不变);2)将冷负荷和湿球温度的预测结果传递给优化算法,搜索得到优化控制策略(优化算法的优化目标为当前功率和时间步长结束时的功率的和最小,系统功率由空调系统模型计算得到);3)执行控制策略。

    不断重复步骤2。

    4、模型算法:

    空调系统模型:由冷却塔(ANN模型)、冷却水泵(数学公式)、冷水机组(ANN模型)三部分组合而成的“灰盒“模型,ANN模型基于现场测试数据和TRNSYS模拟生成的数据进行训练;没有建立建筑模型,建筑侧特性包含在负荷预测模型和冷机模型里了;

    动态冷负荷预测:根据历史负荷、建筑信息、环境天气预测未来1小时冷负荷,尝试了无偏随机游走、ANN、集成模型(分别根据建筑历史冷负荷、系统状态建立两个子模型再集成起来),其中集成模型效果最好,R^2=0.9605(数据来自于香港的真实写字楼,似乎只用了4个工作日的数据且只有冷负荷和室外湿球温度,竟然有这么好的效果);

    优化控制:采用GA(遗传算法),优化控制的变量为冷冻水供水温度、冷却水供水温度、冷却水流量(不含冷冻水流量)。

    5、实例研究

    方案通过 MATLAB 而非真实空调系统进行分析和验证;

    当冷负荷迅速攀升时(早8点到9点),预测控制的节能量较明显;

    冷却水流量对空调负荷更为敏感,与非预测控制相比,预测控制给出的冷却水流量变化明显,冷冻水供水温度、冷却水供水温度则几乎相等;

    经计算预测优化可以降低80%以上的冗余能耗,然而本案例4天的累计冗余能耗累计只有14kWh,这有点离谱,作者解释可能的原因是,因为冷站系统参数限制,冷却水流量只能在95.5%~100%之间调节,而冷却水流量是系统能耗的主要影响因素,所以冗余能耗非常有限,如果冷却水流量调节范围增大,例如可以下调到40%或50%,冗余能耗会大大增加。

    思考

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