[发明专利]基于NSGA2算法的分散式以电供热系统多目标优化方法

说明书

本发明涉及一种基于NSGA2算法的分散式以电供热系统多目标优化方法，其技术特点是包括以下步骤：建立分散式以电供热系统多目标优化模型：首先计算系统在运行时各个子系统的得热量，其次计算整个系统在运行时房间所需要的得热量，然后计算整个系统运行时各个子系统的耗功量，最后确立该分散式以电供热系统的多目标目标优化函数并设定约束条件；针对上述目标函数模型，运用NSGA2算法进行优化求解，得到目标优化的Pareto优化前端。本发明设计合理，其运用NSGA2算法可以针对多目标优化模型，得到优化后的参数配置，其结果明显优于传统多目标优化以及未经优化的原始数据，满足了系统节约能源，提高能效的要求。

技术领域

本发明属于可再生能源供热技术领域，尤其是一种基于NSGA2算法的分散式以电供热系统多目标优化方法。

背景技术

近年来，我国环保形势严峻，严重雾霾天气频繁发生，PM2.5浓度严重超标。经研究表明，燃煤和燃油是造成环境污染的重要因素，PM2.5中的50％～60％来自燃煤，20％～30％来自燃油。2014年4月18日，在新一届国家能源委员会首次会议上，针对我国人均资源水平低、能源结构不合理的基本国情和“软肋”，政府要求推动能源生产和消费方式变革，提高能源绿色、低碳、智能发展水平，走出一条清洁、高效、安全、可持续的能源发展之路。电能是当前全球公认最清洁、应用最广泛的能源，要根治雾霾，关键在于促改革调结构，改变以煤为主的能源结构，实施电能替代战略。在终端用能环节实施电能替代煤和油，能显著减少城市污染物排放，改善生活环境质量。

在我国中部以北冬季温度偏冷的地带，众多的家庭引进了供暖设备，比如空调、电暖器、煤气、天然气、壁炉供暖等，以电供热系统示范应用在我国很多地方开始实施，以电供热是利用输入少量的高品位能源(如电能)实现由低品位热能向高品位热能转移，通过空气源热泵、太阳能、蓄热式电锅炉等一系列电能替代产品正慢慢的进入了工厂、学校、百姓家。如何对分散式以电供热系统进行多目标优化是目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、全面准确的基于NSGA2算法的分散式以电供热系统多目标优化方法。

本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于NSGA2算法的分散式以电供热系统多目标优化方法，包括以下步骤：

步骤1、建立分散式以电供热系统多目标优化模型：首先计算系统在运行时各个子系统的得热量，其次计算整个系统在运行时房间所需要的得热量，然后计算整个系统运行时各个子系统的耗功量，最后确立该分散式以电供热系统的多目标优化函数并设定约束条件；

步骤2、针对上述多目标优化函数，运用NSGA2算法进行优化求解，得到目标优化的Pareto优化前端；

所述步骤1计算系统在运行时各个子系统的得热量包括：太阳能得热量、空气源热泵得热量和电锅炉得热量，其计算方法分别为：

所述太阳能得热量的计算公式为：

Q_s＝q_msC_ρ水(t_集出-t_集进)

其中：Q_S——太阳能系统得热量，单位W；

q_ms——水的质量流量，单位kg/s；

C_ρ水——水的比热容，单位J/kg·℃；

t_集出——水介质在集热器出口的温度，单位℃；

t_集进——水介质在集热器进口的温度，单位℃；

所述空气源热泵得热量的计算公式为：