[发明专利]一种综合能源系统能耗优化方法

权利要求书

1.一种综合能源系统能耗优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

采用热平衡法对用能建筑进行全年负荷模拟，得到预定时间段的逐时负荷；

考虑各种设备运行方式及功率特性，建立各设备的可靠数学模型并在仿真平台进行能量传输的耦合连接；

基于前两个步骤得到的负荷分布特点和设备性能制定设备运行控制策略，分析系统能效主要影响参数；

定义优化参数变量并建立预定时间段运行的目标函数，连接优化平台进行系统参数优化。

2.根据权利要求1所述的综合能源系统能耗优化方法，其特征在于：采用热平衡法对用能建筑进行全年负荷模拟，得到预定时间段的逐时负荷，包括：

获取用能区建筑群典型建筑相关参数，包括室外气象参数、建筑面积、建筑层高、建筑围护结构、窗墙比、窗户玻璃材料、室内照明、用电设备、人员分布及时间表；

利用能耗模拟软件进行具体建筑形式的计算，考虑建筑物朝向、窗墙比、建筑平面布局的影响，进行建筑内扰、通风、各种围护构件的计算，对围护结构的选材、组合、及保温及隔热进行模拟分析，从而得出各个建筑及整体建筑群的逐时冷负荷、热负荷。

3.根据权利要求1所述的综合能源系统能耗优化方法，其特征在于：考虑各种设备运行方式及功率特性，建立各设备的可靠数学模型并在仿真平台进行能量传输的耦合连接，包括：

建立空气源热泵模型、冷水机组模型及光伏板模型：

读取得到的预定时间段的逐时负荷，计算逐时回水温度t_w，将计算逐时回水温度t_w出的传入冷水机组和空气源热泵模块；

空气源热泵模型为：

P+CAP＝M_ashpC|t_w-t_g|

其中：CAP为制冷量或制热量；CAP_h为制热量；CAP_c为制冷量；COP为制热性能系数或制冷性能系数；COP_h为制热性能系数；COP_c为制冷性能系数；t_d为室外干球温度，由气象模块传入；t_w为逐时回水温度；t_g为供水温度；

a₁-a₆、b₁-b₆、c₁-c₁₆、d₁-d₆为拟合系数；P为空气源热泵耗电量；M_ashp为空气源热泵水流量；C为水的比热；

空气源热泵模型每个时间步长计算一次将计算出的供水温度t_g传给水泵模块；

冷水机组模型为：

CAP_max＝CAP₀·CAP_r

P₀P_r1P_r2+PLR·CAP_max＝M_wshpC|t_w-t_g′|

P_r2＝e₃+e₄PLR+e₅PLR²

其中，CAP_max为满负荷运行时的制冷量；CAP₀为额定工况下运行时的制冷量；CAP_r为机组在实际工况下制冷量的修正系数；COP为冷水机组能效；PLR为部分负荷率；Q为实际负荷量，由负荷模块传入；P₀为热泵机组在额定工况下所需输入功率；P_r1为满负荷下热泵机组输入功率修正系数；P_r2为部分负荷下热泵机组输入功率修正系数；r_me为蒸发器侧实际水流量与额定水流量的比值；r_mc为冷凝器侧实际水流量与额定水流量的比值；r_Teo为蒸发器侧实际出口水温与额定出口水温的比值；r_Tci为冷凝器侧实际回水水温与额定回水水温的比值；

e₁-e₅、f₁-f₄、g₁-g₄、h₁-h₄、i₁-i₄、j₁-j₂均为拟合参数，拟合系数为常量；M_wshp为冷水机组水流量，由水泵模块输入；

冷水机组模型每个时间步长计算一次将计算出的出水温度tg′传入水泵模块；

根据水泵模块计算两种冷热源供水混合后的流量和温度，计算出回水温度传入冷热源入口形成闭环；

光伏板模型：

式中，I为电流；I_o为二极管反向饱和电流；I_o，ref为参考条件下二极管反向饱和电流；I_L为单模块光电流；I_L，ref为参考条件下单模块光电流；V为电压；T_c为温度；T_c，ref为参考条件下的温度；R_s、γ、q、k为常数；G_T为总入射辐射，是光伏板倾角θ和太阳辐射量的函数；G_T，ref为参考条件下的入射辐射；

光伏板模块计算逐时发电量传输给逆变器，逆变器根据逐时系统耗电量、光伏发电量、电池电量和内置的控制逻辑决定逐时电流流向。