基于建筑儲能的空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行控制策略的研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展，近年來全國各大省市都出現(xiàn)了不同程度的供電不足危機(jī)。要從根本上解決電力不足的問題當(dāng)然是靠增加對電力的投入，加快電力建設(shè)步伐。但是，合理有效地使用有限的電能也應(yīng)是必須采取的措施。目前電力供應(yīng)緊張的主要表現(xiàn)為：電網(wǎng)負(fù)荷率低，系統(tǒng)峰谷差較大，高峰電力嚴(yán)重不足。在造成我國當(dāng)前電力供應(yīng)緊張的原因之中，建筑能耗的迅速增加是一個不可忽視的重要因素。 本文是在建立仿真的基礎(chǔ)上，利用建筑本身具備的能量儲存能力并通過優(yōu)化空調(diào)系

2、統(tǒng)運(yùn)行，達(dá)到降低空調(diào)系統(tǒng)峰值電力需求的目的。本文以典型的變風(fēng)量（VAV，Variable Air Volume）系統(tǒng)為研究對象，以減少峰值期系統(tǒng)能耗為目標(biāo)，研究VAV系統(tǒng)各下位機(jī)控制的設(shè)定對系統(tǒng)的運(yùn)行性能以及控制特性的影響。 本文首先采用狀態(tài)空間法與阻容電路法相結(jié)合的方法建立了描述建筑熱效應(yīng)的動態(tài)模型。然后，根據(jù)本文所研究系統(tǒng)的具體特性，建立變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)中各個部件的數(shù)學(xué)模型，在建立系統(tǒng)各部件數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，以TRNSYS為系

3、統(tǒng)仿真平臺，將各部件模型連接成系統(tǒng)數(shù)字仿真器。系統(tǒng)的仿真結(jié)果表明，系統(tǒng)數(shù)字仿真器能夠模擬實(shí)際系統(tǒng)的整體運(yùn)行趨勢，能夠完成基本的控制要求，為優(yōu)化控制策略的研究提供了必要的基礎(chǔ)。 確定合適的空調(diào)系統(tǒng)啟動時間是本文研究的重點(diǎn)之一，能否準(zhǔn)確地預(yù)測系統(tǒng)的啟動時間，直接影響本文優(yōu)化控制方法的結(jié)果。本文應(yīng)用一元回歸和BP網(wǎng)絡(luò)兩種方法對系統(tǒng)的啟動時間進(jìn)行了預(yù)測分析，并將兩種預(yù)測的結(jié)果進(jìn)行了比較。 應(yīng)用預(yù)測得出的空調(diào)系統(tǒng)啟動時間，本文提出

4、了利用建筑物熱容的避峰運(yùn)行優(yōu)化控制策略，由于建筑及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)材料都有一定的熱容性，建筑本身也具有儲存能量的能力。建筑儲能就是利用建筑物本身的蓄熱（冷）特性，盡量的利用非峰值電力，在非電力尖峰負(fù)荷時段合理地儲備一定的熱（冷）量，利用建筑材料儲存的熱（冷）量的釋放以彌補(bǔ)空調(diào)系統(tǒng)提供熱（冷）量的不足。保證房間內(nèi)的熱舒適性是本文所提出的優(yōu)化控制策略的前提條件，影響熱舒適性的參數(shù)有很多，本文主要關(guān)心的就是房間空氣溫度(Tair)和房間結(jié)構(gòu)平均輻射

5、溫度(Trad)。在其它參數(shù)不變的情況下，Tair與Trad是反方向變化的，Trad減小，Tair則升高，反之亦然。利用建筑物儲存的能量，對Tair進(jìn)行再設(shè)定，這是本文所提出優(yōu)化控制策略的關(guān)鍵所在。 在已建立的數(shù)字仿真器上，本文對上海夏季七、八兩個月為期62天的情況進(jìn)行了仿真試驗(yàn)。通過對試驗(yàn)結(jié)果的分析得出：本文提出的優(yōu)化控制策略能夠在保證室內(nèi)熱舒適性的前提下，實(shí)現(xiàn)減少電力峰值時段空調(diào)系統(tǒng)能耗的目的，與常規(guī)控制策略相比，可以減少1