CN112000146B - 一种空气温度调节系统的调度方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种空气温度调节系统的调度方法，其中系统包括至少两个空气温度调节装置，方法包括：根据预测参数计算目标区域在第一时段的空气温度调节载荷，其中至少两个空气温度调节装置与目标区域的空间相连通；根据第一时段的空气温度调节载荷、空气温度调节装置的设备参数和能源价格，调节空气温度调节装置的输出功率。一种空气温度调节系统，其中包括：至少两台空气温度调节装置，与目标区域的空间相连通；调度装置，与至少两台空气温度调节装置通信连接，调度装置中预设调度程序，当调度程序被执行时，调度装置执行前述的方法。
Description
技术领域
本申请属于自动控制领域，特别涉及一种空气温度调节系统的调度方法及系统。
背景技术
本申请的发明人发现，目前，在类似机场的大型室内场所内，普遍存在很高温度调节需求，能源消耗比较大。目前现有的空气温度调节系统的能源利用效率不高，存在较大的浪费。如何合理地调度该场所内的温度调节装置，使得在充分保障该场所内人员舒适度的同时，尽可能的节约成本，成为一个难题。
发明内容
本申请的一个实施例提供了一种空气温度调节系统的调度方法，其中所述系统包括至少两个空气温度调节装置，所述方法包括：根据预测参数计算目标区域在第一时段的空气温度调节载荷，其中所述至少两个空气温度调节装置与所述目标区域的空间相连通；根据所述第一时段的空气温度调节载荷、所述空气温度调节装置的设备参数和能源价格，调节所述空气温度调节装置的输出功率。
利用上述方法，可以根据预测信息预测未来第一时段内，目标区域的空气温度调节载荷。并可以根据预测结果，合理调度温度调节系统内各个温度调节装置。从而实现充分保障该场所内人员舒适度的同时，尽可能的节约成本。
本申请的一个实施例提供了一种空气温度调节系统，其中包括：至少两台空气温度调节装置，与目标区域的空间相连通；调度装置，与所述至少两台空气温度调节装置通信连接，所述调度装置中预设调度程序，当所述调度程序被执行时，所述调度装置执行前述的方法。
利用上述系统执行前述方法，可以根据预测信息，预测未来第一时段内，目标区域的空气温度调节载荷。并可以根据预测结果，合理调度温度调节系统内各个温度调节装置。从而实现充分保障该场所内人员舒适度的同时，尽可能的节约成本。
附图说明
图1为本申请的一个实施例，调度方法1000的流程示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例来说明本发明所公开的实施方式，有关“一种空气温度调节系统的调度方法及系统”，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不偏离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，予以声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的技术范围。
应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件或信号等，但这些元件或信号不应受这些术语限制。这些术语乃用以区分一元件与另一元件，或者一信号与另一信号。另外，如本文中所使用，术语“或”视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的所有组合。
如图1所示为本申请所提供的一个实施例，示出了空气温度调节系统的调度方法1000的流程示意图。应用方法1000的空气温度调节系统设置于目标区域内，或者目标区域附近，并与目标区域空间连接。调度方法1000包括：
步骤S110，根据预测参数计算目标区域在第一时段的空气温度调节载荷。
步骤S120，根据第一时段的空气温度调节载荷、空气温度调节装置的设备参数和能源价格，调节空气温度调节装置的输出功率。
可选地，目标区域可以是大型室内场所，比如：飞机场、火车站、以及大型商业中心等。
可选地，步骤S110中所提到的第一时段可以从当前时刻开始的一个时间段，比如15分钟、一小时、或者一天等等。第一时段还可以是从未来某个时间点开始的一个时间段，比如15分钟、1小时、1天等等。
可选地，步骤S110中所提到的预测参数可以包括：天气、历史数据以及在目标区域内，发生于第一时段的事务安排。其中，天气可以是当前的天气，也可以是未来一个时段的天气。天气信息可以取自天气预报，也可以取自用于天气各个参数测量的仪器。历史数据可以包括过去多个时段内，在目标区域内空气温度调节载荷数据；也可以包括过去多个时段内，其他区域的空气温度调节载荷数据。事务安排可以包括：航班数据、列车数据、大型集会安排等等。预测参数可以包括前述任意一种或多种。也可以包括用于预测空气温度调节载荷的其参数。
可选地，步骤S110还可以包括把第一时段进一步细分为多个子时段，并根据预测参数计算每个子时段内，目标区域的空气温度调节载荷。
可选地，步骤S110中提到载荷的计算方法可以是利用神经网络算法，通过反复建模实现。
可选地，步骤S120中提到的能源可以包括电能和燃料。其中燃料可以包括煤炭、油料和天然气等。进一步地，步骤S120中提到的能源价格可以包括：电能价格和燃料价格。其中电能价格可以在存在波动，比如存在阶梯电价、峰谷电价。燃料价格可包括：煤炭价格、油料价格以及天然气价格等。
可选地，步骤S120中提到的设备参数可以包括：最大输出功率、最小输出功率、输出功率最大变化速率、能源消耗-输出功率函数。其中最大输出功率为空气温度调节装置的制热/制冷量输出的最大值，最小输出功率为空气温度调节装置的制热/制冷量输出的最小值。
进一步地，能源消耗-输出功率函数可以包括：燃料消耗-输出功率函数和电能消耗-输出功率函数。燃料消耗-输出功率函数可以是包括煤炭、油料以及天然气在内的各种燃料消耗与输出功率的函数关系。燃料消耗-输出功率函数可以是线性函数也可以是非线性函数。
可选地，步骤S120中提到的空气温度调节装置可以包括以下一种或多种：发电型空气温度调节装置，其燃料消耗为正数，电能消耗为负数，输出功率为空气温度调节功率。其中，发电型空气温度调节装置可以包括三联供装置。耗电型空气温度调节装置，其燃料消耗为零，电能消耗为正数，输出功率为空气温度调节功率。其中，耗电型空气温度调节装置可以包括：电制冷机、双工况机组、电制热机、蓄冷/蓄热装置等。燃料型空气温度调节装置，其燃料消耗为正数，电能消耗为零，输出功率为空气温度调节功率。其中，燃料型空气温度调节装置可以包括：锅炉等。
进一步地，步骤S120还可以包括，根据第一时段的空气温度调节载荷、空气温度调节装置的设备参数和能源价格，开启/关断空气温度调节装置。
可选地，步骤S120还可以包括根据式(1)(2)(3)关系式建立该空气调节系统的数学模型。
∑Pi＝Pload (1)
uiΔt≥ΔPi (2)
W＝∑∫[c1fi(Pi)+c2gi(Pi)]dt (3)
其中，Pi为第i设备输出功率，ui为第i设备输出功率的最大变化率，c1为燃料价格；c2为电能价格，fi为燃料消耗函数，gi为电能消耗函数，W为所述空气温度调节系统在第一时段的经济消耗。
可以通过求解式(1)(2)(3)组成的数学模型，得到W的最小值。求解的方法可以包括线性规划等计算机算法。
可选地，步骤S120还可以包括步骤S120A和步骤S120B。其中，
步骤S120A，根据第一时段的空气温度调节载荷，确定蓄冷/蓄热载荷。
步骤S120B，根据蓄冷/蓄热载荷，调节所述蓄冷/蓄热设备。
进一步地，步骤S120A还可以包括，根据第一时段的空气温度调节载荷、以及能源价格的波动特征，确定蓄冷/蓄热载荷。
当该空气调节系统的工作环境的能源价格存在波动，比如存在峰谷电价和阶梯电价时，根据能源价格的波动特征确定蓄冷/蓄热载荷。在能源价格较低的时段制造富余制冷量或者制热量。可以将富余制热量以热水的形式储存起来。可以利用富余制冷量制冰，并把冰储存起来，即蓄冷或者蓄热。在能源价格相对较高的时段利用储存的热水或者冰产生制热量或者制冷量，调节目标区域的空气温度。
具体地，该空调系统所在地区的电价存在峰谷电价。在第一时段的第一子时段T1(比如每日的8:00～23:00)为用电高峰期，其电价为c21；在第一时段的第二子时段T2(比如每日的23:00～次日8:00)为用电低谷期，其电价为c22。其中c21>c22。
在上述应用环境中，蓄冷设备可以是制冰机。该制冰机的工作特点为，在第二子时段T2制冰蓄冷，消耗电能但是不产生制冷功率输出。即，在第二子时段T2制冰机的。在第一子时段T1利用蓄冷输出制冷功率，但不消耗电能。即对于制冰机来说，电能价格恒定为c22；第二子时段T2期间，输出功率P＝0。把制冰机的该数学特征以及前述c2的变化特征代入式(1)(2)(3)，并求解即可得到蓄冷载荷。
本申请还提供一种空气温度调节系统，其中包括：至少两台空气温度调节装置，与目标区域的空间相连通；调度装置，与至少两台空气温度调节装置通信连接，调度装置中预设调度程序，当调度程序被执行时，调度装置执行前述的方法。
可选地，台空气温度调节装置可以包括：发电型空气温度调节装置、燃料型空气温度调节装置和/或耗电型空气温度调节装置。
其中，发电型空气温度调节装置可以是三联供设备。燃料型空气调节装置可以是锅炉。耗电型空气温度调节装置可以包括：电制冷机、双工况机组、电制热机、蓄冷/蓄热装置等。其中蓄冷装置可以包括制冰装置和冰的储藏设备，蓄热装置可以包括热水的储藏设备。
可选地，目标区域可以为大型室内场所，比如机场、火车站大型商业中心等。
需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本发明而非限制本发明的范围。本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。
Claims (12)
1.一种空气温度调节系统的调度方法，其中所述系统包括至少两个空气温度调节装置，所述方法包括：
根据预测参数计算目标区域在第一时段的空气温度调节载荷，其中所述至少两个空气温度调节装置与所述目标区域的空间相连通；
根据所述第一时段的空气温度调节载荷、所述空气温度调节装置的设备参数和能源价格，计算所述空气温度调节系统在所述第一时段的经济消耗的最小值，并利用与所述最小值相对应的各所述空气温度调节装置的输出功率值，调节所述空气温度调节装置的输出功率，包括：
利用下述公式计算所述空气温度调节系统在所述第一时段的经济消耗，调节所述空气温度调节装置的输出功率，
Pi为第i设备输出功率，ui为第i设备输出功率的最大变化率，c1为燃料价格；c2为电能价格，fi为燃料消耗函数，gi为电能消耗函数，W为所述空气温度调节系统在所述第一时段的经济消耗。
2.根据权利要求1所述的方法，其中预测参数包括：历史数据、天气预报和/或所述第一时段内发生于所述目标区域的事务安排。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述设备参数包括：最大输出功率、最小输出功率、输出功率最大变化速率、能源消耗-输出功率函数。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述能源消耗-输出功率函数包括，燃料消耗-输出功率函数和电能消耗-输出功率函数。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述空气温度调节装置包括：
发电型空气温度调节装置，其燃料消耗为正数，电能消耗为负数，输出功率为空气温度调节功率；
耗电型空气温度调节装置，其燃料消耗为零，电能消耗为正数，输出功率为空气温度调节功率；和/或
燃料型空气温度调节装置，其燃料消耗为正数，电能消耗为零，输出功率为空气温度调节功率。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，根据所述第一时段的空气温度调节载荷、所述空气温度调节装置的设备参数和能源价格，调节所述空气温度调节装置的输出功率，包括：
根据所述第一时段的空气温度调节载荷、所述空气温度调节装置的设备参数和能源价格，开启/关断空气温度调节装置。
7.根据权利要求1所述的方法，所述空气温度调节装置包括蓄冷/蓄热设备，所述根据所述第一时段的空气温度调节载荷、所述空气温度调节装置的设备参数和能源价格，调节所述空气温度调节装置的输出功率，包括：
根据所述第一时段的空气温度调节载荷，确定蓄冷/蓄热载荷；
根据所述蓄冷/蓄热载荷，调节所述蓄冷/蓄热设备。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述根据所述第一时段的空气温度调节载荷，确定蓄冷/蓄热载荷，包括：
根据所述第一时段的空气温度调节载荷、以及能源价格的波动特征，确定蓄冷/蓄热载荷。
9.一种空气温度调节系统，包括：
至少两个空气温度调节装置，与目标区域的空间相连通；
调度装置，与所述至少两个空气温度调节装置通信连接，所述调度装置中预设调度程序，当所述调度程序被执行时，使所述调度装置执行如权利要求1～8中任一项所述的方法。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述至少两个空气温度调节装置包括：发电型空气温度调节装置、燃料型空气温度调节装置和/或耗电型空气温度调节装置。
11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述至少两个空气温度调节装置包括：蓄冷/蓄热设备。
12.根据权利要求9所述的系统，其中，所述目标区域为大型室内场所。
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