CN115235046B - 中央空调冷源需求侧响应的优化控制方法 - Google Patents

中央空调冷源需求侧响应的优化控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于中央空调冷源控制技术领域，具体涉及一种中央空调冷源需求侧响应的优化控制方法，包括：步骤SA：确定评价目标模型中电价计算方式；步骤SB：根据所述评价目标模型获取最优的运行计划表；步骤SC：根据最优的运行计划表控制中央空调冷源各设备。评价目标模型在评价运行计划表时，需要计算电价，可以通过在需求响应阶段、非需求响应阶段采用不同电价计算方式可以调整运行计划表的评价目标值，选择评价目标值符合预期要求即对应的最优的运行计划表控制中央空调冷源各设备，可以达到在需求响应阶段、非需求响应阶段分别对中央空调冷源各设备用电进行合理规划的目的。

Description

中央空调冷源需求侧响应的优化控制方法
技术领域
本发明属于中央空调冷源控制技术领域，具体涉及一种中央空调冷源需求侧响应的优化控制方法。
背景技术
需求响应(Demand Response，简称DR)即电力需求响应的简称，是指当电力批发市场价格升高或系统可靠性受威胁时，电力用户接收到供电方发出的诱导性减少负荷的直接补偿通知或者电力价格上升信号后，改变其固有的习惯用电模式，达到减少或者推移某时段的用电负荷而响应电力供应，从而保障电网稳定，并抑制电价上升的短期行为。它是需求侧管理(DSM)的解决方案之一。
空调是造成夏季用电负荷陡增的重要原因。这导致夏季用电紧张，需要为此花巨资修建扩建新的发电设施。然而空调高峰季节结束后，大量发电设施闲置或者长期运行在低效水平。由此造成的社会资源浪费可观。如果能够让空调用户在用电紧张时段减少空调用电从而缓解紧张程度有助于解决上述问题。
中央空调系统通常分成冷源和末端两部分，前者由冷机、水泵、冷却塔等组成，后者由空调箱、风机盘管等组成。冷源部分的电功耗大，是需求侧响应不可忽略的部分，但它的启动、关闭和负荷调整涉及多种约束(比如冷机运行过程中必须保持某个范围内的流量，冷机和水泵等停机后不能马上启动，启动后不能马上停机等)，在参与需求侧响应的过程中需要更自动和灵活的控制。
通常，需求侧响应过程中用电侧在收到降低电负荷的信号后，根据电负荷降低多并且影响小的原则依次关停不同设备直到满足降负荷的要求。待降负荷信号消除后恢复相关设备按原有方式运行。例如在家庭中停用冰箱、空调等，或在使用中央空调的大楼中关闭空调末端或减少空调末端的输出。
如前所述，由于中央空调冷源的启停和负荷调整比较复杂，在需求侧响应中往往采用一些简单方法进行。例如在收到降低电负荷的信号后，直接关闭制冷主机，待响应结束后重启。这样避免了启停主机过程中调整水泵等对控制系统造成的“麻烦”。但是，这一过程中涉及多个设备在多个时间点上合理地进行启停和运行参数调整，是一个涉及多个时间阶段的规划问题，而传统的基于PID的或基于条件触发的PLC控制系统没有多阶段规划能力。另一些方案中则采用了简化手段处理。例如根据当时工况分别独立地调整冷机和变频水泵的运行参数，但是不涉及启停；再例如根据当时工况和降负荷的要求，通过反馈给冷机一个调整后的虚假回水温度信号实现冷机负荷的调整。
将中央空调冷源中的部分设备参与需求侧响应可能是低效和不彻底的。以只停冷机这种做法为例，虽然操作简单，但是制冷量的调节精度降低了，一台冷机当时的制冷量一下子从有到无消失了。并且相关水泵和冷却塔(假设冷机是水冷的)还是在运行的，不仅可能无效运行而且很可能还消耗可观的电能。降低冷机的负荷这一做法存在同样的问题。同时调节冷机和水泵运行参数的做法比调节单一冷机的方法有了改进，但是又无法考虑设备启停这一可能的响应选项。
总之这些简化手段不能完全考虑冷源进行需求响应的各种可能手段，可能存在设备无效运行的情况。尽可能多地考虑冷源侧各种可使用的手段，有助于尽可能提高需求响应的能力，并减少对末端的干扰。
发明内容
本发明提供了一种中央空调冷源需求侧响应的优化控制方法。
本发明提供了一种中央空调冷源需求侧响应的优化控制方法，其特征在于，包括：步骤SA：确定评价目标模型中电价计算方式；步骤SB：根据所述评价目标模型获取最优的运行计划表；步骤SC：根据最优的运行计划表控制中央空调冷源各设备。
进一步的，所述评价目标模型包括：
式中，J为评价目标值；t表示未来一个时间段上不同的时间点，共h个；Penaltyt表示时间点t上对用电成本、水温超标的惩罚。
进一步的，所述Penaltyt的计算式为：
Penaltyt＝PDt×EPt+ETt×λt-REt×γt；
式中：PDt为t时刻空调冷源各设备的功耗；EPt为t时刻的电价；ETt为t时水温超标幅度；λt为t时对水温超标的惩罚系数，即为ETt的惩罚单价；REt为t时设备节省的电耗；γt为t时对节省的电耗的奖励系数。
进一步的，所述ETt＝TGCHWt超出预设范围的幅度；或者所述ETt＝TGCHWt超出预设范围的幅度+TGCWt超出预设范围的幅度；其中TGCHWt为t时刻冷冻水供水温度,TGCWt为t时刻冷却水的供水温度。
进一步的，t时刻冷冻水供水温度计算式为：
t时刻冷冻水回水温度计算式为：
式中：
THCHWt为t时刻冷冻水回水温度，其中THCHW0取实时数据；
Rt为t-1时刻到t时刻这一时间段内的冷机的制冷或制热总量；
Ct为t-1时刻到t时刻这一时间段内建筑物的冷或热负荷总量；
QCHWt为t-1时刻到t时刻这一时间段内从冷机到建筑物的总流量；
c为水的比热；
ρ为水的密度。
进一步的，所述步骤SA中，确定评价目标模型中电价计算方式的步骤包括：
步骤SA1：判断当前时间是否早于需求响应开始时间，若是，则执行SA2；若否，则执行SA3；
步骤SA2：判断当前时间距离需求响应开始时间的时间段长度是否小于运行计划表的时间窗口，若否，则EPt＝t时刻实际电价；若是，则EPt的取值方式为
当t在需求响应时间段内，则EPt＝t时刻实际电价×α，α取默认值且大于1；
当t不在需求响应时间段内，则EPt＝t时刻实际电价；
步骤SA3：判断当前时间是否早于需求响应结束时间，若否，则执行SA4；若是，则EPt的取值方式为
当已避让的电量占目标避让总量的比例与时间进度相比处于领先，则调低α；若已落后则调高α；否则保持α不变；
步骤SA4：判断当前时间是否在晚于需求响应结束时间X小时的时间段内，若否，则EPt＝t时刻实际电价；若是，则EPt的取值方式为
当t在需求响应结束时间后X小时的时间段内，则EPt＝t时刻实际电价×α，且α逐渐调低至1；
当t不在需求响应结束时间后X小时的时间段内，则EPt＝t时刻实际电价。
进一步的，所述步骤SB中，根据所述评价目标模型获取最优的运行计划表的步骤包括：
步骤SB1：生成初始运行计划S0，计算对应的评价目标值J0；建立休眠队列和活跃队列，将S0放入休眠队列中，此时活跃队列为空，休眠队列只包含S0；
步骤SB2：如果连续若干次向休眠队列中放入运行计划表的过程中休眠队列中的运行计划表的最小评价目标值没有发生减小，或者向休眠队列中放入运行计划表的次数达到预设值，则将当前休眠队列中最小的评价目标值对应的运行计划表作为最优的运行计划表；否则，执行步骤SB3；
步骤SB3：从非空的休眠队列或者非空的活跃队列中取一个运行计划表Si，对运行计划表Si进行调整，形成新的运行计划表Si+1；
步骤SB4：评估Si+1的合理性是否满足要求，若是，则计算Si+1的评价目标值Ji+1，将Si+1标放入休眠队列中，执行步骤SB2；若否，则执行步骤SB5；
步骤SB5：判断Si+1的前k次调整是否都不满足合理性要求，若是则将Si+1丢弃；若否，则将Si+1保留在活跃队列中；执行步骤SB2。
进一步的，所述步骤SB4中，从非空的休眠队列或者非空的活跃队列中取一个运行计划表Si的步骤包括：判断活跃队列是否为空，若是则从休眠队列中取一个运行计划表Si，若否则从活跃队列中取一个运行计划表Si。
进一步的，所述步骤SB5中评估Si+1的合理性是否满足要求包括：检查冷机运行时冷冻侧、冷却侧的流量要求是否均满足要求。
进一步的，所述步骤SB5中评估Si+1的合理性是否满足要求还包括：对于水冷冷机，还需检查冷机的冷却水回水温度是否满足要求；其中
t时刻冷却水供水温度计算式为：
t时刻冷却水回水温度计算式为：
式中：
TGCWt为t时刻冷却水从冷机流出的冷却水供水温度，
THCWt为t时刻冷却水进入冷机的冷却水回水温度；
Rt为t-1时刻到t时刻这一时间段内的冷机制冷或制热总量；
ECt为t-1时刻到t时刻这一时间段内的冷机的耗电量；
HDt为t-1时刻到t时刻这一时间段内的冷却塔的散热总量；
QCWt为t-1时刻到t时刻这一时间段内从冷机到冷却塔的冷却水总流量；
c为水的比热；
ρ为水的密度。
本发明的有益效果是，本发明的中央空调冷源需求侧响应的优化控制方法采用了优化控制手段尽可能多地考虑冷源侧各种可使用的组合方式包括设备的组合，运行状态下设备采用不同运行参数的组合，在时间轴上设备启停的组合和不同运行参数的组合，与传统的按照固定模式简单关停部分指定设备的响应方式相比，有助于尽最大可能提高需求响应的让电能力，并且在避让同等电量时能够通过更合理的运行方式争取更多空调供应量减少对空调用户的影响；由于不能为需求响应时段确定合适的虚拟电价确保前述优化过程能够达成让电目标，本发明采用了需求响应过程中根据让电效果调整虚拟电价的手段，有助于调整前述优化过程在让电方面的强度确保让电目标的实现，并避免让电指标有望达成时对空调运行的过度干预从而减少对空调用户的影响；优化过程中考虑了供水温度和冷量的传递，后者可以引导冷源预先制备富余的冷量减少需求响应阶段的冷负荷需求。
由于采用了优化方法，可以从林林总总可能的运行方案中找到成本最低的方案，本发明在日常运行甚至需求侧响应过程中具有节能作用。
如果在需求响应过程中冷源设备出现了故障无法执行原定的操作，本发明在剩余设备允许的前提下可以计算出替代的并且最经济的方案保证冷源继续执行需求响应过程，与传统的按照固定模式简单关停指定设备的响应方式相比，增加了用户响应过程的灵活性和可靠性。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的实施例的中央空调冷源需求侧响应的优化控制方法的流程图；
图2是本发明的实施例的确定评价目标模型中电价计算方式的流程图；
图3是本发明的实施例的根据所述评价目标模型获取最优的运行计划表的流程图；
图4是本发明的实施例的一种简化冷源的水系统原理图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图4提供了一种可选应用场景中的简化冷源的水系统。如图4所示，中央空调的冷热源通常由冷机、锅炉、换热器、水泵、冷却塔、阀门、管路等组成，为建筑物提供空调或生产设备所需的冷热水。这类系统是建筑物的能耗大户。以冷机视角看从冷机出发向建筑物流动的称之为冷冻水供水，从建筑物流回冷机的称为冷冻水回水。从冷机出发向冷却塔流动的称之为冷却水供水，从冷却塔流回冷机的称为冷却水回水。
中央空调冷源的运行计划表
下图是一种可选的中央空调冷源的运行计划表的形式，假设该中央空调冷源包含3台水冷冷机、4台并列安装的冷冻水泵、4台并列安装的冷却水泵以及3台冷却塔，当前时间为16:19。
该计划表规定了从当前时间(16:19)开始到未来某个时间段内(该表的时间窗口为3小时)，每隔一段时间(时间间隔可以相等，也可以不等，表中为5分钟)发往不同设备的控制指令。不同的设备可以包含不同的控制指令。对冷却塔而言，控制指令可以是：“阀门开”(冷却塔阀门打开但风机不运行)、“阀门关”(冷却塔阀门和风机均关闭)、“风机开”(冷却塔阀门打开并且风机运行)。对水泵而言：0表示关机，大于0的数值表示流量设定值(对于定频水泵表示运行在额定流量上，对于变频水泵表示运行在该流量对应的理论转速上)。对冷机和锅炉而言：0表示关机，大于0的数值表示供水温度的设定值(此时冷机或锅炉开始或保持运行)。
如图1所示，本实施例提供了一种中央空调冷源需求侧响应的优化控制方法，包括：步骤SA：确定评价目标模型中电价计算方式；步骤SB：根据所述评价目标模型获取最优的运行计划表；步骤SC：根据最优的运行计划表控制中央空调冷源各设备。
在本实施例中，评价目标模型在评价运行计划表时，需要计算电价，可以通过在需求响应阶段、非需求响应阶段采用不同电价计算方式可以调整运行计划表的评价目标值，选择评价目标值符合预期要求即对应的最优的运行计划表控制中央空调冷源各设备，可以达到在需求响应阶段、非需求响应阶段分别对中央空调冷源各设备用电进行合理规划的目的。
在本实施例中，可选的，所述评价目标模型包括：
式中，J为评价目标值；t表示未来一个时间段上不同的时间点，共h个；Penaltyt表示时间点t上对用电成本、水温超标的惩罚。
在本实施例中，可选的，Penaltyt可以采用多个评估项加权和的形式，可以但不限于有电费项、水温超标惩罚项、省点奖励项等。
在本实施例中，可选的，所述Penaltyt的计算式可以为：
Penaltyt＝PDt×EPt+ETt×λt-REt×γt；
式中：
PDt为t时刻空调冷源各设备的功耗；
EPt为t时刻的电价，根据当前时间不同，其有不同的计算方式；
ETt为t时水温超标幅度；
λt为t时对水温超标的惩罚系数，即为ETt的惩罚单价；
REt为t时设备节省的电耗；
γt为t时对节省的电耗的奖励系数。
在本实施例中，可选的，所述ETt＝TGCHWt超出预设范围的幅度；或者所述ETt＝TGCHWt超出预设范围的幅度+TGCWt超出预设范围的幅度；其中TGCHWt为t时刻冷冻水供水温度,TGCWt为t时刻冷却水的供水温度。
在一种应用场景中，例如，TGCHWt为5度，预设值为3度，则超出预设范围的幅度ETt为2度；t时对水温超标的惩罚系数为1万元/度，则ETt×λt＝2万元。
在计算Penaltyt时，需要对TGCWt进行估算。本实施例提供了一种TGCWt、THCHWt的估算方法：
t时刻冷冻水供水温度计算式为：
t时刻冷冻水回水温度计算式为：
式中：
THCHWt为t时刻冷冻水回水温度，其中THCHW0取实时数据；
Rt为t-1时刻到t时刻这一时间段内的冷机的制冷或制热总量，可以根据设备状态估算；
Ct为t-1时刻到t时刻这一时间段内建筑物的冷或热负荷总量，可以采用负荷预测方法估算；在本实施例中，可以假设建筑物具有很好的保温特性，前一个时段供应的冷量中超过当时的空调负荷需求的部分有很大一部分可以保留到下一时刻，使得下一时刻的空调负荷需求降低；
QCHWt为t-1时刻到t时刻这一时间段内从冷机到建筑物的总流量；
c为水的比热；
ρ为水的密度。
在本实施例中，在一些应用场景中，可以根据需要调整Rt、Ct在冷负荷、热负荷状态下的正负号，以使计算式符合要求。
如图2所示，本实施例提供了一种优选的确定评价目标模型中电价计算方式的方法，对需求响应时间段的电价采用虚拟电价，即引入电价可调因子α，其一般大于1，此时间段的电价为实际电价×α；而对正常工作时间段，则采用实际电价。
在本实施例中，优选的，所述步骤SA中，确定评价目标模型中电价计算方式的步骤包括：
步骤SA1：判断当前时间是否早于需求响应开始时间，若是，则执行SA2；若否，则执行SA3；
步骤SA2：判断当前时间距离需求响应开始时间的时间段长度是否小于运行计划表的时间窗口，若否，则EPt＝t时刻实际电价；若是，则EPt的取值方式为
当t在需求响应时间段内，则EPt＝t时刻实际电价×α，α取默认值且大于1；
当t不在需求响应时间段内，则EPt＝t时刻实际电价；
步骤SA3：判断当前时间是否早于需求响应结束时间，若否，则执行SA4；若是，则EPt的取值方式为
当已避让的电量占目标避让总量的比例与时间进度相比处于领先，则调低α；若已落后则调高α；否则保持α不变；
步骤SA4：判断当前时间是否在晚于需求响应结束时间X小时的时间段内，若否，则EPt＝t时刻实际电价；若是，则EPt的取值方式为
当t在需求响应结束时间后X小时的时间段内，则EPt＝t时刻实际电价×α，且α逐渐调低至1；
当t不需求响应结束时间后X小时的时间段内，则EPt＝t时刻实际电价。
在本实施例中，基准用电曲线和总的让电目标是可以提前获知的。
在本实施例中，步骤SA2的作用为当运行计划表的窗口不涉及需求响应时间段，则采用实际电价对其进行评价；如果涉及了需求相应时间段，那对该运行计划表进行评价时，位于需求响应时间段部分的时间段的电价计算方式则采用虚拟电价；默认值可以但不限于是3。
在本实施例中，步骤SA3的作用为根据实际让电进度，灵活、平衡地对需求响应时间段进行用电调整。
在本实施例中，步骤SA4的作用为，在需求响应结束时间后X小时的时间段内，仍然采用虚拟电价计算电价，可以防止需求响应过程结束后空调负荷的报复性反弹。
在一种应用场景中，例如，需求响应结束后α＝10，那么为了防止制冷设备“放开手脚”制冷，可以需求响应结束后的1小时内，仍然采用虚拟电价优化控制限制制冷热设备的输出。在这1小时内，逐渐控制α降至1，超过1小时候，电价计算方式采用实时电价，制冷设备恢复正常供应。
如图3所示，在本实施例中，在确定了评价目标值中电价的计算方式后，即可搜索最优的运行计划表，以通过最优的运行计划表控制冷源各设备执行。
在本实施例中，优选的，所述步骤SB中，根据所述评价目标模型获取最优的运行计划表的步骤包括：
步骤SB1：生成初始运行计划S0，计算对应的评价目标值J0；建立休眠队列和活跃队列，将S0放入休眠队列中，此时活跃队列为空，休眠队列只包含S0；
步骤SB2：如果连续若干次向休眠队列中放入运行计划表的过程中休眠队列中的运行计划表的最小评价目标值没有发生减小，或者向休眠队列中放入运行计划表的次数达到预设值，则将当前休眠队列中最小的评价目标值对应的运行计划表作为最优的运行计划表；否则，执行步骤SB3；
步骤SB3：从非空的休眠队列或者非空的活跃队列中取一个运行计划表Si，对运行计划表Si进行调整，形成新的运行计划表Si+1；
步骤SB4：评估Si+1的合理性是否满足要求，若是，则计算Si+1的评价目标值Ji+1，将Si+1标放入休眠队列中，执行步骤SB2；若否，则执行步骤SB5；
步骤SB5：判断Si+1的前k次调整是否都不满足合理性要求，若是则将Si+1丢弃；若否，则将Si+1保留在活跃队列中；执行步骤SB2。
在本实施例中，可选的，将S0放入休眠队列中、将Si+1标放入休眠队列中时，可以分别标为INACTIVE。
在本实施例中，优选的，所述步骤SB4中，从非空的休眠队列或者非空的活跃队列中取一个运行计划表Si的步骤包括：
判断活跃队列是否为空，若是则从休眠队列中取一个运行计划表Si，若否则从活跃队列中取一个运行计划表Si；即，活跃队列中有运行计划表则优先从活跃队列中取表。
在本实施例中，优选的，所述步骤SB5中评估Si+1的合理性是否满足要求包括：检查冷机运行时冷冻侧、冷却侧的流量要求是否均满足要求。
在本实施例中，优选的，所述步骤SB5中评估Si+1的合理性是否满足要求还包括：对于水冷冷机，还需检查冷机的冷却水回水温度是否满足要求；其中
t时刻冷却水供水温度计算式为：
t时刻冷却水回水温度计算式为：
式中：
TGCWt为t时刻冷却水从冷机流出的冷却水供水温度，
THCWt为t时刻冷却水进入冷机的冷却水回水温度；
Rt为t-1时刻到t时刻这一时间段内的冷机制冷或制热总量，可以根据设备状态估算；
ECt为t-1时刻到t时刻这一时间段内的冷机的耗电量；
HDt为t-1时刻到t时刻这一时间段内的冷却塔的散热总量，可以根据设备状态和天气预报估计；
QCWt为t-1时刻到t时刻这一时间段内从冷机到冷却塔的冷却水总流量；
c为水的比热；
ρ为水的密度。
在本实施例中，可选的，t-1＝0时，THCWt-1可以取实时数据。
所述步骤SB5还可以包括：删除活跃队列中逗留了超过规定时间的运行计划表；可以防止计算资源被那些不合理的运行计划表消耗掉。
综上所述，本实施例的中央空调冷源需求侧响应的优化控制方法采用了优化控制手段尽可能多地考虑冷源侧各种可使用的组合方式包括设备的组合，运行状态下设备采用不同运行参数的组合，在时间轴上设备启停的组合和不同运行参数的组合，有助于尽最大可能提高需求响应的能力，并在完成避让电负荷的同时减少对末端的干扰(考虑了供水温度和冷量的传递，后者可以引导冷源预先制备富余的冷量减少需求响应阶段的冷负荷需求)。
由于采用了优化方法，可以从林林总总可能的运行方案中找到成本最低的方案，本发明在日常运行甚至需求侧响应过程中具有节能作用。
如果在需求响应过程中冷源设备出现了故障无法执行原定的操作，本发明在剩余设备允许的前提下可以计算出替代的并且最经济的方案保证冷源继续执行需求响应过程。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种中央空调冷源需求侧响应的优化控制方法，其特征在于，包括：
步骤SA：确定评价目标模型中电价计算方式；
步骤SB：根据所述评价目标模型获取最优的运行计划表；
步骤SC：根据最优的运行计划表控制中央空调冷源各设备；
所述评价目标模型包括：
；
式中，J为评价目标值；t表示未来一个时间段上不同的时间点，共h个；表示时间点t上对用电成本、水温超标的惩罚；
所述的计算式为：
=PDt×EPt+ETt×λt-REt×γt；
式中：
PDt为t时刻空调冷源各设备的功耗；
EPt为t时刻的电价；
ETt为t时水温超标幅度；
λt为t时对水温超标的惩罚系数，即为ETt的惩罚单价；
REt为t时设备节省的电耗；
γt为t时对节省的电耗的奖励系数；
所述ETt=TGCHWt超出预设范围的幅度；或者
所述ETt=TGCHWt超出预设范围的幅度+TGCWt超出预设范围的幅度；其中
TGCHWt为t时刻冷冻水供水温度,TGCWt为t时刻冷却水的供水温度。
2.如权利要求1所述的优化控制方法，其特征在于，
t时刻冷冻水供水温度计算式为：
；
t时刻冷冻水回水温度计算式为：
；
式中：
THCHWt为t时刻冷冻水回水温度，其中THCHW0取实时数据；
Rt为t-1时刻到t时刻这一时间段内的冷机的制冷或制热总量；
Ct为t-1时刻到t时刻这一时间段内建筑物的冷或热负荷总量；
QCHWt为t-1时刻到t时刻这一时间段内从冷机到建筑物的总流量；
c为水的比热；
ρ为水的密度。
3.如权利要求1所述的优化控制方法，其特征在于，
所述步骤SA中，确定评价目标模型中电价计算方式的步骤包括：
步骤SA1：判断当前时间是否早于需求响应开始时间，若是，则执行SA2；若否，则执行SA3；
步骤SA2：判断当前时间距离需求响应开始时间的时间段长度是否小于运行计划表的时间窗口，若否，则EPt=t时刻实际电价；若是，则EPt的取值方式为
当t在需求响应时间段内，则EPt=t时刻实际电价×α，α取默认值且大于1；
当t不在需求响应时间段内，则EPt=t时刻实际电价；
步骤SA3：判断当前时间是否早于需求响应结束时间，若否，则执行SA4；若是，则EPt的取值方式为
当已避让的电量占目标避让总量的比例与时间进度相比处于领先，则调低α；若已落后则调高α；否则保持α不变；
步骤SA4：判断当前时间是否在晚于需求响应结束时间X小时的时间段内，若否，则EPt=t时刻实际电价；若是，则EPt的取值方式为
当t在需求响应结束时间后X小时的时间段内，则EPt=t时刻实际电价×α，且α逐渐调低至1；
当t不在需求响应结束时间后X小时的时间段内，则EPt=t时刻实际电价。
4.如权利要求3所述的优化控制方法，其特征在于，
所述步骤SB中，根据所述评价目标模型获取最优的运行计划表的步骤包括：
步骤SB1：生成初始运行计划S0，计算对应的评价目标值J0；建立休眠队列和活跃队列，将S0放入休眠队列中，此时活跃队列为空，休眠队列只包含S0；
步骤SB2：如果连续若干次向休眠队列中放入运行计划表的过程中休眠队列中的运行计划表的最小评价目标值没有发生减小，或者向休眠队列中放入运行计划表的次数达到预设值，则将当前休眠队列中最小的评价目标值对应的运行计划表作为最优的运行计划表；否则，执行步骤SB3；
步骤SB3：从非空的休眠队列或者非空的活跃队列中取一个运行计划表Si，对运行计划表Si进行调整，形成新的运行计划表Si+1；
步骤SB4：评估Si+1的合理性是否满足要求，若是，则计算Si+1的评价目标值Ji+1，将Si+1标放入休眠队列中，执行步骤SB2；若否，则执行步骤SB5；
步骤SB5：判断Si+1的前k次调整是否都不满足合理性要求，若是则将Si+1丢弃；若否，则将Si+1保留在活跃队列中；执行步骤SB2。
5.如权利要求4所述的优化控制方法，其特征在于，
所述步骤SB4中，从非空的休眠队列或者非空的活跃队列中取一个运行计划表Si的步骤包括：
判断活跃队列是否为空，若是则从休眠队列中取一个运行计划表Si，若否则从活跃队列中取一个运行计划表Si。
6.如权利要求4所述的优化控制方法，其特征在于，
所述步骤SB5中评估Si+1的合理性是否满足要求包括：
检查冷机运行时冷冻侧、冷却侧的流量要求是否均满足要求。
7.如权利要求6所述的优化控制方法，其特征在于，
所述步骤SB5中评估Si+1的合理性是否满足要求还包括：对于水冷冷机，还需检查冷机的冷却水回水温度是否满足要求；其中
t时刻冷却水供水温度计算式为：
；
t时刻冷却水回水温度计算式为：
；
式中：
TGCWt为t时刻冷却水从冷机流出的冷却水供水温度，
THCWt为t时刻冷却水进入冷机的冷却水回水温度；
Rt为t-1时刻到t时刻这一时间段内的冷机制冷或制热总量；
ECt为t-1时刻到t时刻这一时间段内的冷机的耗电量；
HDt为t-1时刻到t时刻这一时间段内的冷却塔的散热总量；
QCWt为t-1时刻到t时刻这一时间段内从冷机到冷却塔的冷却水总流量；
c为水的比热；
ρ为水的密度。
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