樓宇級(jí)冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)最優(yōu)化設(shè)計(jì)的加速方法研究.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)代建筑為滿(mǎn)足其功能性和舒適性的需求，存在著巨大的能源消耗，約占我國(guó)總能源消耗的30％。當(dāng)前，在能源與環(huán)境問(wèn)題日趨嚴(yán)峻的背景下，建筑領(lǐng)域節(jié)能減排的呼聲日益迫切。隨著國(guó)內(nèi)天然氣的普及利用，建筑負(fù)荷中心就近布置的天然氣冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)（樓宇級(jí)聯(lián)供系統(tǒng)），由于其節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、清潔等優(yōu)越性能已受到世界范圍內(nèi)廣泛的關(guān)注；然而受眾多內(nèi)外因素的制約，樓宇級(jí)聯(lián)供系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的變量龐大、模型復(fù)雜，使得最優(yōu)化計(jì)算異常艱難，嚴(yán)重制約著系統(tǒng)的

2、推廣應(yīng)用?；诖耍疚奶岢觥皹怯罴?jí)聯(lián)供系統(tǒng)最優(yōu)化設(shè)計(jì)加速方法研究”的課題，旨在構(gòu)造一種計(jì)算簡(jiǎn)單、精度較高、適應(yīng)面廣且易于掌握的樓宇級(jí)聯(lián)供最優(yōu)化設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易方法。本文采用理論分析結(jié)合數(shù)值計(jì)算的方法，完成的主要工作及成果有：
　?、俳⒘松虉?chǎng)、辦公、酒店三種典型建筑的能耗模型，分別針對(duì)重慶市和北京市兩種氣候條件，獲得了三種典型建筑的年逐時(shí)冷熱電負(fù)荷，計(jì)算結(jié)果作為樓宇級(jí)聯(lián)供系統(tǒng)最優(yōu)化設(shè)計(jì)的負(fù)荷模型，應(yīng)用于后續(xù)研究中。
　?、诮⒘私?jīng)典

3、聯(lián)供系統(tǒng)、混合聯(lián)供系統(tǒng)的基于以熱定電和以電定熱兩種運(yùn)行策略的系統(tǒng)運(yùn)行模型，并對(duì)系統(tǒng)的節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)性?xún)煞N運(yùn)行性能進(jìn)行了對(duì)比分析。研究表明，由于電制冷機(jī)組能夠消納混合聯(lián)供系統(tǒng)多余的發(fā)電量，且制冷效率更高，使得混合聯(lián)供系統(tǒng)節(jié)能性、經(jīng)濟(jì)性都明顯優(yōu)于經(jīng)典聯(lián)供系統(tǒng)。
　?、劢⒘嘶旌下?lián)供系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)級(jí)和運(yùn)行級(jí)兩級(jí)優(yōu)化模型，并提出了一種結(jié)合了遺傳算法和混合整數(shù)線(xiàn)性規(guī)劃的兩級(jí)優(yōu)化模型求解方法，即GB法。后續(xù)研究中，該方法將作為論證其他方法有

4、效性的標(biāo)準(zhǔn)模型，驗(yàn)證其他方法的有效性。
　?、苁状翁岢隽艘环N工況圖分析法，對(duì)混合聯(lián)供系統(tǒng)的全工況運(yùn)行機(jī)制進(jìn)行分析研究?；诖?，進(jìn)一步提出了一種基于熱電需求點(diǎn)最優(yōu)平移準(zhǔn)則和最優(yōu)運(yùn)行點(diǎn)確定準(zhǔn)則的混合聯(lián)供系統(tǒng)運(yùn)行策略?xún)?yōu)化方法，通過(guò)將混合系統(tǒng)設(shè)備的最優(yōu)運(yùn)行負(fù)載搜索范圍縮小為對(duì)三種工況下熱電需求點(diǎn)的平移和最優(yōu)運(yùn)行點(diǎn)的確定，從而大大簡(jiǎn)化了運(yùn)行策略?xún)?yōu)化計(jì)算難度。
　　⑤在混合聯(lián)供系統(tǒng)全工況優(yōu)化運(yùn)行機(jī)制分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出了混合聯(lián)供系統(tǒng)

5、最優(yōu)化設(shè)計(jì)的加速方法DPOP法和更加簡(jiǎn)單易操作的S_DPOP法；通過(guò)算例，對(duì)比 GB法的優(yōu)化結(jié)果，完成了 DPOP法有效性的驗(yàn)證，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步完成 S_DPOP方法的構(gòu)造和有效性驗(yàn)證。研究表明， DPOP法不僅能夠獲得與GB法精度相同甚至更好的優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果，同時(shí)擁有更高的可靠性，更短的計(jì)算時(shí)間；新構(gòu)造的S_DPOP法擁有與DPOP法精度相近的優(yōu)化結(jié)果，且計(jì)算更加簡(jiǎn)單、快速，同時(shí)能夠適應(yīng)不同類(lèi)型建筑和不同氣候條件下混合聯(lián)供系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)