基于建筑儲能的空調系統(tǒng)運行控制策略的研究.pdf

1、隨著經濟水平的不斷發(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。要從根本上解決電力不足的問題當然是靠增加對電力的投入，加快電力建設步伐。但是，合理有效地使用有限的電能也應是必須采取的措施。目前電力供應緊張的主要表現(xiàn)為：電網負荷率低，系統(tǒng)峰谷差較大，高峰電力嚴重不足。在造成我國當前電力供應緊張的原因之中，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上，利用建筑本身具備的能量儲存能力并通過優(yōu)化空調系

2、統(tǒng)運行，達到降低空調系統(tǒng)峰值電力需求的目的。本文以典型的變風量（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，研究VAV系統(tǒng)各下位機控制的設定對系統(tǒng)的運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合的方法建立了描述建筑熱效應的動態(tài)模型。然后，根據本文所研究系統(tǒng)的具體特性，建立變風量空調系統(tǒng)中各個部件的數學模型，在建立系統(tǒng)各部件數學模型的基礎上，以TRNSYS為系

3、統(tǒng)仿真平臺，將各部件模型連接成系統(tǒng)數字仿真器。系統(tǒng)的仿真結果表明，系統(tǒng)數字仿真器能夠模擬實際系統(tǒng)的整體運行趨勢，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。 確定合適的空調系統(tǒng)啟動時間是本文研究的重點之一，能否準確地預測系統(tǒng)的啟動時間，直接影響本文優(yōu)化控制方法的結果。本文應用一元回歸和BP網絡兩種方法對系統(tǒng)的啟動時間進行了預測分析，并將兩種預測的結果進行了比較。 應用預測得出的空調系統(tǒng)啟動時間，本文提出

4、了利用建筑物熱容的避峰運行優(yōu)化控制策略，由于建筑及其內部結構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）量的釋放以彌補空調系統(tǒng)提供熱（冷）量的不足。保證房間內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有很多，本文主要關心的就是房間空氣溫度(Tair)和房間結構平均輻射

5、溫度(Trad)。在其它參數不變的情況下，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進行再設定，這是本文所提出優(yōu)化控制策略的關鍵所在。 在已建立的數字仿真器上，本文對上海夏季七、八兩個月為期62天的情況進行了仿真試驗。通過對試驗結果的分析得出：本文提出的優(yōu)化控制策略能夠在保證室內熱舒適性的前提下，實現(xiàn)減少電力峰值時段空調系統(tǒng)能耗的目的，與常規(guī)控制策略相比，可以減少1