公用建筑中央空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)間的計(jì)算方法
公用建筑中央空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)間的計(jì)算方法
【專利摘要】一種公用建筑中央空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)間的計(jì)算方法，涉及節(jié)能【技術(shù)領(lǐng)域】，所解決的是降低空調(diào)運(yùn)行成本的技術(shù)問(wèn)題。該方法先獲取辦公建筑在前一年歷史日的空調(diào)溫度曲線，再?gòu)那耙荒隁v史日的空調(diào)溫度曲線上截取一個(gè)曲線段A，再根據(jù)該曲線段A計(jì)算空調(diào)單位時(shí)間能量損失率，然后再?gòu)那耙荒隁v史日的空調(diào)溫度曲線上截取一個(gè)曲線段B，再根據(jù)曲線段B計(jì)算空調(diào)啟動(dòng)功率平均值及空調(diào)啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)度，然后再設(shè)置一個(gè)空調(diào)成本目標(biāo)函數(shù)，并采用迭代法計(jì)算空調(diào)成本目標(biāo)函數(shù)的最小值，進(jìn)而求解出空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)長(zhǎng)。本發(fā)明提供的方法，能允分利用綠色能源。
【專利說(shuō)明】公用建筑中央空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)間的計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及節(jié)能技術(shù)，特別是涉及一種公用建筑中央空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)間的計(jì)算方法的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]為了充分利用風(fēng)能、太陽(yáng)能等綠色能源，盡可能的少用火電等不可再生能源，電力系統(tǒng)根據(jù)用電狀況將每天的供電分成三個(gè)時(shí)段，分別為電網(wǎng)峰時(shí)段、電網(wǎng)平時(shí)段、電網(wǎng)谷時(shí)段，在供電需量較高的電網(wǎng)峰時(shí)段(比如9點(diǎn)至17點(diǎn))，綠色能源所占比例較低，在供電需量相對(duì)稍低的電網(wǎng)平時(shí)段，則綠色能源所占比例則相應(yīng)的稍高，而在供電需量最低的電網(wǎng)谷時(shí)段，綠色能源所占比例也達(dá)到最高。為了鼓勵(lì)企業(yè)利用綠色能源，不同供電時(shí)段的電價(jià)也不一樣，峰谷平電價(jià)作為電能調(diào)峰措施之一，可以有效抑制峰值，改善峰谷差，避免用電設(shè)備容量投資浪費(fèi)，同時(shí)也有效的利用了綠色能源。
[0003]公用建筑中央空調(diào)是能耗大戶，有效參與電網(wǎng)峰谷平調(diào)峰措施，對(duì)用戶降低運(yùn)營(yíng)成本、減少需量費(fèi)用支出都有好處。中央空調(diào)可控的環(huán)節(jié)比較多，也很復(fù)雜，空調(diào)的冷熱量?jī)?chǔ)存有限，空調(diào)用電設(shè)備也較多，調(diào)優(yōu)目標(biāo)是一個(gè)多對(duì)象多參數(shù)的優(yōu)化函數(shù)?？照{(diào)環(huán)境溫度的設(shè)定，要求空調(diào)提前一定時(shí)間開(kāi)啟，才能達(dá)到預(yù)想的制冷制熱效果。預(yù)開(kāi)啟時(shí)間與空調(diào)制冷性能、環(huán)境冷熱負(fù)荷、運(yùn)行管理都有關(guān)系。預(yù)開(kāi)啟時(shí)間長(zhǎng)，可充分利用綠色能源比例高的電網(wǎng)谷時(shí)段，但公用建筑冷熱能量損失大，不利于節(jié)能；預(yù)開(kāi)啟時(shí)間短，則公用建筑冷熱能量損失小，空調(diào)環(huán)境溫度可能達(dá)不到管理規(guī)定，辦公舒適度降低，同時(shí)不利于利用綠色能源比例高的電網(wǎng)谷時(shí)段，同時(shí)也會(huì)增加空調(diào)運(yùn)行成本。但是，如何確定空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)間，目前還沒(méi)有行之有效的方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能允分利用綠色能源，降低空調(diào)運(yùn)行成本的公用建筑中央空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)間的計(jì)算方法。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所提供的一種公用建筑中央空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)間的計(jì)算方法，其特征在于，具體步驟如下:
[0006]I)獲取辦公建筑在前一年歷史日的空調(diào)用電曲線、空調(diào)溫度曲線，空調(diào)用電曲線的橫坐標(biāo)軸為時(shí)間值坐標(biāo)軸，縱坐標(biāo)軸為用電值坐標(biāo)軸，空調(diào)溫度曲線的橫坐標(biāo)軸為時(shí)間值軸，縱坐標(biāo)軸為溫度值坐標(biāo)軸；
[0007]2)從前一年歷史日的空調(diào)溫度曲線上截取曲線段，并將該曲線段定義為曲線段A ；
[0008]設(shè)曲線段A的起始時(shí)間點(diǎn)為Tbl，曲線段A的終止時(shí)間點(diǎn)為Tel，曲線段A在Tbl時(shí)間點(diǎn)的溫度值為Wbl，曲線段A在Tel時(shí)間點(diǎn)的溫度值為Wel，Kl為曲線段A的斜率，有Kl = (Wel-Wbl)/(Tel-Tbl)，則曲線段A必須滿足以下3個(gè)條件；
[0009]條件I:K1 在[-1/30，1/30]之間；
[0010]條件2:曲線段A處于辦公時(shí)間段內(nèi)，并且Tel_Tbl>180分鐘，設(shè)x為曲線段A上任意一點(diǎn)，則有0〈(Px-Pmin)/Pn〈kn，其中的Px為點(diǎn)x所處時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電負(fù)荷，Px值通過(guò)前一年歷史日的空調(diào)用電曲線獲得，Pmin為空調(diào)運(yùn)行最小功率，Pn為空調(diào)主機(jī)額定功率，kn為維持空調(diào)環(huán)境溫度的電流比例，kn的取值在10% — 40%之間；
[0011]條件3:Wel與Wbl之間的溫度差小于等于2攝氏度，并且We1、Wbl都處于空調(diào)目標(biāo)溫度范圍之內(nèi)，所述空調(diào)目標(biāo)溫度范圍是預(yù)先設(shè)定的溫度范圍值；
[0012]3)根據(jù)曲線段A計(jì)算空調(diào)單位時(shí)間能量損失率，具體計(jì)算公式為:
[0013]Ploss = kaX (Plosse-Plossb)/(Tel-Tbl)；
[0014]其中，Ploss為空調(diào)單位時(shí)間能量損失率，Plosse為在Tel時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電電度,Plossb為在Tbl時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電電度,Plosse及Plossb的值均通過(guò)前一年歷史日的空調(diào)用電曲線獲得，ka為可靠系數(shù)，ka的取值為1.05 ；
[0015]4)從前一年歷史日的空調(diào)溫度曲線上截取曲線段，并將該曲線段定義為曲線段B ；
[0016]設(shè)曲線段B的起始時(shí)間點(diǎn)為Tb2，曲線段B的終止時(shí)間點(diǎn)為Te2，曲線段B在Tb2時(shí)間點(diǎn)的溫度值為Wb2，曲線段B在Te2時(shí)間點(diǎn)的溫度值為We2，K2為曲線段B的斜率，有K2 = (We2-ffb2) / (Te2-Tb2)，則曲線段B必須滿足以下3個(gè)條件；
[0017]條件1:如果前一年歷史日的空調(diào)溫度曲線為制冷溫度曲線，則K2〈0，如果前一年歷史日的空調(diào)溫度曲線為制熱溫度曲線，則Κ2>0 ；
[0018]條件2:曲線段B處于空調(diào)啟動(dòng)階段的時(shí)間段內(nèi)，并且Te2_Tb2>60分鐘，空調(diào)啟動(dòng)階段的時(shí)間段是預(yù)先設(shè)定的時(shí)間范圍，其起始時(shí)間點(diǎn)為空調(diào)開(kāi)啟時(shí)間點(diǎn)，設(shè)I為曲線段B上任意一點(diǎn)，則有R = Py/Pn，且R>l_kn，其中的R為點(diǎn)y所處時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)負(fù)載率，Py為點(diǎn)y所處時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電負(fù)荷，Pn為空調(diào)主機(jī)額定功率，kn為維持空調(diào)環(huán)境溫度的電流比例，kn的取值在10% — 40%之間；
[0019]條件3:Wb2與室外溫度差小于等于I攝氏度，We2與室外溫差大于8攝氏度，并且We2處于空調(diào)目標(biāo)溫度范圍之內(nèi)，所述空調(diào)目標(biāo)溫度范圍是預(yù)先設(shè)定的溫度范圍值；
[0020]5)根據(jù)曲線段B計(jì)算空調(diào)啟動(dòng)功率平均值及空調(diào)啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)度，具體計(jì)算公式為:
[0021]Pstar = kaX (Pstare-Pstarb)/(Te2~Tb2)；
[0022]Tstar = Te2_Tb2 ；
[0023]其中，Pstar為空調(diào)啟動(dòng)功率平均值，Tstar為空調(diào)啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)度，Pstare為在Te2時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電電度，Pstarb為在Tb2時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電電度，Pstare及Pstarb的值均通過(guò)前一年歷史日的空調(diào)用電曲線獲得，ka為可靠系數(shù)，ka的取值為1.05 ；
[0024]6)設(shè)置空調(diào)成本目標(biāo)函數(shù)為:
[0025]F (t) = (tastar X Pstar X Mona+tbstar X Pstar X Monb
[0026]+ (Tstar-tastar-tbstar)XPstarXMonc+talossX Ploss X Mona+tbloss XPlossXMonb ；
[0027]+ (t-Tstar-taloss-tbloss) XPlossXMonc)/60
[0028]其中，F(xiàn)(t)為空調(diào)成本目標(biāo)函數(shù)，t為空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)長(zhǎng)，有t> Tstar ;
[0029]其中，Mona為電網(wǎng)峰時(shí)段電價(jià)，Monb為電網(wǎng)平時(shí)段電價(jià)，Monc為電網(wǎng)谷時(shí)段電價(jià)，tastar為空調(diào)啟動(dòng)階段的時(shí)間段所占電網(wǎng)峰時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度，tbstar為空調(diào)啟動(dòng)階段的時(shí)間段所占電網(wǎng)平時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度，taloss為空調(diào)啟動(dòng)完成后工作在電網(wǎng)峰時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度，tbloss為空調(diào)啟動(dòng)完成后工作在電網(wǎng)平時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度；
[0030]7)計(jì)算F(t)的最小值，具體計(jì)算方法為:
[0031]7.1)選擇t的范圍[Tstar，Tstar+Tdiff]，Tdiff為空調(diào)滿足溫度控制要求的最大時(shí)間點(diǎn)與此時(shí)間點(diǎn)前的低谷結(jié)束時(shí)間點(diǎn)的差值；
[0032]7.2)設(shè)空調(diào)滿足溫度控制要求的最大時(shí)間點(diǎn)為T2，求解F(t)的時(shí)間迭代步長(zhǎng)為:
[0033]Tstep = Tdiff/60 ；
[0034]7.3)對(duì)Tst印以分鐘為單位按照四舍五入取整，并迭代計(jì)數(shù)器i = O ;
[0035]7.4)計(jì)算空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)長(zhǎng)，具體計(jì)算公式為:
[0036]t = Tstar+i X Tstep ；
[0037]7.5)計(jì)算空調(diào)啟動(dòng)時(shí)間點(diǎn),具體計(jì)算公式為:
[0038]TO = Τ2-? ；
[0039]其中，TO為空調(diào)啟動(dòng)時(shí)間點(diǎn)；
[0040]7.6)根據(jù)TO、T2和電網(wǎng)峰時(shí)段、電網(wǎng)平時(shí)段、電網(wǎng)谷時(shí)段的時(shí)間定義，推算出tastar、tbstar、taloss、tbloss ；
[0041]7.7)將 tastar、tbstar、taloss、tbloss 代入空調(diào)成本目標(biāo)函數(shù)F (t),計(jì)算出 F (t)的值；
[0042]7.8)將迭代計(jì)數(shù)器i增加I ;
[0043]7.9)令 t = Tstar+i XTstepp,如果 t < Tstar+Tdiff,則轉(zhuǎn)至步驟 7.5)，反之則轉(zhuǎn)至步驟7.10)；
[0044]7.10)從所有計(jì)算出的F⑴值中找出最小的F⑴所對(duì)應(yīng)的t值，并將該t值作為空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)長(zhǎng)。
[0045]本發(fā)明提供的公用建筑中央空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)間的計(jì)算方法，根據(jù)歷史日的空調(diào)溫度曲線、歷史日能耗，及電網(wǎng)峰、平、谷時(shí)段的電價(jià)，利用迭代法計(jì)算出最佳的空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)長(zhǎng)，既能減少能量損失又能充分利用綠色能源，能降低空調(diào)運(yùn)行成本。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0046]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的公用建筑中央空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)間的計(jì)算方法的計(jì)算流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047]以下結(jié)合【專利附圖】
/[文檔編號(hào)].gif)
【附圖說(shuō)明】對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不用于限制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0048]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種公用建筑中央空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)間的計(jì)算方法，其特征在于，具體步驟如下:
[0049]I)獲取辦公建筑在前一年歷史日的空調(diào)用電曲線、空調(diào)溫度曲線，空調(diào)用電曲線的橫坐標(biāo)軸為時(shí)間值坐標(biāo)軸，縱坐標(biāo)軸為用電值坐標(biāo)軸，空調(diào)溫度曲線的橫坐標(biāo)軸為時(shí)間值軸，縱坐標(biāo)軸為溫度值坐標(biāo)軸；
[0050]2)從前一年歷史日的空調(diào)溫度曲線上截取曲線段，并將該曲線段定義為曲線段A ；
[0051]設(shè)曲線段A的起始時(shí)間點(diǎn)為Tbl，曲線段A的終止時(shí)間點(diǎn)為Tel，曲線段A在Tbl時(shí)間點(diǎn)的溫度值為Wbl，曲線段A在Tel時(shí)間點(diǎn)的溫度值為Wel，Kl為曲線段A的斜率，有Kl = (Wel-Wbl)/(Tel-Tbl)，則曲線段A必須滿足以下3個(gè)條件；
[0052]條件I:K1 在[-1/30，1/30]之間；
[0053]條件2:曲線段A處于辦公時(shí)間段內(nèi)，并且Tel_Tbl>180分鐘，設(shè)x為曲線段A上任意一點(diǎn)，則有0〈(Px-Pmin)/Pn〈kn，其中的Px為點(diǎn)x所處時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電負(fù)荷，Px值通過(guò)前一年歷史日的空調(diào)用電曲線獲得，Pmin為空調(diào)運(yùn)行最小功率，Pn為空調(diào)主機(jī)額定功率，kn為維持空調(diào)環(huán)境溫度的電流比例，kn的取值在10% — 40%之間；
[0054]條件3:Wel與Wbl之間的溫度差小于等于2攝氏度，并且We1、Wbl都處于空調(diào)目標(biāo)溫度范圍之內(nèi)，所述空調(diào)目標(biāo)溫度范圍是預(yù)先設(shè)定的溫度范圍值；
[0055]3)根據(jù)曲線段A計(jì)算空調(diào)單位時(shí)間能量損失率，具體計(jì)算公式為:
[0056]Ploss = kaX (Plosse-Plossb)/(Tel-Tbl)；
[0057]其中，Ploss為空調(diào)單位時(shí)間能量損失率，Plosse為在Tel時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電電度,Plossb為在Tbl時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電電度,Plosse及Plossb的值均通過(guò)前一年歷史日的空調(diào)用電曲線獲得，ka為可靠系數(shù)，ka的取值為1.05 ；
[0058]4)從前一年歷史日的空調(diào)溫度曲線上截取曲線段，并將該曲線段定義為曲線段B ;
[0059]設(shè)曲線段B的起始時(shí)間點(diǎn)為Tb2，曲線段B的終止時(shí)間點(diǎn)為Te2，曲線段B在Tb2時(shí)間點(diǎn)的溫度值為Wb2，曲線段B在Te2時(shí)間點(diǎn)的溫度值為We2，K2為曲線段B的斜率，有K2 = (We2-ffb2) / (Te2-Tb2)，則曲線段B必須滿足以下3個(gè)條件；
[0060]條件1:如果前一年歷史日的空調(diào)溫度曲線為制冷溫度曲線，則K2〈0，如果前一年歷史日的空調(diào)溫度曲線為制熱溫度曲線，則Κ2>0 ；
[0061]條件2:曲線段B處于空調(diào)啟動(dòng)階段的時(shí)間段內(nèi)，并且Te2_Tb2>60分鐘，空調(diào)啟動(dòng)階段的時(shí)間段是預(yù)先設(shè)定的時(shí)間范圍，其起始時(shí)間點(diǎn)為空調(diào)開(kāi)啟時(shí)間點(diǎn)，設(shè)I為曲線段B上任意一點(diǎn)，則有R = Py/Pn,且R>l_kn，其中的R為點(diǎn)y所處時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)負(fù)載率，Py為點(diǎn)y所處時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電負(fù)荷，Py值通過(guò)前一年歷史日的空調(diào)用電曲線獲得，Pn為空調(diào)主機(jī)額定功率，kn為維持空調(diào)環(huán)境溫度的電流比例，kn的取值在10% — 40%之間；
[0062]條件3:Wb2與室外溫度差小于等于I攝氏度，We2與室外溫差大于8攝氏度，并且We2處于空調(diào)目標(biāo)溫度范圍之內(nèi)，所述空調(diào)目標(biāo)溫度范圍是預(yù)先設(shè)定的溫度范圍值；
[0063]5)根據(jù)曲線段B計(jì)算空調(diào)啟動(dòng)功率平均值及空調(diào)啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)度，具體計(jì)算公式為:
[0064]Pstar = kaX (Pstare-Pstarb)/(Te2~Tb2)；
[0065]Tstar = Te2_Tb2 ；
[0066]其中，Pstar為空調(diào)啟動(dòng)功率平均值，Tstar為空調(diào)啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)度，Pstare為在Te2時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電電度，Pstarb為在Tb2時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電電度，Pstare及Pstarb的值均通過(guò)前一年歷史日的空調(diào)用電曲線獲得，ka為可靠系數(shù)，ka的取值為1.05 ；
[0067]6)設(shè)置空調(diào)成本目標(biāo)函數(shù)為:
[0068]F (t) = (tastar X Pstar X Mona+tbstar X Pstar X Monb
[0069]+ (Tstar-tastar-tbstar)XPstarXMonc+talossX Ploss X Mona+tbloss XPlossXMonb ；
[0070]+ (t-Tstar-taloss-tbloss) XPlossXMonc)/60
[0071]其中，F(xiàn)(t)為空調(diào)成本目標(biāo)函數(shù)，t為空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)長(zhǎng)，有t> Tstar;
[0072]其中，Mona為電網(wǎng)峰時(shí)段電價(jià)，Monb為電網(wǎng)平時(shí)段電價(jià)，Monc為電網(wǎng)谷時(shí)段電價(jià)，tastar為空調(diào)啟動(dòng)階段的時(shí)間段所占電網(wǎng)峰時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度，tbstar為為空調(diào)啟動(dòng)階段的時(shí)間段所占電網(wǎng)平時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度，taloss為空調(diào)啟動(dòng)完成后工作在電網(wǎng)峰時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度，tbloss為空調(diào)啟動(dòng)完成后工作在電網(wǎng)平時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度；
[0073]其中，電網(wǎng)峰時(shí)段、電網(wǎng)平時(shí)段、電網(wǎng)谷時(shí)段是由電力系統(tǒng)所規(guī)定的供電時(shí)間段，Mona、Monb、Monc由電力系統(tǒng)設(shè)定；
[0074]7)計(jì)算F(t)的最小值，具體計(jì)算方法為:
[0075]7.1)選擇t的范圍[Tstar，Tstar+Tdiff]，Tdiff為空調(diào)滿足溫度控制要求的最大時(shí)間點(diǎn)與此時(shí)間點(diǎn)前的低谷結(jié)束時(shí)間點(diǎn)的差值，對(duì)于指定建筑，Tdiff是由人為設(shè)定的已知量，比如空調(diào)滿足溫度控制要求的最大時(shí)間點(diǎn)可以設(shè)定為早上8點(diǎn)，此時(shí)間點(diǎn)前的低谷結(jié)束時(shí)間點(diǎn)為6點(diǎn)，則Tdiff = (8-6) X60分鐘；
[0076]7.2)設(shè)空調(diào)滿足溫度控制要求的最大時(shí)間點(diǎn)為T2，求解F(t)的時(shí)間迭代步長(zhǎng)為:
[0077]Tstep = Tdiff/60 ；
[0078]7.3)對(duì)Tst印以分鐘為單位按照四舍五入取整，并迭代計(jì)數(shù)器i = O ;
[0079]7.4)計(jì)算空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)長(zhǎng)，具體計(jì)算公式為:
[0080]t = Tstar+i X Tstepp ；
[0081]7.5)計(jì)算空調(diào)啟動(dòng)時(shí)間點(diǎn),具體計(jì)算公式為:
[0082]TO = Τ2-? ；
[0083]其中，TO為空調(diào)啟動(dòng)時(shí)間點(diǎn)；
[0084]7.6)根據(jù)TO、T2和電網(wǎng)峰時(shí)段、電網(wǎng)平時(shí)段、電網(wǎng)谷時(shí)段的時(shí)間定義，推算出tastar、tbstar、taloss、tbloss ；
[0085]7.7)將 tastar、tbstar、taloss、tbloss 代入空調(diào)成本目標(biāo)函數(shù)F (t),計(jì)算出 F (t)的值；
[0086]7.8)將迭代計(jì)數(shù)器i增加I ;
[0087]7.9)令 t = Tstar+i XTstepp,如果 t < Tstar+Tdiff,則轉(zhuǎn)至步驟 7.5)，反之則轉(zhuǎn)至步驟7.10)；
[0088]7.10)從所有計(jì)算出的F⑴值中找出最小的F⑴所對(duì)應(yīng)的t值，并將該t值作為空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)長(zhǎng)。
【權(quán)利要求】
1.一種公用建筑中央空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)間的計(jì)算方法，其特征在于，具體步驟如下: 1)獲取辦公建筑在前一年歷史日的空調(diào)用電曲線、空調(diào)溫度曲線，空調(diào)用電曲線的橫坐標(biāo)軸為時(shí)間值坐標(biāo)軸，縱坐標(biāo)軸為用電值坐標(biāo)軸，空調(diào)溫度曲線的橫坐標(biāo)軸為時(shí)間值軸，縱坐標(biāo)軸為溫度值坐標(biāo)軸； 2)從前一年歷史日的空調(diào)溫度曲線上截取曲線段，并將該曲線段定義為曲線段A； 設(shè)曲線段A的起始時(shí)間點(diǎn)為Tbl，曲線段A的終止時(shí)間點(diǎn)為Tel，曲線段A在Tbl時(shí)間點(diǎn)的溫度值為Wbl，曲線段A在Tel時(shí)間點(diǎn)的溫度值為Wel，Kl為曲線段A的斜率，有Kl =(Wel-Wbl)/(Tel-Tbl)，則曲線段A必須滿足以下3個(gè)條件； 條件 I:K1 在[-1/30，1/30]之間； 條件2:曲線段A處于辦公時(shí)間段內(nèi)，并且Tel-Tbl>180分鐘，設(shè)x為曲線段A上任意一點(diǎn)，則有0〈 (Px-Pmin) /Pn〈kn，其中的Px為點(diǎn)x所處時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電負(fù)荷，Px值通過(guò)前一年歷史日的空調(diào)用電曲線獲得，Pmin為空調(diào)運(yùn)行最小功率，Pn為空調(diào)主機(jī)額定功率，kn為維持空調(diào)環(huán)境溫度的電流比例，kn的取值在10% — 40%之間； 條件3:Wel與Wbl之間的溫度差小于等于2攝氏度，并且We1、Wbl都處于空調(diào)目標(biāo)溫度范圍之內(nèi)，所述空調(diào)目標(biāo)溫度范圍是預(yù)先設(shè)定的溫度范圍值； 3)根據(jù)曲線段A計(jì)算空調(diào)單位時(shí)間能量損失率，具體計(jì)算公式為:
Ploss = kaX (Plosse-Plossb)/(Tel-Tbl)； 其中，Ploss為空調(diào)單位時(shí)間能量損失率，Plosse為在Tel時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電電度，Plossb為在Tbl時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電電度，Plosse及Plossb的值均通過(guò)前一年歷史日的空調(diào)用電曲線獲得，ka為可靠系數(shù)，ka的取值為1.05 ； 4)從前一年歷史日的空調(diào)溫度曲線上截取曲線段，并將該曲線段定義為曲線段B; 設(shè)曲線段B的起始時(shí)間點(diǎn)為Tb2，曲線段B的終止時(shí)間點(diǎn)為Te2，曲線段B在Tb2時(shí)間點(diǎn)的溫度值為Wb2，曲線段B在Te2時(shí)間點(diǎn)的溫度值為We2，K2為曲線段B的斜率，有K2 =(We2-ffb2) / (Te2-Tb2)，則曲線段B必須滿足以下3個(gè)條件； 條件1:如果前一年歷史日的空調(diào)溫度曲線為制冷溫度曲線，則K2〈0，如果前一年歷史日的空調(diào)溫度曲線為制熱溫度曲線，則Κ2>0 ； 條件2:曲線段B處于空調(diào)啟動(dòng)階段的時(shí)間段內(nèi)，并且Te2-Tb2>60分鐘，空調(diào)啟動(dòng)階段的時(shí)間段是預(yù)先設(shè)定的時(shí)間范圍，其起始時(shí)間點(diǎn)為空調(diào)開(kāi)啟時(shí)間點(diǎn)，設(shè)y為曲線段B上任意一點(diǎn)，則有R = Py/Pn,且R>l_kn，其中的R為點(diǎn)y所處時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)負(fù)載率，Py為點(diǎn)y所處時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電負(fù)荷，Pn為空調(diào)主機(jī)額定功率，kn為維持空調(diào)環(huán)境溫度的電流比例，kn的取值在10% — 40%之間； 條件3:Wb2與室外溫度差小于等于I攝氏度，We2與室外溫差大于8攝氏度，并且We2處于空調(diào)目標(biāo)溫度范圍之內(nèi)，所述空調(diào)目標(biāo)溫度范圍是預(yù)先設(shè)定的溫度范圍值； 5)根據(jù)曲線段B計(jì)算空調(diào)啟動(dòng)功率平均值及空調(diào)啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)度，具體計(jì)算公式為: Pstar = kaX (Pstare-Pstarb)/(Te2_Tb2)；
Tstar = Te2_Tb2 ； 其中，Pstar為空調(diào)啟動(dòng)功率平均值，Tstar為空調(diào)啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)度，Pstare為在Te2時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電電度，Pstarb為在Tb2時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電電度，Pstare及Pstarb的值均通過(guò)前一年歷史日的空調(diào)用電曲線獲得，ka為可靠系數(shù)，ka的取值為1.05 ； 6)設(shè)置空調(diào)成本目標(biāo)函數(shù)為:
F (t) = (tastar XPstar X Mona+tbstar XPstar XMonb + (Tstar-tastar-tbstar) XPstarXMonc+talossXPlossXMona+tblossXPlossXMonb ；
+ (t-Tstar-taloss-tbloss) XPloss XMonc) /60 其中，F(xiàn)(t)為空調(diào)成本目標(biāo)函數(shù)，t為空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)長(zhǎng)，有t > Tstar ； 其中，Mona為電網(wǎng)峰時(shí)段電價(jià)，Monb為電網(wǎng)平時(shí)段電價(jià)，Monc為電網(wǎng)谷時(shí)段電價(jià)，tastar為空調(diào)啟動(dòng)階段的時(shí)間段所占電網(wǎng)峰時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度，tbstar為空調(diào)啟動(dòng)階段的時(shí)間段所占電網(wǎng)平時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度，taloss為空調(diào)啟動(dòng)完成后工作在電網(wǎng)峰時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度，tbloss為空調(diào)啟動(dòng)完成后工作在電網(wǎng)平時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度； . 7)計(jì)算F(t)的最小值，具體計(jì)算方法為: . 7.1)選擇t的范圍[Tstar，Tstar+Tdiff]，Tdiff為空調(diào)滿足溫度控制要求的最大時(shí)間點(diǎn)與此時(shí)間點(diǎn)前的低谷結(jié)束時(shí)間點(diǎn)的差值； . 7.2)設(shè)空調(diào)滿足溫度控制要求的最大時(shí)間點(diǎn)為T2，求解F(t)的時(shí)間迭代步長(zhǎng)為: Tstep = Tdiff/60 ； .7.3)對(duì)Tstep以分鐘為單位按照四舍五入取整，并迭代計(jì)數(shù)器i = O ; .7.4)計(jì)算空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)長(zhǎng)，具體計(jì)算公式為: t = Tstar+i X Tstep ； .7.5)計(jì)算空調(diào)啟動(dòng)時(shí)間點(diǎn),具體計(jì)算公式為:
TO = Τ2-? ； 其中，TO為空調(diào)啟動(dòng)時(shí)間點(diǎn)； .7.6)根據(jù)TO、T2和電網(wǎng)峰時(shí)段、電網(wǎng)平時(shí)段、電網(wǎng)谷時(shí)段的時(shí)間定義，推算出tastar、tbstar、taloss、tbloss ； .7.7)將tastar、tbstar、taloss、tbloss代入空調(diào)成本目標(biāo)函數(shù)F (t),計(jì)算出F (t)的值； . 7.8)將迭代計(jì)數(shù)器i增加I ; .7.9)令 t = Tstar+i XTstepp,如果 t < Tstar+Tdiff,則轉(zhuǎn)至步驟 7.5)，反之則轉(zhuǎn)至步驟7.10)； .7.10)從所有計(jì)算出的F⑴值中找出最小的F⑴所對(duì)應(yīng)的t值，并將該t值作為空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)長(zhǎng)。
【文檔編號(hào)】F24F11/00GK104456845SQ201410674013
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】李昌, 張溯寧 申請(qǐng)人:上海卓源節(jié)能科技有限公司
【專利摘要】一種公用建筑中央空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)間的計(jì)算方法，涉及節(jié)能【技術(shù)領(lǐng)域】，所解決的是降低空調(diào)運(yùn)行成本的技術(shù)問(wèn)題。該方法先獲取辦公建筑在前一年歷史日的空調(diào)溫度曲線，再?gòu)那耙荒隁v史日的空調(diào)溫度曲線上截取一個(gè)曲線段A，再根據(jù)該曲線段A計(jì)算空調(diào)單位時(shí)間能量損失率，然后再?gòu)那耙荒隁v史日的空調(diào)溫度曲線上截取一個(gè)曲線段B，再根據(jù)曲線段B計(jì)算空調(diào)啟動(dòng)功率平均值及空調(diào)啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)度，然后再設(shè)置一個(gè)空調(diào)成本目標(biāo)函數(shù)，并采用迭代法計(jì)算空調(diào)成本目標(biāo)函數(shù)的最小值，進(jìn)而求解出空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)長(zhǎng)。本發(fā)明提供的方法，能允分利用綠色能源。
【專利說(shuō)明】公用建筑中央空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)間的計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及節(jié)能技術(shù)，特別是涉及一種公用建筑中央空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)間的計(jì)算方法的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]為了充分利用風(fēng)能、太陽(yáng)能等綠色能源，盡可能的少用火電等不可再生能源，電力系統(tǒng)根據(jù)用電狀況將每天的供電分成三個(gè)時(shí)段，分別為電網(wǎng)峰時(shí)段、電網(wǎng)平時(shí)段、電網(wǎng)谷時(shí)段，在供電需量較高的電網(wǎng)峰時(shí)段(比如9點(diǎn)至17點(diǎn))，綠色能源所占比例較低，在供電需量相對(duì)稍低的電網(wǎng)平時(shí)段，則綠色能源所占比例則相應(yīng)的稍高，而在供電需量最低的電網(wǎng)谷時(shí)段，綠色能源所占比例也達(dá)到最高。為了鼓勵(lì)企業(yè)利用綠色能源，不同供電時(shí)段的電價(jià)也不一樣，峰谷平電價(jià)作為電能調(diào)峰措施之一，可以有效抑制峰值，改善峰谷差，避免用電設(shè)備容量投資浪費(fèi)，同時(shí)也有效的利用了綠色能源。
[0003]公用建筑中央空調(diào)是能耗大戶，有效參與電網(wǎng)峰谷平調(diào)峰措施，對(duì)用戶降低運(yùn)營(yíng)成本、減少需量費(fèi)用支出都有好處。中央空調(diào)可控的環(huán)節(jié)比較多，也很復(fù)雜，空調(diào)的冷熱量?jī)?chǔ)存有限，空調(diào)用電設(shè)備也較多，調(diào)優(yōu)目標(biāo)是一個(gè)多對(duì)象多參數(shù)的優(yōu)化函數(shù)?？照{(diào)環(huán)境溫度的設(shè)定，要求空調(diào)提前一定時(shí)間開(kāi)啟，才能達(dá)到預(yù)想的制冷制熱效果。預(yù)開(kāi)啟時(shí)間與空調(diào)制冷性能、環(huán)境冷熱負(fù)荷、運(yùn)行管理都有關(guān)系。預(yù)開(kāi)啟時(shí)間長(zhǎng)，可充分利用綠色能源比例高的電網(wǎng)谷時(shí)段，但公用建筑冷熱能量損失大，不利于節(jié)能；預(yù)開(kāi)啟時(shí)間短，則公用建筑冷熱能量損失小，空調(diào)環(huán)境溫度可能達(dá)不到管理規(guī)定，辦公舒適度降低，同時(shí)不利于利用綠色能源比例高的電網(wǎng)谷時(shí)段，同時(shí)也會(huì)增加空調(diào)運(yùn)行成本。但是，如何確定空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)間，目前還沒(méi)有行之有效的方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能允分利用綠色能源，降低空調(diào)運(yùn)行成本的公用建筑中央空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)間的計(jì)算方法。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所提供的一種公用建筑中央空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)間的計(jì)算方法，其特征在于，具體步驟如下:
[0006]I)獲取辦公建筑在前一年歷史日的空調(diào)用電曲線、空調(diào)溫度曲線，空調(diào)用電曲線的橫坐標(biāo)軸為時(shí)間值坐標(biāo)軸，縱坐標(biāo)軸為用電值坐標(biāo)軸，空調(diào)溫度曲線的橫坐標(biāo)軸為時(shí)間值軸，縱坐標(biāo)軸為溫度值坐標(biāo)軸；
[0007]2)從前一年歷史日的空調(diào)溫度曲線上截取曲線段，并將該曲線段定義為曲線段A ；
[0008]設(shè)曲線段A的起始時(shí)間點(diǎn)為Tbl，曲線段A的終止時(shí)間點(diǎn)為Tel，曲線段A在Tbl時(shí)間點(diǎn)的溫度值為Wbl，曲線段A在Tel時(shí)間點(diǎn)的溫度值為Wel，Kl為曲線段A的斜率，有Kl = (Wel-Wbl)/(Tel-Tbl)，則曲線段A必須滿足以下3個(gè)條件；
[0009]條件I:K1 在[-1/30，1/30]之間；
[0010]條件2:曲線段A處于辦公時(shí)間段內(nèi)，并且Tel_Tbl>180分鐘，設(shè)x為曲線段A上任意一點(diǎn)，則有0〈(Px-Pmin)/Pn〈kn，其中的Px為點(diǎn)x所處時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電負(fù)荷，Px值通過(guò)前一年歷史日的空調(diào)用電曲線獲得，Pmin為空調(diào)運(yùn)行最小功率，Pn為空調(diào)主機(jī)額定功率，kn為維持空調(diào)環(huán)境溫度的電流比例，kn的取值在10% — 40%之間；
[0011]條件3:Wel與Wbl之間的溫度差小于等于2攝氏度，并且We1、Wbl都處于空調(diào)目標(biāo)溫度范圍之內(nèi)，所述空調(diào)目標(biāo)溫度范圍是預(yù)先設(shè)定的溫度范圍值；
[0012]3)根據(jù)曲線段A計(jì)算空調(diào)單位時(shí)間能量損失率，具體計(jì)算公式為:
[0013]Ploss = kaX (Plosse-Plossb)/(Tel-Tbl)；
[0014]其中，Ploss為空調(diào)單位時(shí)間能量損失率，Plosse為在Tel時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電電度,Plossb為在Tbl時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電電度,Plosse及Plossb的值均通過(guò)前一年歷史日的空調(diào)用電曲線獲得，ka為可靠系數(shù)，ka的取值為1.05 ；
[0015]4)從前一年歷史日的空調(diào)溫度曲線上截取曲線段，并將該曲線段定義為曲線段B ；
[0016]設(shè)曲線段B的起始時(shí)間點(diǎn)為Tb2，曲線段B的終止時(shí)間點(diǎn)為Te2，曲線段B在Tb2時(shí)間點(diǎn)的溫度值為Wb2，曲線段B在Te2時(shí)間點(diǎn)的溫度值為We2，K2為曲線段B的斜率，有K2 = (We2-ffb2) / (Te2-Tb2)，則曲線段B必須滿足以下3個(gè)條件；
[0017]條件1:如果前一年歷史日的空調(diào)溫度曲線為制冷溫度曲線，則K2〈0，如果前一年歷史日的空調(diào)溫度曲線為制熱溫度曲線，則Κ2>0 ；
[0018]條件2:曲線段B處于空調(diào)啟動(dòng)階段的時(shí)間段內(nèi)，并且Te2_Tb2>60分鐘，空調(diào)啟動(dòng)階段的時(shí)間段是預(yù)先設(shè)定的時(shí)間范圍，其起始時(shí)間點(diǎn)為空調(diào)開(kāi)啟時(shí)間點(diǎn)，設(shè)I為曲線段B上任意一點(diǎn)，則有R = Py/Pn，且R>l_kn，其中的R為點(diǎn)y所處時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)負(fù)載率，Py為點(diǎn)y所處時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電負(fù)荷，Pn為空調(diào)主機(jī)額定功率，kn為維持空調(diào)環(huán)境溫度的電流比例，kn的取值在10% — 40%之間；
[0019]條件3:Wb2與室外溫度差小于等于I攝氏度，We2與室外溫差大于8攝氏度，并且We2處于空調(diào)目標(biāo)溫度范圍之內(nèi)，所述空調(diào)目標(biāo)溫度范圍是預(yù)先設(shè)定的溫度范圍值；
[0020]5)根據(jù)曲線段B計(jì)算空調(diào)啟動(dòng)功率平均值及空調(diào)啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)度，具體計(jì)算公式為:
[0021]Pstar = kaX (Pstare-Pstarb)/(Te2~Tb2)；
[0022]Tstar = Te2_Tb2 ；
[0023]其中，Pstar為空調(diào)啟動(dòng)功率平均值，Tstar為空調(diào)啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)度，Pstare為在Te2時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電電度，Pstarb為在Tb2時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電電度，Pstare及Pstarb的值均通過(guò)前一年歷史日的空調(diào)用電曲線獲得，ka為可靠系數(shù)，ka的取值為1.05 ；
[0024]6)設(shè)置空調(diào)成本目標(biāo)函數(shù)為:
[0025]F (t) = (tastar X Pstar X Mona+tbstar X Pstar X Monb
[0026]+ (Tstar-tastar-tbstar)XPstarXMonc+talossX Ploss X Mona+tbloss XPlossXMonb ；
[0027]+ (t-Tstar-taloss-tbloss) XPlossXMonc)/60
[0028]其中，F(xiàn)(t)為空調(diào)成本目標(biāo)函數(shù)，t為空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)長(zhǎng)，有t> Tstar ;
[0029]其中，Mona為電網(wǎng)峰時(shí)段電價(jià)，Monb為電網(wǎng)平時(shí)段電價(jià)，Monc為電網(wǎng)谷時(shí)段電價(jià)，tastar為空調(diào)啟動(dòng)階段的時(shí)間段所占電網(wǎng)峰時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度，tbstar為空調(diào)啟動(dòng)階段的時(shí)間段所占電網(wǎng)平時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度，taloss為空調(diào)啟動(dòng)完成后工作在電網(wǎng)峰時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度，tbloss為空調(diào)啟動(dòng)完成后工作在電網(wǎng)平時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度；
[0030]7)計(jì)算F(t)的最小值，具體計(jì)算方法為:
[0031]7.1)選擇t的范圍[Tstar，Tstar+Tdiff]，Tdiff為空調(diào)滿足溫度控制要求的最大時(shí)間點(diǎn)與此時(shí)間點(diǎn)前的低谷結(jié)束時(shí)間點(diǎn)的差值；
[0032]7.2)設(shè)空調(diào)滿足溫度控制要求的最大時(shí)間點(diǎn)為T2，求解F(t)的時(shí)間迭代步長(zhǎng)為:
[0033]Tstep = Tdiff/60 ；
[0034]7.3)對(duì)Tst印以分鐘為單位按照四舍五入取整，并迭代計(jì)數(shù)器i = O ;
[0035]7.4)計(jì)算空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)長(zhǎng)，具體計(jì)算公式為:
[0036]t = Tstar+i X Tstep ；
[0037]7.5)計(jì)算空調(diào)啟動(dòng)時(shí)間點(diǎn),具體計(jì)算公式為:
[0038]TO = Τ2-? ；
[0039]其中，TO為空調(diào)啟動(dòng)時(shí)間點(diǎn)；
[0040]7.6)根據(jù)TO、T2和電網(wǎng)峰時(shí)段、電網(wǎng)平時(shí)段、電網(wǎng)谷時(shí)段的時(shí)間定義，推算出tastar、tbstar、taloss、tbloss ；
[0041]7.7)將 tastar、tbstar、taloss、tbloss 代入空調(diào)成本目標(biāo)函數(shù)F (t),計(jì)算出 F (t)的值；
[0042]7.8)將迭代計(jì)數(shù)器i增加I ;
[0043]7.9)令 t = Tstar+i XTstepp,如果 t < Tstar+Tdiff,則轉(zhuǎn)至步驟 7.5)，反之則轉(zhuǎn)至步驟7.10)；
[0044]7.10)從所有計(jì)算出的F⑴值中找出最小的F⑴所對(duì)應(yīng)的t值，并將該t值作為空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)長(zhǎng)。
[0045]本發(fā)明提供的公用建筑中央空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)間的計(jì)算方法，根據(jù)歷史日的空調(diào)溫度曲線、歷史日能耗，及電網(wǎng)峰、平、谷時(shí)段的電價(jià)，利用迭代法計(jì)算出最佳的空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)長(zhǎng)，既能減少能量損失又能充分利用綠色能源，能降低空調(diào)運(yùn)行成本。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0046]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的公用建筑中央空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)間的計(jì)算方法的計(jì)算流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047]以下結(jié)合【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不用于限制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0048]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種公用建筑中央空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)間的計(jì)算方法，其特征在于，具體步驟如下:
[0049]I)獲取辦公建筑在前一年歷史日的空調(diào)用電曲線、空調(diào)溫度曲線，空調(diào)用電曲線的橫坐標(biāo)軸為時(shí)間值坐標(biāo)軸，縱坐標(biāo)軸為用電值坐標(biāo)軸，空調(diào)溫度曲線的橫坐標(biāo)軸為時(shí)間值軸，縱坐標(biāo)軸為溫度值坐標(biāo)軸；
[0050]2)從前一年歷史日的空調(diào)溫度曲線上截取曲線段，并將該曲線段定義為曲線段A ；
[0051]設(shè)曲線段A的起始時(shí)間點(diǎn)為Tbl，曲線段A的終止時(shí)間點(diǎn)為Tel，曲線段A在Tbl時(shí)間點(diǎn)的溫度值為Wbl，曲線段A在Tel時(shí)間點(diǎn)的溫度值為Wel，Kl為曲線段A的斜率，有Kl = (Wel-Wbl)/(Tel-Tbl)，則曲線段A必須滿足以下3個(gè)條件；
[0052]條件I:K1 在[-1/30，1/30]之間；
[0053]條件2:曲線段A處于辦公時(shí)間段內(nèi)，并且Tel_Tbl>180分鐘，設(shè)x為曲線段A上任意一點(diǎn)，則有0〈(Px-Pmin)/Pn〈kn，其中的Px為點(diǎn)x所處時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電負(fù)荷，Px值通過(guò)前一年歷史日的空調(diào)用電曲線獲得，Pmin為空調(diào)運(yùn)行最小功率，Pn為空調(diào)主機(jī)額定功率，kn為維持空調(diào)環(huán)境溫度的電流比例，kn的取值在10% — 40%之間；
[0054]條件3:Wel與Wbl之間的溫度差小于等于2攝氏度，并且We1、Wbl都處于空調(diào)目標(biāo)溫度范圍之內(nèi)，所述空調(diào)目標(biāo)溫度范圍是預(yù)先設(shè)定的溫度范圍值；
[0055]3)根據(jù)曲線段A計(jì)算空調(diào)單位時(shí)間能量損失率，具體計(jì)算公式為:
[0056]Ploss = kaX (Plosse-Plossb)/(Tel-Tbl)；
[0057]其中，Ploss為空調(diào)單位時(shí)間能量損失率，Plosse為在Tel時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電電度,Plossb為在Tbl時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電電度,Plosse及Plossb的值均通過(guò)前一年歷史日的空調(diào)用電曲線獲得，ka為可靠系數(shù)，ka的取值為1.05 ；
[0058]4)從前一年歷史日的空調(diào)溫度曲線上截取曲線段，并將該曲線段定義為曲線段B ;
[0059]設(shè)曲線段B的起始時(shí)間點(diǎn)為Tb2，曲線段B的終止時(shí)間點(diǎn)為Te2，曲線段B在Tb2時(shí)間點(diǎn)的溫度值為Wb2，曲線段B在Te2時(shí)間點(diǎn)的溫度值為We2，K2為曲線段B的斜率，有K2 = (We2-ffb2) / (Te2-Tb2)，則曲線段B必須滿足以下3個(gè)條件；
[0060]條件1:如果前一年歷史日的空調(diào)溫度曲線為制冷溫度曲線，則K2〈0，如果前一年歷史日的空調(diào)溫度曲線為制熱溫度曲線，則Κ2>0 ；
[0061]條件2:曲線段B處于空調(diào)啟動(dòng)階段的時(shí)間段內(nèi)，并且Te2_Tb2>60分鐘，空調(diào)啟動(dòng)階段的時(shí)間段是預(yù)先設(shè)定的時(shí)間范圍，其起始時(shí)間點(diǎn)為空調(diào)開(kāi)啟時(shí)間點(diǎn)，設(shè)I為曲線段B上任意一點(diǎn)，則有R = Py/Pn,且R>l_kn，其中的R為點(diǎn)y所處時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)負(fù)載率，Py為點(diǎn)y所處時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電負(fù)荷，Py值通過(guò)前一年歷史日的空調(diào)用電曲線獲得，Pn為空調(diào)主機(jī)額定功率，kn為維持空調(diào)環(huán)境溫度的電流比例，kn的取值在10% — 40%之間；
[0062]條件3:Wb2與室外溫度差小于等于I攝氏度，We2與室外溫差大于8攝氏度，并且We2處于空調(diào)目標(biāo)溫度范圍之內(nèi)，所述空調(diào)目標(biāo)溫度范圍是預(yù)先設(shè)定的溫度范圍值；
[0063]5)根據(jù)曲線段B計(jì)算空調(diào)啟動(dòng)功率平均值及空調(diào)啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)度，具體計(jì)算公式為:
[0064]Pstar = kaX (Pstare-Pstarb)/(Te2~Tb2)；
[0065]Tstar = Te2_Tb2 ；
[0066]其中，Pstar為空調(diào)啟動(dòng)功率平均值，Tstar為空調(diào)啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)度，Pstare為在Te2時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電電度，Pstarb為在Tb2時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電電度，Pstare及Pstarb的值均通過(guò)前一年歷史日的空調(diào)用電曲線獲得，ka為可靠系數(shù)，ka的取值為1.05 ；
[0067]6)設(shè)置空調(diào)成本目標(biāo)函數(shù)為:
[0068]F (t) = (tastar X Pstar X Mona+tbstar X Pstar X Monb
[0069]+ (Tstar-tastar-tbstar)XPstarXMonc+talossX Ploss X Mona+tbloss XPlossXMonb ；
[0070]+ (t-Tstar-taloss-tbloss) XPlossXMonc)/60
[0071]其中，F(xiàn)(t)為空調(diào)成本目標(biāo)函數(shù)，t為空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)長(zhǎng)，有t> Tstar;
[0072]其中，Mona為電網(wǎng)峰時(shí)段電價(jià)，Monb為電網(wǎng)平時(shí)段電價(jià)，Monc為電網(wǎng)谷時(shí)段電價(jià)，tastar為空調(diào)啟動(dòng)階段的時(shí)間段所占電網(wǎng)峰時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度，tbstar為為空調(diào)啟動(dòng)階段的時(shí)間段所占電網(wǎng)平時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度，taloss為空調(diào)啟動(dòng)完成后工作在電網(wǎng)峰時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度，tbloss為空調(diào)啟動(dòng)完成后工作在電網(wǎng)平時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度；
[0073]其中，電網(wǎng)峰時(shí)段、電網(wǎng)平時(shí)段、電網(wǎng)谷時(shí)段是由電力系統(tǒng)所規(guī)定的供電時(shí)間段，Mona、Monb、Monc由電力系統(tǒng)設(shè)定；
[0074]7)計(jì)算F(t)的最小值，具體計(jì)算方法為:
[0075]7.1)選擇t的范圍[Tstar，Tstar+Tdiff]，Tdiff為空調(diào)滿足溫度控制要求的最大時(shí)間點(diǎn)與此時(shí)間點(diǎn)前的低谷結(jié)束時(shí)間點(diǎn)的差值，對(duì)于指定建筑，Tdiff是由人為設(shè)定的已知量，比如空調(diào)滿足溫度控制要求的最大時(shí)間點(diǎn)可以設(shè)定為早上8點(diǎn)，此時(shí)間點(diǎn)前的低谷結(jié)束時(shí)間點(diǎn)為6點(diǎn)，則Tdiff = (8-6) X60分鐘；
[0076]7.2)設(shè)空調(diào)滿足溫度控制要求的最大時(shí)間點(diǎn)為T2，求解F(t)的時(shí)間迭代步長(zhǎng)為:
[0077]Tstep = Tdiff/60 ；
[0078]7.3)對(duì)Tst印以分鐘為單位按照四舍五入取整，并迭代計(jì)數(shù)器i = O ;
[0079]7.4)計(jì)算空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)長(zhǎng)，具體計(jì)算公式為:
[0080]t = Tstar+i X Tstepp ；
[0081]7.5)計(jì)算空調(diào)啟動(dòng)時(shí)間點(diǎn),具體計(jì)算公式為:
[0082]TO = Τ2-? ；
[0083]其中，TO為空調(diào)啟動(dòng)時(shí)間點(diǎn)；
[0084]7.6)根據(jù)TO、T2和電網(wǎng)峰時(shí)段、電網(wǎng)平時(shí)段、電網(wǎng)谷時(shí)段的時(shí)間定義，推算出tastar、tbstar、taloss、tbloss ；
[0085]7.7)將 tastar、tbstar、taloss、tbloss 代入空調(diào)成本目標(biāo)函數(shù)F (t),計(jì)算出 F (t)的值；
[0086]7.8)將迭代計(jì)數(shù)器i增加I ;
[0087]7.9)令 t = Tstar+i XTstepp,如果 t < Tstar+Tdiff,則轉(zhuǎn)至步驟 7.5)，反之則轉(zhuǎn)至步驟7.10)；
[0088]7.10)從所有計(jì)算出的F⑴值中找出最小的F⑴所對(duì)應(yīng)的t值，并將該t值作為空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)長(zhǎng)。
【權(quán)利要求】
1.一種公用建筑中央空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)間的計(jì)算方法，其特征在于，具體步驟如下: 1)獲取辦公建筑在前一年歷史日的空調(diào)用電曲線、空調(diào)溫度曲線，空調(diào)用電曲線的橫坐標(biāo)軸為時(shí)間值坐標(biāo)軸，縱坐標(biāo)軸為用電值坐標(biāo)軸，空調(diào)溫度曲線的橫坐標(biāo)軸為時(shí)間值軸，縱坐標(biāo)軸為溫度值坐標(biāo)軸； 2)從前一年歷史日的空調(diào)溫度曲線上截取曲線段，并將該曲線段定義為曲線段A； 設(shè)曲線段A的起始時(shí)間點(diǎn)為Tbl，曲線段A的終止時(shí)間點(diǎn)為Tel，曲線段A在Tbl時(shí)間點(diǎn)的溫度值為Wbl，曲線段A在Tel時(shí)間點(diǎn)的溫度值為Wel，Kl為曲線段A的斜率，有Kl =(Wel-Wbl)/(Tel-Tbl)，則曲線段A必須滿足以下3個(gè)條件； 條件 I:K1 在[-1/30，1/30]之間； 條件2:曲線段A處于辦公時(shí)間段內(nèi)，并且Tel-Tbl>180分鐘，設(shè)x為曲線段A上任意一點(diǎn)，則有0〈 (Px-Pmin) /Pn〈kn，其中的Px為點(diǎn)x所處時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電負(fù)荷，Px值通過(guò)前一年歷史日的空調(diào)用電曲線獲得，Pmin為空調(diào)運(yùn)行最小功率，Pn為空調(diào)主機(jī)額定功率，kn為維持空調(diào)環(huán)境溫度的電流比例，kn的取值在10% — 40%之間； 條件3:Wel與Wbl之間的溫度差小于等于2攝氏度，并且We1、Wbl都處于空調(diào)目標(biāo)溫度范圍之內(nèi)，所述空調(diào)目標(biāo)溫度范圍是預(yù)先設(shè)定的溫度范圍值； 3)根據(jù)曲線段A計(jì)算空調(diào)單位時(shí)間能量損失率，具體計(jì)算公式為:
Ploss = kaX (Plosse-Plossb)/(Tel-Tbl)； 其中，Ploss為空調(diào)單位時(shí)間能量損失率，Plosse為在Tel時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電電度，Plossb為在Tbl時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電電度，Plosse及Plossb的值均通過(guò)前一年歷史日的空調(diào)用電曲線獲得，ka為可靠系數(shù)，ka的取值為1.05 ； 4)從前一年歷史日的空調(diào)溫度曲線上截取曲線段，并將該曲線段定義為曲線段B; 設(shè)曲線段B的起始時(shí)間點(diǎn)為Tb2，曲線段B的終止時(shí)間點(diǎn)為Te2，曲線段B在Tb2時(shí)間點(diǎn)的溫度值為Wb2，曲線段B在Te2時(shí)間點(diǎn)的溫度值為We2，K2為曲線段B的斜率，有K2 =(We2-ffb2) / (Te2-Tb2)，則曲線段B必須滿足以下3個(gè)條件； 條件1:如果前一年歷史日的空調(diào)溫度曲線為制冷溫度曲線，則K2〈0，如果前一年歷史日的空調(diào)溫度曲線為制熱溫度曲線，則Κ2>0 ； 條件2:曲線段B處于空調(diào)啟動(dòng)階段的時(shí)間段內(nèi)，并且Te2-Tb2>60分鐘，空調(diào)啟動(dòng)階段的時(shí)間段是預(yù)先設(shè)定的時(shí)間范圍，其起始時(shí)間點(diǎn)為空調(diào)開(kāi)啟時(shí)間點(diǎn)，設(shè)y為曲線段B上任意一點(diǎn)，則有R = Py/Pn,且R>l_kn，其中的R為點(diǎn)y所處時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)負(fù)載率，Py為點(diǎn)y所處時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電負(fù)荷，Pn為空調(diào)主機(jī)額定功率，kn為維持空調(diào)環(huán)境溫度的電流比例，kn的取值在10% — 40%之間； 條件3:Wb2與室外溫度差小于等于I攝氏度，We2與室外溫差大于8攝氏度，并且We2處于空調(diào)目標(biāo)溫度范圍之內(nèi)，所述空調(diào)目標(biāo)溫度范圍是預(yù)先設(shè)定的溫度范圍值； 5)根據(jù)曲線段B計(jì)算空調(diào)啟動(dòng)功率平均值及空調(diào)啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)度，具體計(jì)算公式為: Pstar = kaX (Pstare-Pstarb)/(Te2_Tb2)；
Tstar = Te2_Tb2 ； 其中，Pstar為空調(diào)啟動(dòng)功率平均值，Tstar為空調(diào)啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)度，Pstare為在Te2時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電電度，Pstarb為在Tb2時(shí)間點(diǎn)的空調(diào)用電電度，Pstare及Pstarb的值均通過(guò)前一年歷史日的空調(diào)用電曲線獲得，ka為可靠系數(shù)，ka的取值為1.05 ； 6)設(shè)置空調(diào)成本目標(biāo)函數(shù)為:
F (t) = (tastar XPstar X Mona+tbstar XPstar XMonb + (Tstar-tastar-tbstar) XPstarXMonc+talossXPlossXMona+tblossXPlossXMonb ；
+ (t-Tstar-taloss-tbloss) XPloss XMonc) /60 其中，F(xiàn)(t)為空調(diào)成本目標(biāo)函數(shù)，t為空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)長(zhǎng)，有t > Tstar ； 其中，Mona為電網(wǎng)峰時(shí)段電價(jià)，Monb為電網(wǎng)平時(shí)段電價(jià)，Monc為電網(wǎng)谷時(shí)段電價(jià)，tastar為空調(diào)啟動(dòng)階段的時(shí)間段所占電網(wǎng)峰時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度，tbstar為空調(diào)啟動(dòng)階段的時(shí)間段所占電網(wǎng)平時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度，taloss為空調(diào)啟動(dòng)完成后工作在電網(wǎng)峰時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度，tbloss為空調(diào)啟動(dòng)完成后工作在電網(wǎng)平時(shí)段的時(shí)間長(zhǎng)度； . 7)計(jì)算F(t)的最小值，具體計(jì)算方法為: . 7.1)選擇t的范圍[Tstar，Tstar+Tdiff]，Tdiff為空調(diào)滿足溫度控制要求的最大時(shí)間點(diǎn)與此時(shí)間點(diǎn)前的低谷結(jié)束時(shí)間點(diǎn)的差值； . 7.2)設(shè)空調(diào)滿足溫度控制要求的最大時(shí)間點(diǎn)為T2，求解F(t)的時(shí)間迭代步長(zhǎng)為: Tstep = Tdiff/60 ； .7.3)對(duì)Tstep以分鐘為單位按照四舍五入取整，并迭代計(jì)數(shù)器i = O ; .7.4)計(jì)算空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)長(zhǎng)，具體計(jì)算公式為: t = Tstar+i X Tstep ； .7.5)計(jì)算空調(diào)啟動(dòng)時(shí)間點(diǎn),具體計(jì)算公式為:
TO = Τ2-? ； 其中，TO為空調(diào)啟動(dòng)時(shí)間點(diǎn)； .7.6)根據(jù)TO、T2和電網(wǎng)峰時(shí)段、電網(wǎng)平時(shí)段、電網(wǎng)谷時(shí)段的時(shí)間定義，推算出tastar、tbstar、taloss、tbloss ； .7.7)將tastar、tbstar、taloss、tbloss代入空調(diào)成本目標(biāo)函數(shù)F (t),計(jì)算出F (t)的值； . 7.8)將迭代計(jì)數(shù)器i增加I ; .7.9)令 t = Tstar+i XTstepp,如果 t < Tstar+Tdiff,則轉(zhuǎn)至步驟 7.5)，反之則轉(zhuǎn)至步驟7.10)； .7.10)從所有計(jì)算出的F⑴值中找出最小的F⑴所對(duì)應(yīng)的t值，并將該t值作為空調(diào)預(yù)開(kāi)啟時(shí)長(zhǎng)。
【文檔編號(hào)】F24F11/00GK104456845SQ201410674013
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】李昌, 張溯寧 申請(qǐng)人:上海卓源節(jié)能科技有限公司
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