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电力需求侧管理中空调系统卸载最佳化设计

作　者: 焦雷
导　师: 寿大云
学　校: 北京林业大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 直接负载控制 冷水机组 COP 冷冻能力 建筑物舒适度控制
分类号: TM73
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 59次
引　用: 1次
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内容摘要


本课题基于地区电力需量反应中的直接负载控制机制,提出了以电力负荷卸载为目标的建筑物空调系统冷水机组控制法则。在城市地区的空调冷水机组卸载中,若用户以手动的方式进行电力卸载,不易将系统调整至负荷期望值,并且容易造成机电人员在计算分配卸载的麻烦。考虑到实际控制中的硬件条件,需要找到一种非线性规划的数学方法,根据各空调冷水机组不同的性能,自动地分配每一台空调主机的卸载量,使得空调主机群的冷冻能力总合发挥到最大。本文使用惩罚函数与单纯形相结合的方法,对多台离心式冷水机组的负载进行最佳化分配。将其结果与平均卸载法、COP最大化法相比较,冷水机组卸载后的性能均好于两者,可以进一步应用于现有的以I-7188XA为核心的空调冷水机组控制系统中。此外,本文对基于室内舒适度的空调卸载机制进行了讨论,提出了将卸载控制与室内舒适度相结合的焓值控制方法,此方法既可达到电力卸载的目的又可以满足建筑物内舒适度的要求,为下一步空调负荷控制提供了发展方向。通过本课题的研究,提供了一套冷冻能力最大化的冷水机组控制程序,对实际工程具有参考价值,对提高冷源系统效率,降低能耗方面具有现实意义。本课题结合目前国外的热点研究方向,讨论了基于舒适度卸载的理论,为今后的研究奠定了发展方向及理论基础。本课题研究基于台湾地区的电力卸载控制,其需量交易法则、卸载控制方法对大陆地区的电力负荷控制、建筑物节能管理有较大的借鉴意义。

全文目录


中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
目录  6-8
1 引言  8-16
  1.1 前言  8-10
  1.2 文献回顾  10-14
    1.2.1 国内外电力需求侧管理的现状  10-11
    1.2.2 国内外建筑物空调系统优化控制现状  11
    1.2.3 国内外建筑物空调系统优化控制现状  11-14
  1.3 研究动机与目的  14-16
2 电力需量交易管理模式分析  16-20
  2.1 概述  16
  2.2 需量交易管理系统  16-19
  2.3 紧急卸载管理系统  19-20
3 空调冷水机组系统与节能最优化控制设计  20-52
  3.1 空调冷水机组类型简介  20-21
    3.1.1 空调冷水机组的能耗现状  20
    3.1.2 冷水机组系统的主要类型介绍  20-21
  3.2 离心式冷水机组工作原理  21
  3.3 空调主机的容量控制方式  21-23
  3.4 空调冷水机组卸载/节能最佳化设计  23-30
    3.4.1 目前主要的控制方法及其缺陷  23-30
      3.4.1.1 平均卸载法(ELD法)  23-24
      3.4.1.2 COP最佳化法(MPCOP法)  24-26
      3.4.1.3 容量比例分配法  26-30
  3.5 基于冷冻能力最大化的控制方法  30-38
    3.5.1 冷冻能力最大化法数学模型  30
    3.5.2 最佳化方法及其求解  30-32
    3.5.3 目标函数的最小化搜寻  32-36
    3.5.4 实际应用中COP曲线的测量  36-38
  3.6 实验仿真  38-52
    3.6.1 平均卸载法的实验仿真  40-42
    3.6.2 COP最大化法的实验仿真  42-44
    3.6.3 冷冻能力最大化法的实验仿真  44-46
    3.6.4 三种方法仿真结果比较  46-49
    3.6.5 冷冻能力最大化法的控制系统应用  49-52
4 基于用户舒适度的建筑物卸载及节能控制  52-64
  4.1 概述  52
  4.2 建筑物舒适度标准  52-54
    4.2.1 现有的窒内舒适度标准  52-53
    4.2.2 建筑物舒适度标准的改善  53-54
  4.3 建筑物舒适度影响因素  54
  4.4 建筑物舒适度的焓值控制  54-59
    4.4.1 概述  54-56
    4.4.2 冷水机组冷冻能力与焓值控制  56
    4.4.3 定点焓值舒适度卸载控制  56-58
    4.4.4 最小焓值舒适度卸载控制  58-59
  4.5 建筑物舒适度卸载的焓值控制小结  59
  4.6 定点焓值舒适度卸载控制仿真  59-61
  4.7 最小焓值舒适度卸载控制仿真  61-64
5 结论与展望  64-66
  5.1 结论  64
  5.2 未来展望  64-66
参考文献  66-72
个人简介  72-74
导师简介  74-76
致谢  76

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的调度、管理、通信
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