冰蓄冷系统的优化控制分析

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1、冰蓄冷系统的优化控制分析Optimalcontrolstrategyforicestorag缛esystems提要分析了冰蓄冷系噢统的冷机优先、蓄冰罐优先和优化控制三妤种控制策略，提出了优化控制的目标和约涫束，并以某建筑为例对比分析冰蓄冷系统鹊在优化控制策略和冷机优先控制策略下的莞运行费，阐明优化控制可以发挥现有系统挪潜力，更有效地削减电负荷高峰。关键唑词控制策略优化控制冰蓄冷系统Abs帖tractInvestigatest—hethreecontrolstra蚵tegies-chiller-priヴority,storage-prio预ri

2、tyandoptimalcont禀roloficestoragesys札tems.Givesandalgri＝thomtoreducetheeleひctricchargewithcos招t-effectiveallocat帝ionofcoolingbetwee偌nthechillerandstor涧ageandanexampletoc髅omparethechargeswi囔thchillerprioritya柩ndthatwithoptimalc傲ontrol,whichshowst阄helatterstrategycanbetterrea

3、lizethep馈otentialofthestora③gesystemandtherate书structure.keywordscontrolstrategyop簧timalcontrolicesto笈ragesystem1前言9/9冰蓄冷系燔统可以削减电负荷高峰，缓解电力紧张，颌减少电力建设投资。因此自80年代初至瘅今美国、日本等地得到广泛应用。目前粘我国不少省市已实施分时电价，以鼓励用冂单位在电负荷谷进用电，北京等一些城市缢更是明确规定利用电力制冷的单位必须安菝装冰蓄冷系统，否则将控制高峰用电量。冰蓄冷系统可以分为全负荷冰蓄冷系统和侍

4、部分负荷冰蓄冷系统。全负荷冰蓄冷系统桌是在供冷时不使用冷冻机，只依靠蓄冰罐？融冰来满足冷负荷需求。这种系统要求的瓶蓄冰罐和冷冻机容量都比较大，一般用于濑体育馆、影剧院等负荷大、持续时间短的场所。对于一般商业建筑，则由于其初投舷资过大而很少采用。部分冰蓄冷系统在供糙冷时则依靠蓄冰罐融冰和冷冻机共同运行撵负担冷负荷，冷冻机和蓄冰罐容量都比较驹小，初投资和运行费可以达到综合最优，镍因而被一般商业建筑广泛采用。本文只讨瑭论部分负荷冰蓄冷系统的控制。2冰蓄腆冷系统的控制策略部分负荷冰蓄冷系统醭的控制就是要解决冷负荷在冷机和冰罐之该间的分配问题。常见的

5、控制策略有冷机优靴先、蓄冰罐优先和优化控制。2．1冷枯机优先9/9冷机优先的策略是尽量让冷冻机峰满负荷负荷运行。如果冷负荷小于冷冻机┩制冷能力则蓄冰罐不融冰供冷，完全依靠盒冷冻机负担冷负荷。如果冷负荷超过了冷门冻机制冷能力，则在冷冻机满负荷的情况尘下，依靠冰罐融冰来负担不足的部分。冷机优先的控制策略工程实现简单，运行可叔靠，但这种控制策略在冷负荷较小时，冰颂罐使用率极低，不能有效地削减电负荷高职峰和降低用户电费。2．2蓄冰罐优先蓄冰罐优先的策略是尽可能地利用蓄冰罐戈融冰来负担冷负荷。当冰罐不能完全负担Ⅲ时，依靠冷冻机负担不足的部分。这种策┆

6、略能最大限度地利用蓄冰罐。但因为要保渑证冷源能负担每天的峰值冷负荷，蓄冰罐皖不能融冰太快，所以需要对负荷进行预测以决定各时刻的最大融冰量。因此，冰罐优先的控制策略实现起来较为复杂。而且帻在我国电价结构下并非最经济的运行方式佣，对削减电负荷的晚高峰贡献不大。2鞠．3优化控制优化控制是提出某目标函钓数，在一定的约束条件下，使该目标函数霜达到极值。为了使冰蓄冷系统最大限度地∏发挥作用，尽可能地减少电负荷高峰期的簖用电，使用户的电费最少，就需要对冰蓄翡冷系统进行控制策略。Stethman钏n在文献[1]中提出了冰蓄冷系统的控箴9/9制策略，并对美

7、国圣地亚哥一幢9200送m2的建筑进行了模拟分析，发现控制策盅略与冷机优先相比，节省运行费42%。Braun在文献[2]中比较了冷机优立先、蓄冰罐优先、优化控制的经济性，发｛现在美国威斯康星电价结构下，天气凉爽ⅲ时，控制策略比冷机优先节约运行费25畿%；而典型设计日基本不节省运行费。该倥文提出优化目标的约束条件，但没有对对砬蓄冰罐融冰的约束进行分析。3优化控漕制方法优化控制的目标是在满足用户需早求的条件下，使运行费最少，这样不仅对雳用户有利，而且可以拉平电负荷，对整个氚电网有利，促进合理用电。该用户k时欺刻的负荷为qk，其中冷机负担qik，

8、框冷冻机出力qrk的费用为R，蓄冰罐出力qik的费用为I。全天的运行费M为棉优化的目标是使M最小。优化的结果外是：其中：qrkmax为冷冻机k时鲆刻的最大制冷能力