樓宇級冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)最優(yōu)化設計的加速方法研究.pdf

1、隨著社會經濟的發(fā)展，現(xiàn)代建筑為滿足其功能性和舒適性的需求，存在著巨大的能源消耗，約占我國總能源消耗的30％。當前，在能源與環(huán)境問題日趨嚴峻的背景下，建筑領域節(jié)能減排的呼聲日益迫切。隨著國內天然氣的普及利用，建筑負荷中心就近布置的天然氣冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)（樓宇級聯(lián)供系統(tǒng)），由于其節(jié)能、經濟、清潔等優(yōu)越性能已受到世界范圍內廣泛的關注；然而受眾多內外因素的制約，樓宇級聯(lián)供系統(tǒng)優(yōu)化設計的變量龐大、模型復雜，使得最優(yōu)化計算異常艱難，嚴重制約著系統(tǒng)的

2、推廣應用。基于此，本文提出“樓宇級聯(lián)供系統(tǒng)最優(yōu)化設計加速方法研究”的課題，旨在構造一種計算簡單、精度較高、適應面廣且易于掌握的樓宇級聯(lián)供最優(yōu)化設計簡易方法。本文采用理論分析結合數值計算的方法，完成的主要工作及成果有：
　?、俳⒘松虉?、辦公、酒店三種典型建筑的能耗模型，分別針對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冷熱電負荷，計算結果作為樓宇級聯(lián)供系統(tǒng)最優(yōu)化設計的負荷模型，應用于后續(xù)研究中。
　?、诮⒘私浀?/p>

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行策略的系統(tǒng)運行模型，并對系統(tǒng)的節(jié)能性和經濟性兩種運行性能進行了對比分析。研究表明，由于電制冷機組能夠消納混合聯(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、經濟性都明顯優(yōu)于經典聯(lián)供系統(tǒng)。
　?、劢⒘嘶旌下?lián)供系統(tǒng)優(yōu)化設計的設計級和運行級兩級優(yōu)化模型，并提出了一種結合了遺傳算法和混合整數線性規(guī)劃的兩級優(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、效性的標準模型，驗證其他方法的有效性。
　　④首次提出了一種工況圖分析法，對混合聯(lián)供系統(tǒng)的全工況運行機制進行分析研究?；诖耍M一步提出了一種基于熱電需求點最優(yōu)平移準則和最優(yōu)運行點確定準則的混合聯(lián)供系統(tǒng)運行策略優(yōu)化方法，通過將混合系統(tǒng)設備的最優(yōu)運行負載搜索范圍縮小為對三種工況下熱電需求點的平移和最優(yōu)運行點的確定，從而大大簡化了運行策略優(yōu)化計算難度。
　?、菰诨旌下?lián)供系統(tǒng)全工況優(yōu)化運行機制分析的基礎上，進一步提出了混合聯(lián)供系統(tǒng)

5、最優(yōu)化設計的加速方法DPOP法和更加簡單易操作的S_DPOP法；通過算例，對比 GB法的優(yōu)化結果，完成了 DPOP法有效性的驗證，在此基礎上進一步完成 S_DPOP方法的構造和有效性驗證。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)化設計結果，同時擁有更高的可靠性，更短的計算時間；新構造的S_DPOP法擁有與DPOP法精度相近的優(yōu)化結果，且計算更加簡單、快速，同時能夠適應不同類型建筑和不同氣候條件下混合聯(lián)供系統(tǒng)的優(yōu)化設