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                冰蓄冷系统的优化控制分500万彩票官方投注析

                放大字体  缩小字体 发布日期:2012-07-31  浏览次数:207
                 
                 
                 

                  1 前言

                 

                  冰蓄冷系统可以削减电负荷高峰,缓解电力紧张,减少电力□ 建设投资。因此自80年代初至今美国、日本等地得到广泛应用。目前我国不少省市已实施分时电价,以鼓励用单位在电负荷谷500万彩票网手机购彩进用电,北京等一些城市更是明确规定利用电力制双色球近500期开奖查询冷的单位必须安装冰蓄冷系统,否则将控〗制高峰用电量。

                  冰蓄冷500万双色球专家预测系统可以分为全负荷冰蓄冷系统和部分负荷冰蓄冷系统。全负荷冰蓄冷系统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。这种系统要求的蓄冰罐和冷冻机容量都比较大,一般用500万彩票比分网页版于体育馆、影剧院等负荷大、持续时间短的500万彩票网站电脑版场所。对于一般商业ぷ建筑,则由于其初投资过大而500足球完场即时比分很少采用。部分冰蓄冷系统在供冷时则依靠蓄冰罐融冰和冷冻机共同运行负担冷负荷,冷冻机和蓄冰500彩票是真是假罐容量都比较小,初投资和运行费可以达到综合最优,因而被一般商业建筑广泛采用。本文只讨论部分负荷冰蓄冷系统的控制。

                  2 冰500万彩票走势图表蓄冷系统的控制策略

                  部分负荷」冰蓄冷系统的控制就是要解决冷负荷在冷机和冰罐之间的分配问题。常见的控制策略有冷机优先、蓄冰罐□ 优先和优化控制。

                  2.1 冷机优先

                  冷机优先的策略是尽量让冷冻机满负荷←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,完全依靠冷冻机负担冷负荷。如果冷负荷500彩票app下载安装超过了冷冻机制冷能力,则在冷冻机满负荷的情□况下,依靠冰罐融冰来负担不搜索 500万彩票app下载足的部分。冷机优先的控制策略工程实现简单,运行可靠,但这种控制策略在冷负荷较小大乐透走势图500期时,冰罐使用率极低,不能有效地削减电负荷500万彩票网app下载高峰和降低用户电费。

                  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融冰来负担冷负荷。当冰罐不能完全负担时,依靠冷冻机负◣担不足的部分。这种策略能最大限度地利用蓄冰罐。但因为要保证冷源能●负担每天的峰值冷负荷,蓄冰罐不能融足彩胜负500万彩票冰太快,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中了500万大奖怎么花为复杂。而且在我¤国电价结构下并非最经济的运行方式,对削减电负荷的晚高峰贡献不大。

                  2.3 优化控制

                  优化控制是提出某目标函500彩票下载app送28数,在一定的约束条件下,使该目∮标函数达到极值。为了使冰蓄冷系统最大限度地发挥作用,尽可能地500万彩票官方网站减少电负荷高峰期的用电,使用户的电费最少,就需要对冰蓄冷系统彩票500万官方端口进行控制策略。Stethmann在文献[1]中提出了冰蓄冷系统的控制策略,并对美国圣地亚哥一幢9200m2 的建筑进行了模拟分析,发现控制策略与冷机优先相比,节省运▼行费42%。Braun在文献[2]中比较了冷彩票中了500万怎么领机优先、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,天气凉爽时,控制策500万彩票网址是多少略比冷机优先节约运行费25%;而典型设计日基本不节省运行费。该文提出优化目标的约束条件,但没有对对蓄冰罐500彩票官网融冰的约束进行分析。

                  3 优化控制方法

                  优化◥控制的目标是在满足用户需求的条件下,使运乐米彩票中500万后续行费最少,这样500万彩票不仅对用户有利,而且可以拉平电负荷,对整个电网有利,促进合理用500完场比分直播旧版电。

                  该用户k时刻的负荷为 qk,其中冷机负担qik,冷冻机出力qrk的费用为R(qrk),蓄冰罐出力qik的费用为I(qik)。全天的运行费M为

                                     (1)

                  优化的目标是500万彩票3d专家预测使M最小。

                  优化的结果是:

                                     (2)

                  其中:qrkmax为冷冻机k时刻的最大制冷能力;

                     qikmax为蓄冰罐k时刻的最大融冰供冷能力

                  这里需要注意↘的是:蓄冰罐最大融冰供冷能力与蓄冰罐中剩余的冰量有关,也就是与蓄冰罐以前的融冰量有关。

                  按蓄冰罐、冷冻机性能给出具体的约束条件,按乐米彩票中500万拒绝电价结构、用户负荷、系统性能给出500万彩票平台可靠吗具体目标函数后,可以使用最优化方法Ψ 求解该问题,得以的结果是500万彩票官网是真的吗各时刻冷冻机和蓄冰罐分别负担的冷负荷qrk、qik。

                  4 实例分析

                  为了探讨在华北地区电网电价结构下优化控制的经济性,笔者对北京某建筑的冰蓄冷系统在优化控制和冷机优先的两种控制策略下的全年运行费进行比较分析。

                  华北电网电价结构为:

                  高峰 平峰 低谷
                时间 8:00~11:00 7:00~8:00 23:00~7:00
                18:00~23:00 11;00~18:00  
                电费 0.534元/kWh 0.318元/kWh 0.118元/kWh

                  该建筑采用部分负荷蓄冰系统,有4台RTHB4502螺杆式冷水足球比分500机,空调工况制冷能力←5564.6kW,蓄冷工况制冷能力3784 kW,耗电量为1032 kW,71个Calmac1190A冰罐,系统见图1,典型设计日的逐时负荷见表1。

                图1

                  表1 典型设计日完整500足球比分直播负荷

                时刻 7 8 9 10 11 2 13 14 15 16 17 18 19
                负荷 1878.2 2077.4 2191.2 2561.2 2105.9 1992.0 2760.4 3215.7 3101.9 2162.8 369.9 313 256.1

                  因为RTHB4502部分负荷性能优越,为简化计算,假定空调工况与蓄冰工况的耗电量分别与负荷成500万彩票网3d论坛正比( 这样得到的结果偏于保守)。即:

                    R(qrk)= qrk×(1032/5564.6)×Ek= qrk×qk              (3)

                  其中Ek为k时刻电价;

                  ak为冷冻机单500万彩票网电脑版首页位供冷负荷的费用,等于(1032/5564.6)×Ek。

                  因为本建筑只在电负荷低谷期蓄冰,故蓄冰罐供冷的费500万彩票app是真的吗用简化为:

                    I(qik)= qik ×bk                    (4)

                  其中bk为冰罐负担单位冷负荷的费用,等于(1032/3784)×E低谷,E低最新500彩票app谷为低谷电价。

                  下面给出具体约束条件:

                                      (5)

                  关键是qikmax的确定,文献[1][2]对此均500彩票app下载安装官方未作进一步分析。笔者利用Calmac在文献[3]中给出的产品性能曲线,综合出蓄冰罐最大融冰供冷曲线。Calmac1190A在回水10℃,供水6.7℃下的融〓冰供冷曲线可以用最小二乘法拟合为:

                     x=563×(1 - exp (-0.316t) )         (6)

                  融冰供冷量

                     y=dx/dt=177.8 × exp (-0.316t)        (7)

                  即:y=177.8×(1-x/563)               (8)

                  其中:x为已∩融冰供冷量,kWh;

                     t为时刻h;

                     y为各时刻的最大融冰供冷量,kW。

                  从式中可能清楚看出,各时刻的最大融冰供冷量与蓄冰量有关,(1-x/563)为剩余▅蓄冰量占部蓄冰量的比例。

                  这样,便可以给出qikmax的表达式:

                                  (9)

                  得出优化问题是:

                             (10)

                  这是一个线性优化问题,可用单纯型500万彩票开奖结果询法求解,具体解法》参见文献[4]。结果见表2至表5。

                  表2 4月份平均气象条件下的比较/kW

                时刻 负荷 冷机优先 优化控制
                融冰量 冷机出力 融冰量 冷机出力
                7 2405 0 2405 2405 0
                8 2528 0 2528 2528 0
                9 2652 0 2652 2652 0
                10 2776 0 2776 2776 0
                11 2899 0 2899 2899 0
                12 3023 0 3023 3023 0
                13 3147 0 3147 3147 0
                14 3270 0 3270 3270 0
                15 3394 0 3394 3394 0
                16 3171 0 3171 3171 0
                17 2949 0 2949 39 2190
                18 2726 0 2726 2726 0
                19 2504 0 2504 2504 0

                   表3 6月份平均气象条件下的比较/kW

                时刻 负荷 冷机优先 优化控制
                融冰量 冷机出力 融冰量 冷机出力
                7 2775 0 2775 2775 0
                8 3446 0 3446 3446 0
                9 416.6 0 416.6 416.6 0
                10 4787.3 0 4787.3 4787.3 0
                11 5458 0 5458 0 5458
                12 6129 564.4 5564.6 564.4 5564.6
                13 6800.1 1235 5564.6 1235 5564.6
                14 7470.8 1906.2 5564.6 1906.2 5564.6
                15 8181.6 2577 5564.6 2577 5564.6
                16 6744.2 1179.6 5564.6 1179.6 5564.6
                17 5726.7 162.1 5564.6 162.1 5564.6
                18 4519 0 4519 4519 0
                19 3311.6 0 3311.6 3311.6 0

                  表4 7月份平均气象条件下的比较/kW

                时刻 负荷 冷机优先 优化控制
                融冰量 冷机出力 融冰量 冷机出力
                7 2597 0 2597 0 2597
                8 4000.6 0 5564.6 4000.6 0
                9 5044.6 0 5564.6 4725.1 319.3
                10 6088.3 523.7 5564.6 523.7 5564.6
                11 7132.1 1567.5 5564.6 1567.5 5564.6
                12 8176 2611.4 5564.6 2611.4 5564.6
                13 9219.5 3654.9 5564.6 3654.9 5564.6
                14 10263.3 4698.7 5564.6 4698.7 5564.6
                15 11307.2 5742.6 5564.6 5742.6 5564.6
                16 9428.4 3863.8 5564.6 3863.8 5564.6
                17 7549.6 1985 5564.6 1985 5564.6
                18 5670.8 106.2 5564.6 2079.6 3591.2
                19 3792 0 3792 1422.6 2369.4

                  表5 优化控制的经济性

                月份 优化运行费/元 冷机优先▃运行费/元 节约运行费/元 节约百分比/%
                4 52335.27 107350.7 55015.38 51.25
                5 70060.74 124886.3 54825.6 43.9
                6 143662.9 199926.1 56263.23 28.14
                7 242877.1 273942.9 31065.84 11.34
                8 242877.1 273942.9 31065.84 11.34
                9 147115.5 201536 54420.48 27
                10 95307.33 150908.7 55601.4 36.84
                11 52335.27 107350.7 55015.38 51.25
                总计 1046571 1439844 393273.2 27.31

                  从表2可以看出:在冷负荷非常小时,优化控制策略充分发挥了蓄冰罐的潜力,冷冻机在电负荷※高峰期完全不运行。从表3中可见,在冷负荷∞比较小时,优化控制在满足高峰冷负荷的条件下,在电价峰值期,尽量利用蓄冰罐融冰来满足用户冷负荷需求,其中,在优化控制策略旧版500万彩票网下,完全用蓄冰罐融冰来负担8、9、10、18、19点冷负荷;从表4中可见,当冷负荷接近典型设计日负荷时,为了保证满足高峰冷负荷需求,必须控制电价峰值期的冰罐融冰量,优化控制节省的电费不多。

                  由于¤我国电价结构中18:00~23:00为晚高峰,优化控制中便留取一定量的冰以作晚高峰制冷使用。可见在我国华北地区,冰罐优先不是最最优的◤控制策略。优化控制就其复杂性来说基本等同于冰罐彩票500股票价格优先,便更省运行费。

                  优化控制比冷机优先全年节约运行费25%,这一节约主要来源于非设计条件下,即用户日负荷小于典型设ω计日逐时负荷。此时,对于冷机优先策略,则以冷冻机供冷负荷,蓄冰罐基本不用(见4月份数据);而优500万足球赔率化控制则基本由蓄冰罐供冷负荷,节约了大量运行费(4月份省51%)。而在负荷接近设计负荷时,电费节省不多(7月份省11%)。考虑到实际设计中设计负荷往往大大超过实际500万彩票网股代码负荷【╲,冷源供冷能力偏大,在①实际冰蓄冷系统中采用优化控制可以节约更多的运行费。

                  6 参考文献

                  1 DH Stethmann. Optimal control for cool storage. ASHRAE Trans. 1989.95(1):1189-1193.

                  2 J E Braun. A comparison of chiller-priority, storage-priority and optimal control of an ice- storage system. ASHRAE Trans. 1992.98(2):893-962.

                  3 Calmac. Ice tank performace manual

                  4 蔡宣三,最优化与最优控制。北京:清华大学出版社,1982。

                 
                 
                 
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