滑落式片冰蓄冷系统运行的优化控制

摘要

冰蓄冷“移峰填谷”的能力可以缓解用电高峰时段电力紧张的问题。其中动态冰蓄冷具有的融冰速率快、蒸发温度高的优势使其得到了广泛的应用。滑落式片冰冷水机组就是冰蓄冷动态制冰的形式之一。 蓄冰系统的设计是按照设计日逐时冷负荷设计的，在设计日下按照设计时的控制策略运行，系统一般都可以达到比较好的结果。而系统大部分时间是工作在非设计日状况下，如何更好的在非设计日工况下节约运行成本是值得研究的，由此引入了优化控制。本文的研究对象是滑落式片冰冷水机组，主要研究内容为机组的优化控制。动态规划是运筹学里面的分支，利用动态规划理论可以很好的解决多阶段多决策问题。在蓄冰系统的优化控制方面有很好的应用前景。 文章主要内容如下： 1、本文首先介绍了滑落式片冰冷水机组的组成、工作原理，然后研究了优化控制的基础——负荷预测，重点介绍了基于神经网络的负荷预测(根据气温与日照对非设计日的冷负荷进行预测的方法)； 2、然后通过一个实例，建立了滑落式片冰蓄冷系统的系统模型和设备模型，以用户运行费用为目标函数，以制冷压缩机与蓄冰槽的性能及冷负荷作为约束条件，利用动态规划逆向解法进行最优化问题的求解。利用VB进行编程，模拟分析，得到了系统在最优化的情况下，每小时的制冷机组制冰量和蓄冰槽蓄冰融冰量。分别考虑外界冷负荷在100％、75％、50％、25％时的工况，得到了各工况的结果。同时将优化控制的结果与常规的冷机优先和融冰优先进行了比较； 3、最后介绍了滑落式片冰蓄冰系统的集散控制系统，提出了一些局部优化的建议。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1．1蓄冷技术研究的重要意义

1．2蓄冷设备的分类

1．3动态蓄冰的优势

1．4国内外蓄冰发展历史和现状

1．5国内外冰蓄冷研究现状

1．5．1冰蓄冷装置的模拟仿真

1．5．2冰蓄冷系统的控制研究

1．6研究课题的提出与主要内容

第二章 滑落式片冰蓄冷系统

2．1滑落式片冰冷水机组工作原理

2．1．1制冰过程

2．1．2脱冰过程

2．1．3释冷过程

2．2滑落式片冰冷水机组与低温送风系统的结合

2．3滑落式片冰蓄冰系统的运行控制策略

2．3．1全负荷蓄冰策略

2．3．2部分负荷蓄冰策略

第三章 冷负荷预测

3．1设计日逐时冷负荷计算

3．2气象参数预测

3．3基于神经网络的负荷预测

3．3．1ANN模型简介

3．3．2ANN的预测方法

第四章 基于动态规划的优化控制

4．1动态规划

4．2系统模型

4．2．1动态规划优化控制的系统模型

4．2．2传统控制的系统模型

4．3设备模型

4．3．1制冷主机模型

4．3．2冷却塔与水泵功率计算

4．3．3蓄冰装置融冰能力计算

4．4约束条件

第五章 数值模拟与结果比较

5．1数值计算

5．2模拟环境

5．3模拟结果分析

5．3．1 100％设计日逐时冷负荷分布

5．3．2 75％设计日逐时冷负荷分布

5．3．3 50％设计日逐时冷负荷分布

5．3．4 25％设计日逐时冷负荷分布

5．3．5小结

第六章 滑落式片冰蓄冷系统的自动控制

6．1概述

6．2控制系统结构

6．3系统局部优化控制

第七章 总结与展望

7．1主要结论

7．2研究期望

参考文献

致谢

读研期间发表论文

附录 动态规划优化控制计算程序