协同考虑空气质量与热舒适度的空调系统双层优化控制策略

作     者：裴方璇 刘云 吴婷 朱继忠 

作者机构：华南理工大学电力学院 哈尔滨工业大学(深圳)机电工程与自动化学院 

出 版 物：《电力系统自动化》 (Automation of Electric Power Systems)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：080705[工学-制冷及低温工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家重点研发计划(2022YFB2703500) 广东省基础与应用基础研究基金(2022A1515011035) 中央高校基本科研业务费(2023ZYGXZR064) 

主　　题：多区域暖通空调系统 模型预测控制 空气质量 热舒适度 双层优化 

摘      要：暖通空调系统（HVAC）作为智能楼宇的耗能主体，实现其能耗成本与用户舒适度之间的灵活权衡具有重要意义。然而，并行考虑以上两种因素时，系统优化模型的耦合项增加，求解难度显著提高。基于学习的控制策略在模型构建上具有便捷性，但节能效果一般。面对以上挑战，提出协同考虑空气质量与热舒适度的双层优化控制策略。首先，基于阻容等效电路的热动态模型和楼宇内部物理结构，精确刻画各区域温度和空气质量的耦合关系。其次，以能耗成本最低及用户舒适度最优为目标，对HVAC的运行策略进行优化。为解决模型的耦合问题，将空调系统进行双层优化控制，上层优化送风质量流量，下层优化通风率，并采用滚动优化方法修正误差。最后，在夏季制冷场景下，对不同舒适度系数下的双层优化控制结果进行分析，并与其他控制策略进行比较。结果表明，该方法能兼顾经济性和用户舒适度。