本发明涉及供热控制领域,尤其涉及一种空气源热泵零电供热控制方法、装置、设备及存储介质。
背景技术:
1、随着全球能源危机的加剧和环境问题的日益突出,寻找高效、节能且环保的供热方式已成为供暖领域的研究热点。空气源热泵作为一种高效的供热技术,由于其能够利用环境空气中的热量来实现供热,具有较高的能效比和良好的环境友好性,近年来得到了广泛应用。然而,传统空气源热泵仍然依赖电力驱动压缩机和相关设备来实现热量的传递,这在一定程度上限制了其节能效果,尤其是在电力成本高或电力供应受限的地区,进一步推动了对更高效、更节能的供热解决方案的需求。
2、当前技术在空气源热泵的供热效率提升方面进行了大量研究,包括优化热泵的结构设计、提高压缩机性能、以及改善控制策略等。但即便如此,传统空气源热泵在寒冷天气或负荷较高时仍需大量依赖电力,无法完全避免电力消耗,这在能源使用效率和经济性方面产生了限制。因此,如何利用非电力热源,最大限度地减少空气源热泵的电力消耗,实现“零电供热”成为当前技术亟待解决的难题。
3、一些研究尝试通过太阳能、地热能、生物质能等非电力热源的引入,来减少空气源热泵的电力依赖。然而,现有技术在非电力热源的动态调度与热泵工作模式的自适应控制方面仍存在不足,导致这些技术难以实现有效的热源利用和系统协调,无法在不同工况下提供稳定可靠的零电供热。
技术实现思路
1、本发明的主要目的在于解决现有空气源热泵的控制难以实现有效的热源利用和系统协调的技术问题。
2、本发明第一方面提供了一种空气源热泵零电供热控制方法,所述空气源热泵零电供热控制方法包括:
3、对空气源热泵的多个非电力热源进行热能采集与评估处理,得到热源动态权重系数;
4、根据所述热源动态权重系数对多个非电力热源进行智能调度控制处理,得到热源动态调度计划;
5、根据所述热源动态调度计划对热泵工作模式进行自适应控制处理,得到热泵工作参数;
6、根据所述热泵工作参数对用户热负荷进行动态预测与需求侧管理处理,得到需求侧控制策略;
7、根据所述需求侧控制策略对空气源热泵进行参数协调优化控制处理,得到供热控制参数,并根据所述供热控制参数对所述空气源热泵进行零电供热控制。
8、可选的,在本发明第一方面的第一种实现方式中,所述对空气源热泵的多个非电力热源进行热能采集与评估处理,得到热源动态权重系数包括:
9、对空气源热泵的多个非电力热源进行热能特性检测处理,得到热源特性数据,所述热源特性数据包括热源温度、热量稳定性和热量大小;
10、根据所述热源特性数据对多个非电力热源进行热能可用性分析处理,得到热源可用性指标,所述热源可用性指标包括热源的可用热量和热效率;
11、根据所述热源可用性指标对多个非电力热源进行动态建模处理,得到热源动态模型,所述热源动态模型包括热源性能随时间变化的预测函数;
12、根据所述热源动态模型对多个非电力热源进行权重计算处理,得到热源动态权重系数。
13、可选的,在本发明第一方面的第二种实现方式中,所述根据所述热源动态权重系数对多个非电力热源进行智能调度控制处理,得到热源动态调度计划包括:
14、根据所述热源动态权重系数对多个非电力热源进行可用性预测处理,得到热源可用性预测数据,所述热源可用性预测数据包括每个非电力热源在未来时间段内的预计可用热量和热效率;
15、对用户历史用热数据进行分析处理,得到用户供热需求预测模型,所述用户供热需求预测模型用于预测未来时间段内的用户热负荷变化;
16、根据所述热源可用性预测数据和所述用户供热需求预测模型对多个非电力热源进行优化配置处理,得到初始热源调度方案,所述初始热源调度方案包括每个非电力热源在不同时间段的使用比例和时长;
17、根据所述初始热源调度方案对系统热惯性和热源切换成本进行评估处理,得到热源动态调度计划。
18、可选的,在本发明第一方面的第三种实现方式中,所述根据所述热源动态调度计划对热泵工作模式进行自适应控制处理,得到热泵工作参数包括:
19、根据所述热源动态调度计划对热泵可用工作模式进行识别处理,得到热泵模式集合,所述热泵模式集合包括直接供热模式、热泵增温模式、级联工作模式和蓄热模式;
20、对所述热泵模式集合中的各工作模式进行性能评估处理,得到模式性能指标,所述模式性能指标包括每种工作模式下的能效比、供热能力和响应速度;
21、根据所述模式性能指标对各工作模式进行适用性计算处理,得到模式适用度矩阵,所述模式适用度矩阵表征每种工作模式在不同运行条件下的适用程度;
22、根据所述模式适用度矩阵对热泵工作模式进行动态选择处理,得到热泵工作参数。
23、可选的,在本发明第一方面的第四种实现方式中,所述根据所述热泵工作参数对用户热负荷进行动态预测与需求侧管理处理,得到需求侧控制策略包括:
24、根据所述热泵工作参数和历史用热数据对用户热负荷特征进行提取处理,得到热负荷特征向量,所述热负荷特征向量包括日间负荷分布、周期性波动和异常用热模式;
25、对所述热负荷特征向量和环境因素数据进行关联分析处理,对未来时段的用户热负荷进行预测处理,得到热负荷预测序列,所述热负荷预测序列包括不同时间尺度上的热负荷预测值;
26、根据所述热负荷预测序列对需求侧管理措施进行优化处理,得到需求侧控制策略,所述需求侧控制策略包括预热控制方案、峰谷调节策略、区域差异化供热方案和用户参与激励机制。
27、可选的,在本发明第一方面的第五种实现方式中,所述根据所述需求侧控制策略对空气源热泵进行参数协调优化控制处理,得到供热控制参数,并根据所述供热控制参数对所述空气源热泵进行零电供热控制包括:
28、根据所述需求侧控制策略对空气源热泵系统参数进行敏感性分析处理,得到参数敏感度矩阵,所述参数敏感度矩阵表征各控制参数对系统性能的影响程度;
29、对所述参数敏感度矩阵进行主成分分析处理,得到关键控制参数集,所述关键控制参数集包括对系统性能影响最显著的参数子集;
30、根据所述关键控制参数集对空气源热泵系统进行多目标优化处理,得到pareto最优解集,所述pareto最优解集包含在不同优化目标下的最优参数组合;
31、根据所述pareto最优解集和当前系统状态对最优参数组合进行选择处理,得到供热控制参数,并根据所述供热控制参数对空气源热泵的热源分配、供水温度、循环水流量和末端设备进行协调控制,实现零电供热。
32、可选的,在本发明第一方面的第六种实现方式中,在所述根据所述需求侧控制策略对空气源热泵进行参数协调优化控制处理,得到供热控制参数,并根据供热控制参数对所述空气源热泵进行零电供热控制之后,还包括:
33、对所述空气源热泵的实际运行数据进行采集处理,得到运行状态数据集,所述运行状态数据集包括各非电力热源的实际输出、系统能效比和用户舒适度指标;
34、根据所述运行状态数据集对零电供热控制效果进行评估处理,得到控制效果评估报告;
35、对所述控制效果评估报告进行偏差分析处理,得到控制偏差数据,所述控制偏差数据表征实际控制效果与预期目标之间的差异;
36、根据所述控制偏差数据对控制策略进行自适应调整处理,得到优化后的控制参数,所述优化后的控制参数用于下一个控制周期的零电供热控制。
37、本发明第二方面提供了一种空气源热泵零电供热控制装置,所述空气源热泵零电供热控制装置包括:
38、热源评估模块,用于对空气源热泵的多个非电力热源进行热能采集与评估处理,得到热源动态权重系数;
39、调度模块,用于根据所述热源动态权重系数对多个非电力热源进行智能调度控制处理,得到热源动态调度计划;
40、自适应控制模块,用于根据所述热源动态调度计划对热泵工作模式进行自适应控制处理,得到热泵工作参数;
41、策略管理模块,用于根据所述热泵工作参数对用户热负荷进行动态预测与需求侧管理处理,得到需求侧控制策略;
42、供热控制模块,用于根据所述需求侧控制策略对空气源热泵进行参数协调优化控制处理,得到供热控制参数,并根据供热控制参数对所述空气源热泵进行零电供热控制。
43、本发明第三方面提供了一种空气源热泵零电供热控制装置,包括:存储器和至少一个处理器,所述存储器中存储有指令,所述存储器和所述至少一个处理器通过线路互连;所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令,以使得所述空气源热泵零电供热控制设备执行上述的空气源热泵零电供热控制方法的步骤。
44、本发明的第四方面提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有指令,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述的空气源热泵零电供热控制方法的步骤。
45、上述空气源热泵零电供热控制方法、装置、设备及存储介质,通过对多个非电力热源进行热能采集与评估处理,得到热源动态权重系数;根据热源动态权重系数对多个非电力热源进行智能调度控制处理,得到热源动态调度计划;根据热源动态调度计划对热泵工作模式进行自适应控制处理,得到热泵工作参数;根据热泵工作参数对用户热负荷进行动态预测与需求侧管理处理,得到需求侧控制策略;根据需求侧控制策略对空气源热泵进行参数协调优化控制处理,得到供热控制参数,并进行零电供热控制。本方法通过智能调度和自适应控制,最大限度地利用非电力热源,实现了空气源热泵的零电供热,提高了系统的能源利用效率和运行可靠性。
46、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
47、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
1.一种空气源热泵零电供热控制方法,其特征在于,所述空气源热泵零电供热控制方法包括:
2.根据权利要求1所述的空气源热泵零电供热控制方法,其特征在于,所述对空气源热泵的多个非电力热源进行热能采集与评估处理,得到热源动态权重系数包括:
3.根据权利要求1所述的空气源热泵零电供热控制方法,其特征在于,所述根据所述热源动态权重系数对多个非电力热源进行智能调度控制处理,得到热源动态调度计划包括:
4.根据权利要求1所述的空气源热泵零电供热控制方法,其特征在于,所述根据所述热源动态调度计划对热泵工作模式进行自适应控制处理,得到热泵工作参数包括:
5.根据权利要求1所述的空气源热泵零电供热控制方法,其特征在于,所述根据所述热泵工作参数对用户热负荷进行动态预测与需求侧管理处理,得到需求侧控制策略包括:
6.根据权利要求1所述的空气源热泵零电供热控制方法,其特征在于,所述根据所述需求侧控制策略对空气源热泵进行参数协调优化控制处理,得到供热控制参数,并根据所述供热控制参数对所述空气源热泵进行零电供热控制包括:
7.根据权利要求1所述的空气源热泵零电供热控制方法,其特征在于,在所述根据所述需求侧控制策略对空气源热泵进行参数协调优化控制处理,得到供热控制参数,并根据供热控制参数对所述空气源热泵进行零电供热控制之后,还包括:
8.一种空气源热泵零电供热控制装置,其特征在于,所述空气源热泵零电供热控制装置包括:
9.一种空气源热泵零电供热控制设备,其特征在于,所述空气源热泵零电供热控制设备包括:存储器和至少一个处理器,所述存储器中存储有指令;
10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有指令,其特征在于,所述指令被处理器执行时实现如权利要求1-7中任意一项所述空气源热泵零电供热控制方法的步骤。
