[发明专利]将模型预测控制与分布式低级空气侧优化一起使用的HVAC系统

权利要求书

1.一种用于建筑物的暖通空调(HVAC)系统，所述HVAC系统包括：

空气侧系统，所述空气侧系统具有多个空气侧子系统，每个空气侧子系统包括被配置用于向所述空气侧子系统提供加热或冷却的空气侧HVAC设备；

高级模型预测控制器，所述高级模型预测控制器被配置用于执行高级优化以便为所述多个空气侧子系统中的每一个生成最佳空气侧子系统负载分布曲线，其中，所述最佳空气侧子系统负载分布曲线优化能量成本；

多个低级空气侧模型预测控制器，每个低级空气侧模型预测控制器与所述空气侧子系统之一相对应并且被配置用于执行低级优化以便使用所述相应空气侧子系统的所述最佳空气侧子系统负载分布曲线为所述相应空气侧子系统生成最佳空气侧温度设定值；

其中，所述多个低级空气侧模型预测控制器中的每一个被配置用于使用所述相应空气侧子系统的所述最佳空气侧温度设定值来操作所述相应空气侧子系统的所述空气侧HVAC设备。

2.如权利要求1所述的HVAC系统，进一步包括：

水侧系统，所述水侧系统包括水侧HVAC设备，其中，所述高级模型预测控制器被配置用于为所述水侧系统生成最佳水侧需求分布曲线；以及

低级水侧模型预测控制器，所述低级水侧模型预测控制器被配置用于执行低级优化以便基于所述最佳水侧需求分布曲线为受制于需求约束的所述水侧系统生成最佳水侧设定值；

其中，所述低级水侧模型预测控制器被配置用于使用所述最佳水侧设定值来操作所述水侧HVAC设备。

3.如权利要求1所述的HVAC系统，其中，所述空气侧子系统表示分离的建筑物，所述分离的建筑物彼此热解耦，使得在所述空气侧子系统之间不发生直接热交换。

4.如权利要求1所述的HVAC系统，其中，所述高级模型预测控制器被配置用于生成高级成本函数，所述高级成本函数将所述能量成本定义为水侧需求分布曲线的函数，所述水侧需求分布曲线指示在优化时段中多个时间步长中的每一个处水侧系统的热能产生。

5.如权利要求4所述的HVAC系统，其中，所述高级模型预测控制器被配置用于使用水侧需求模型来将所述水侧需求分布曲线定义为所述多个空气侧子系统负载分布曲线的函数，每个空气侧子系统负载分布曲线指示在所述多个时间步长中的每一个处对所述空气侧子系统之一的热能分配。

6.如权利要求5所述的HVAC系统，其中，所述高级模型预测控制器被配置用于为所述多个空气侧子系统中的每一个生成空气侧子系统温度模型，每个空气侧子系统温度模型定义对空气侧子系统的所述热能分配与所述空气侧子系统的温度之间的关系。

7.如权利要求6所述的HVAC系统，其中，所述高级模型预测控制器被配置用于优化所述能量成本以及受制于由所述水侧需求模型和每个空气侧子系统温度模型提供的约束的所述多个空气侧子系统负载分布曲线。

8.如权利要求1所述的HVAC系统，其中：

每个空气侧子系统包括多个建筑物区域；并且

所述低级空气侧模型预测控制器中的每一个被配置用于为所述相应空气侧子系统中的所述多个建筑物区域中的每一个生成最佳空气侧温度设定值。

9.如权利要求8所述的HVAC系统，其中，所述低级空气侧模型预测控制器中的每一个被配置用于为所述相应空气侧子系统中的所述多个建筑物区域中的每一个生成区域负载分布曲线，每个区域负载分布曲线指示在优化时段中多个时间步长中的每一个处对所述建筑物区域之一的热能分配。

10.如权利要求1所述的HVAC系统，其中，所述最佳空气侧子系统负载分布曲线中的每一个包括以下各项中的至少一项：

在优化时段中多个时间步长中的每一个处针对所述相应空气侧子系统的最佳热能负载值；以及

在所述优化时段中所述多个时间步长中的每一个处针对所述相应空气侧子系统的最佳温度值。