[发明专利]一种基于NSGA-Ⅱ算法的中央空调系统能效优化方法

权利要求书

1.一种基于NSGA-Ⅱ算法的中央空调系统能效优化方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

数据预处理，对采集的中央空调系统历史运行数据运用数据预处理方法过滤掉异常数据后得到可用数据；

运行工况划分，对数据预处理后得到的可用数据，以负荷率为指标，划分出运行工况并确定出各工况实验数据；

空调系统建模，以制冷量和中央空调系统能耗为优化目标，以中央空调系统运行参数为决策变量，以各决策变量的阈值和运行参数间的数值关系为约束条件，建立中央空调系统多目标优化模型；

参数拟合，按工况将实验数据拟合成数学模型，得到各工况下的具体目标函数；

运用NSGA-Ⅱ算法求解多目标优化模型，针对参数拟合成的数学模型，以制冷量最大和系统总能耗最低为目标函数，融入NSGA-Ⅱ算法进行优化，得到Pareto最优解集。

2.根据权利要求1所述的一种基于NSGA-Ⅱ算法的中央空调系统能效优化方法，其特征在于，所述数据预处理方法具体为：

数据剔除，对数据传输过程中因传输错误造成数据缺失的缺失部分的数据进行剔除；

属性约简，空调运行参数众多，使用属性约简解除运行参数间的相互影响；

运用拉依达准则剔除误差大的异常数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于NSGA-Ⅱ算法的中央空调系统能效优化方法，其特征在于，所述运行工况划分具体为：

根据空调运行状态划分出不同的运行情况，采用等宽离散化方法对负荷率参数进行分析；

将不同聚类结果作为一个运行工况，把不同工况的历史数据分成各个数据组，形成各工况实验数据。

4.根据权利要求1所述的一种基于NSGA-Ⅱ算法的中央空调系统能效优化方法，其特征在于，所述空调系统建模具体为：

根据空调运行机理，分别建立中央空调的冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔各个模块的多元非线性能耗模型；

根据制冷量与空调系统运行参数的关系，建立函数表达式；

根据得到的多元非线性能耗模型和函数表达式，建立中央空调能效优化的多目标优化模型。

5.根据权利要求4所述的一种基于NSGA-II算法的中央空调系统能效优化方法，其特征在于，所述各模块的多元非线性能耗模型的建立依据及具体表达式为：

冷水机组模型，将冷水机组的能耗拟合为冷冻回水温度和冷却回水温度的函数：

其中f₁为冷水机组功耗；T_cl为冷却回水温度；为回归冷却水入口温度参数平均值；T_el为冷冻回水温度；为回归冷冻水入口温度参数平均值；D_ij为回归系数；

冷冻水泵模型，根据水泵变频运行数据，得出水能耗与流量的关系：

其中f₂为冷冻水泵功耗；v_cwh为冷冻水流量；a₀、a₁、a₂、a₃为回归系数；

冷却水泵模型：

其中f₃为冷却水泵功耗；v_cw为冷却水流量；b₀、b₁、b₂、b₃为回归系数；

冷却塔模型，冷却塔风机能耗模型表示如下：

f₄＝P_fan，nom(c₀+c₁PLR+c₂PLR²+c₃PLR³)

其中，f₄为冷却塔功耗；f_a为冷却塔风机实际频率；f_a，nom为冷却塔风机额定频率；P_fan，nom为冷却塔风机额定功率；PLR为冷却塔风机部分负荷率；c₀、c₁、c₂、c₃为回归系数。