一种供暖系统优化配置方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115309054A(43)申请公布日2022.11.08(21)申请号202211018444.9(22)申请日2022.08.24(71)申请人河北工业大学地址300401天津市北辰区双口镇西平道5340号申请人河北工业大学（张北）产业技术研究院(72)发明人姚芳李超峰龚建发于浦(74)专利代理机构天津市鼎拓知识产权代理有限公司12233专利代理师刘雪娜(51)Int.Cl.G05B13/04(2006.01)权利要求书3页说明书11页附图4页(54)发明名称一种供暖系统优化配置方法(57)摘要本申请提供一种供暖系统优化配置方法，包括：搭建供暖系统的仿真模型；引入基于当地居民收入水平的成本约束，确定仿真模型的生命周期费用经济函数；生命周期费用经济函数用于表征供暖系统的待优化特征量与供暖系统的生命周期总费用C的函数关系；生命周期总费用C包括供暖系统的初投资费用CCB和运行费用CY；确定仿真模型的生命周期碳排放函数；生命周期碳排放函数用于表征待优化特征量与供暖系统的生命周期碳排放总量T的函数关系；根据生命周期费用经济函数以及生命周期碳排放函数，计算满足目标函数G下的待优化特征量的最优解；通过上述方法，使得可得到具有低碳型和经济性的优化供暖系统。CN115309054ACN115309054A权利要求书1/3页1.一种供暖系统优化配置方法，其特征在于，包括：搭建供暖系统的仿真模型；确定所述仿真模型的生命周期费用经济函数；所述生命周期费用经济函数用于表征所述供暖系统的待优化特征量与所述供暖系统的生命周期总费用C的函数关系；所述待优化特征量包括集热器的面积Sc、光伏组件的装机容量Wg、空气源热泵的容量Pk、以及储热水箱的体积Vs；生命周期总费用C包括所述供暖系统的初投资费用CCB和运行费用CY；确定所述仿真模型的生命周期碳排放函数；所述生命周期碳排放函数用于表征所述待优化特征量与所述供暖系统的生命周期碳排放总量T的函数关系；根据所述生命周期费用经济函数以及所述生命周期碳排放函数，计算满足目标函数G下的所述待优化特征量的最优解；其中，α1为第一权值，α2为第二权值，F为惩罚因子；G1、G2为单目标函数；M为设定值。2.根据权利要求1所述的一种供暖系统优化配置方法，其特征在于，所述生命周期费用经济函数为：其中，n为所述供暖系统的运行年限，i为贷款年利率；CJ为集热器的单位面积成本；Wg为光伏组件的单位容量成本；Ck为空气源热泵的单位功率成本；Cs为储热水箱的单位体积成本；Cf为附件及建造成本；Wk为空气源热泵的运行耗电量；Wjx为集热循环泵的耗电量；Wkx为热泵循环泵的耗电量；Wgx为供热循环泵的耗电量；Wf为电辅加热器的耗电量，电辅加热器用于对储热水箱进行辅助加热；D为电网购电电价；Wgf为光伏组件向电网反馈电量，Dg为光伏并网电价。3.根据权利要求1所述的一种供暖系统优化配置方法，其特征在于，所述生命周期碳排放总量T包括所述供暖系统的生产阶段碳排放量Ts、建造运输阶段碳排放量Tjy、运行阶段碳排放量Ty以及拆除阶段碳排放量Tc。4.根据权利要求3所述的一种供暖系统优化配置方法，其特征在于，生命周期碳排放函数为：2CN115309054A权利要求书2/3页其中，m1为所述供暖系统在生产阶段使用的材料种类数，Wi为第i种材料的使用量；ai为第i种材料的碳排放因子；k1为生产过程中使用的能源种类数；Nj为生产过程中使用的第j类能源使用量，βj为第j种能源的碳排放因子；m2为所述供暖系统的设备种类数；k2为设备的运输方式种类数；Mpq为运输方式采用第q种的第p类设备的质量；Jpq为运输方式采用第q种的第p类设备的运输距离；aq为第q种运输方式单位质量每公里碳排放因子；u为所述供暖系统建造过程所用能源种类数；Nl为建造过程中实用的第l种能源使用量；βl为建造过程中使用的第l种能源碳排放因子；m3为所述供暖系统在运行过程中所使用能源的种类数；Ny为运行过程中第y种能源的使用量；βy为运行过程中第y种能源的碳排放因子；m4为所述供暖系统在拆除过程中所使用能源的种类数；Nc为运行过程中第c种能源的使用量；βc为运行过程中第c种能源的碳排放因子。5.根据权利要求1所述的一种供暖系统优化配置方法，其特征在于，所述第一权值α1、第二权值α2通过适应度离差排序法计算得到。6.根据权利要求5所述的一种供暖系统优化配置方法，其特征在于，计算所述第一权值α1、第二权值α2包括以下步骤：分别计算所述单目标函数D1、D2的最优解xi(i＝1，2)；根据以下公式计算离差uij：μij＝Gi(xj)‑Gi(xi),(i,j＝1,2)；根据以下公式计算权重系数Ai：Ai＝μi/(μ1+μ2),(i＝1,2)；