【本科双创项目】基于热电类比法的空气源热泵集群调控仿真工具箱
摘要
本项目旨在解决当前空气源热泵调控方式中黑箱模型准确性不高、热泵调控算法待优化等问题，基于热电类比法搭建了能够衡量楼宇储热、散热性能，表征供暖期楼宇传热过程的白箱模型，适配了具有实时动态响应能力的空气源热泵调控算法，研究出一款空气源热泵集群调控仿真工具箱，在使用时只需进行调用、连接和参数设置即可根据需求搭建不同的楼宇系统模型，实现对供暖期空气源热泵机组的运行和调控进行快速准确的预测。
本团队实际搭建了物理房屋模型，用仿真工具箱中的算法控制房屋模型中的加热装置，并对模型的运行状态进行检测，结果显示，仿真曲线与实际曲线相基本吻合，证明该仿真工具箱的结果具有准确性。
使用者可以根据楼宇实际户型、建材、朝向等因素进行自主化、多样化的楼宇建模，快速预测出所需空气源热泵集群的大小并测试相应的空气源热泵控制策略，降低实际运行时间成本和测试成本；为供暖商和算法工程师检验热泵调控方案提供了测试环境，对供热系统的运行状态（如热泵可调功率和可调时间）进行快速准确的评价，为热泵控制方案的进一步优化提供参考。通过优化空气源热泵的调控方式促进错峰用电，将高峰负荷部分转移到低谷期，提升电力系统的调节能力。