利用负荷转移实现工业制冷中压缩机的最优调度

基本信息

• 标题：Utilizing Load Shifting for Optimal Compressor Sequencing in Industrial Refrigeration
• 作者：Rohit Konda, Vikas Chandan, Jesse Crossno, Blake Pollard, Dan Walsh, Rick Bohonek, Jason R. Marden
• 提交日期：2024年3月12日
• arXiv 编号：arXiv:2403.07831 [eess.SY]
• 主题分类：电气工程与系统科学 > 系统与控制（eess.SY）
• DOI：https://doi.org/10.48550/arXiv.2403.07831
• 许可协议：CC BY 4.0

摘要

工业制冷的普遍性及其能源需求，促使多项研究探索降低能耗的各种控制机会。本文聚焦于其中一种机会，称为压缩机调度（compressor sequencing），即智能地选择压缩机的运行状态，以尽可能少的功来满足所需的制冷负荷。

作者首先研究了静态压缩机调度问题，并观察到：求解最优的压缩机运行状态在计算上具有挑战性，且会随制冷负荷的不同而发生剧烈变化。因此，作者将负荷转移（load shifting）引入到压缩机调度中，其核心是对设施进行策略性预冷，从而使压缩机能够更高效地运行。研究表明，负荷转移不仅在计算最优压缩机运行状态方面带来益处，还能显著节省能源。

研究结果基于并对比了位于阿肯色州亨茨维尔（Huntsville, AR）的 Butterball LLC 实际运行工业制冷站点的真实传感器数据。数据表明，在没有负荷转移的情况下，即使采用最优压缩机运行，压缩机也经常处于中间容量水平运行，从而导致效率低下。通过收集的数据，作者证明：与不含负荷转移的最优调度相比，采用负荷转移的压缩机调度方法有望将压缩机能耗降低多达 20%。

关键词

压缩机调度、负荷转移、工业制冷、能耗优化、预冷、系统与控制