基于Double-DQN的中央空调系统节能优化运行

基于Double-DQN的中央空调系统节能优化运行

论文摘要

针对中央空调系统机理建模困难和参数辨识工作较为复杂的问题,提出了一种基于自适应建模和自学习机制的中央空调系统节能优化运行方法;设计了空调系统马尔可夫决策过程模型,采用具有双神经网络结构的强化学习算法解决学习过程中容易产生的维数灾难和值函数过估计问题.然后以广州市某办公建筑中央空调系统为研究对象,建立该系统的TRNSYS仿真平台,对算法的有效性进行了验证.仿真结果表明:该方法在满足室内热舒适性要求的前提下,以系统能耗最小为目标,实现了系统的节能优化运行;与PID控制和单神经网络强化学习控制方法相比,系统总能耗分别降低5.36%和1.64%,非舒适性时间总占比分别减少2.32%和1.37%.文中提出的强化学习控制器能够有效解决值函数过估计问题,具有良好的鲁棒性,自适应优化能力和较好的节能效果,可为建筑节能提供新思路.

论文目录

  • 1 空调系统MDP模型
  •   (1) 状态空间S
  •   (2) 动作空间A
  •   (3) 状态转移概率p
  •   (4) 即时奖赏r
  • 2 Double-DQN算法设计
  •   2.1 Q-learning算法
  •   2.2 值函数逼近
  •   2.3 双神经网络结构
  • 3 运行优化流程
  •   (1) 经验产生
  •   (2) 数据存储
  •   (3) 参数更新
  • 4 仿真验证
  •   4.1 仿真平台搭建
  •   4.2 仿真参数设置
  •     4.2.1 建筑参数设置
  •     4.2.2 TRNSYS仿真参数设置
  •     4.2.3 算法参数设置
  •       1) 控制动作参数设置
  •       2) 奖励函数参数设置
  •       3) 神经网络参数设置
  •       4) 超参数设置
  •   4.3 仿真结果分析与对比
  •     4.3.1 DDQN仿真结果分析
  •     4.3.2 不同控制方式仿真结果对比与分析
  •       1) 优化效果对比与分析
  •       2) 节能效果对比与分析
  •       3) 神经网络结构影响对比与分析
  • 5 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 闫军威,黄琪,周璇

    关键词: 中央空调系统,节能优化运行,强化学习,算法,双神经网络结构,总能耗,室内热舒适性

    来源: 华南理工大学学报(自然科学版) 2019年01期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 建筑科学与工程

    单位: 华南理工大学机械与汽车工程学院

    基金: 国家自然科学基金青年基金资助项目(51408233),广东省科技计划项目(2016B090918105),广东省自然科学基金资助项目(2017A030310162,2018A030313352)~~

    分类号: TU831.1

    页码: 135-144

    总页数: 10

    文件大小: 444K

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