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一种基于有向图的冷热源节能控制方法及系统

文献发布时间:2024-04-18 19:58:21


一种基于有向图的冷热源节能控制方法及系统

技术领域

本发明涉及冷热源系统技术领域,尤其是涉及一种基于有向图的冷热源节能控制方法及系统。

背景技术

当前,随着能源供应方式的不断变革,建立资源节约型和环境友好型社会的呼声越来越高,为满足人民群众对建设美好生活的愿望,缓解能源资源和环境的多重压力,同时也是协调社会的发展与环境保护的关系,需要大力推动能源的发展变革与高效利用,但目前的能源系统的消耗很高,对于节能产品的落地存在较多的问题,如何在满足末端冷负荷的情况下,做到实时调整,让设备做到最佳协同工作状态,既无一个统一的数学模型,也没有较明确的方法。目前大多数冷热源系统的节能产品并无冷热源设备布局抽象结构,依据现场环境参数定制相应节能方案,通过提前定制的若干方案间切换,来实现不同季节或气候环境下的最佳节能用电方案。但这种方法一旦设备部署位置以及环境发生不在提前设置的方案中的变化时,往往会导致整套节能方案的调整,无法及时适应环境的变化。

在中国专利文献上公开的“一种数据中心的节能方法、装置、设备及介质”,其公开号为CN116225187A,公开日期为2023-06-06,包括:针对数据中心各制冷设备的各可控参数,分别遍历各可控参数的参数值限制范围内的参数值,每遍历一次,基于由各制冷设备的功能预测模型构成的串联模型,结合本次遍历的各可控参数的参数值,获得各制冷设备的功能参数的参数值;若各功能参数的参数值满足安全条件,则通过任一制冷设备的能耗预测模型,基于相应的功能参数的参数值,获得该制冷设备的预测能耗,进而获得预测总能耗;基于多次遍历获得的预测总能耗,选择满足预设条件的预测总能耗,并将对应的各可控参数的参数值作为推荐参数值组合。该技术方案是根据设备的历史数据对设备的总能耗进行预测来推荐合适的节能控制参数组合,也即是提前定制若干可能的节能控制方案,来实现不同季节或气候环境下的切换;但是一旦设备部署位置或环境发生不在提前设置的方案中的变化时,对于设备的能耗预测和推荐参数组合的预测就不准确,需要重新收集相应环境下的历史数据再进行预测,也就无法达到节能控制的目的,其无法及时适应环境变化。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中通过对提前设置不同的固定节能方案间的切换来实现不同季节或气候下的节能,但是对于设备部署位置或环境发生超出固定节能方案的情况,无法及时适应环境进行节能调节的问题,提供了一种基于有向图的冷热源节能控制方法及系统,以有向图为基础抽象设备间的连接关系,并以此结合系统中的控制策略来对冷热源系统进行运行参数的动态调整,克服了现有技术中固定节能方案下无法及时适应环境的缺点,在保证末端供冷量的情况下降低耗电量,提高节能率。

为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

一种基于有向图的冷热源节能控制方法,包括:

根据冷热源系统中所有设备的连通关系和循环关系绘制有向图;

按照设备优先级和有向图,在优化择优单元中计算待启动的内循环和外循环的最优通路;最优通路的设备的启动指令依次通过修正保护单元和反馈校验单元的校验后得到启动指令集,并将冷热源系统转为启动态;

按照预设的启动顺序执行启动指令集将启动态转为运行态;

处于运行态的冷热源系统,通过智能调节单元进行运行参数的调节。

本发明中先根据冷热源系统中的所有设备连通关系进行抽象绘制出有向图,在有向图的基础上进行内循环和外循环的最优通路的选择计算,并在启动所有最优通路上的设备进入运行态后再根据实际情况进行运行参数的调节;相比于现有技术提前设置若干套固定的节能方案,如高于某一温度时设备全开,在某以温度区间范围内开启半数的设备等,在温度变动或其他环境变动时,节能方案却无法及时适应环境进行精细化调节的问题,本发明采用动态调整的方式,末端冷负荷不足时,相应的调整设备提高制冷量或流量,末端冷负荷过量时,降低制冷量或流量,从而在保证末端供冷量的情况下降低耗电量,提高节能率。

作为优选,所述有向图中包含有冷机、冷冻泵、冷却泵、冷却塔和蝶阀;以设备间的连线表示水流通路,线上的箭头方向表示水流方向;同时按照冷机、冷却泵、冷却塔和冷机的顺序作为外循环,按照冷机、冷冻泵、室内、冷机的顺序作为内循环;蝶阀根据实际需要设置在外循环或内循环中。

本发明中的有向图上不同类型的设备采用不同的标记表示,且每个设备都对应有其唯一的编号便于查找;内循环和外循环在进行各自的最优通路计算时,只需要考虑本侧循环所包含的设备即可。

作为优选,在计算待启动的内循环和外循环的最优通路之前需要预先设置不同类型设备的优先级,分别对内循环中的不同类型设备和外循环中的不同类型设备进行优先级排序;同时对所有设备进行检测并排除异常设备。

本发明中按照系统中设备的重要性进行优先级排序,由于内循环和外循环都是封闭的环,因此以优先级最高的设备为起始进行选择,按照优先级顺序依次选择相连通的下一优先级设备可以完成整个循环链路上的设备的择优选择;对于检测异常的设备进行排除,不作为选择进入最优通路的选项。

作为优选,对于内循环的最优通路:

在优先级最高类型的设备中选择运行时间最少的设备作为第一待启动设备;

在优先级第二类型的设备中,选择在有向图中与第一待启动设备连通,且运行时间最少的设备作为第二待启动设备;

重复上述步骤直到完成对内循环中所有类型设备的选择,完成内循环的最优通路;

外循环的最优通路的计算方法与内循环的最优通路相同。

本发明中内循环的最优通路的计算方法和外循环的最优通路的计算方法相同,内循环中是对冷机-冷冻侧蝶阀-冷冻泵-室内-冷机的选择,其中冷冻侧蝶阀可以不安装;外循环中是对冷机-冷却侧蝶阀-冷却泵-冷却塔进水蝶阀-冷却塔-冷机的选择,其中冷却侧蝶阀和冷却塔进水蝶阀都可以不安装。

作为优选,在获取内循环和外循环的最优通路上的所有设备后,先对各设备的启动指令通过修正保护单元进行紧前校验计算,检测设备启动时紧前设备是否启动;

然后对各设备通过反馈校验单元进行闭锁计算,校验启动指令进行下发的结果是否符合预期;完成修正保护单元和反馈校验单元的校验后,得到启动指令集并将冷热源系统转为启动态。

本发明中通过修正保护单元进行紧前校验计算的目的在于对本身的启动指令进行修正保护,保证冷热源系统内的设备的安全工作;通过反馈校验单元进行闭锁计算的目的在于验证启动指令下发后的结果是否符合预期;在都完成校验且没有缺漏和问题后转为启动态,并暂时锁定系统,不能对冷热源系统进行操作。

作为优选,所述将启动态转为运行态的过程包括:

预设设备的启动顺序,并按启动顺序执行启动指令集;

若所有设备的启动指令集全部执行成功,则冷热源系统完成启动将启动态转为运行态;

若启动过程中有任何设备的启动指令集执行返回失败,则停止后续指令集的下发并转为关闭态,反向关闭之前已启动的设备。

本发明中启动顺序按照冷却塔-冷却侧蝶阀-冷却泵-冷冻侧蝶阀-冷冻泵-冷机执行启动指令集,并且在启动过程中继续进行校验流程,默认会进行3次校验,3次都失败后则按照启动顺序的反向顺序关闭之前启动的设备。

作为优选,所述处于运行态的冷热源系统,通过智能调节单元实时获取设置在冷热源系统中的传感器数据进行运行参数调节;

智能调节单元的参数调节指令通过修正保护单元的紧前校验计算和上下限保护计算,然后再通过反馈校验单元的闭锁计算,输出控制指令集控制冷热源系统的运行参数调节。

本发明中在运行态的过程中,通过智能调节单元获取冷热源系统的运行数据进行运行参数的调节,降低或者提高运行负荷,在满足末端冷量的前提下进行节能控制;对于运行参数调节过程中的参数调节指令,也同样需要经过校验流程,通过修正保护单元和反馈校验单元的校验后输出控制指令集到相应的设备调节运行参数。

作为优选,所述智能调节单元中包括:

冷却塔加减机调节,根据冷却塔平均进水温度与进水温度阈值的比较增加或减少冷却塔;冷机加减机调节,根据冷机运行时平均电流的百分比与电流阈值的比较增加或减少冷机;冷机的增加或减少需要启动或关闭该冷机所对应的最优通路上的所有设备;

冷冻泵变频调节,根据冷机冷冻侧供回水温度差采用PID算法调节冷冻泵频率。

本发明中的智能调节单元储存有针对不同设备的智能调节方法,从而实现针对环境变化的及时的精细化调节。

一种基于有向图的冷热源节能控制系统,包括:

数据采集模块,采集冷热源系统中包括故障状态、运行状态在内的数据信息;

系统建模模块,根据冷热源系统中所有设备的连通关系和循环关系绘制有向图;

控制模块,包括反馈校验单元、修正保护单元、智能调节单元和优化择优单元,控制冷热源系统的运行状态。

本发明中数据采集模块设置在冷热源系统的各个设备上以及水管的进出口位置,检测设备的故障状态、是否运行开启以及运行过程中的状态数据;系统建模模块可以绘制出表现设备连通关系和循环关系的有向图,并直观地进行显示,同时可以对正在运行态的设备连通链路进行突出显示;控制模块则用于控制系统的运行以及动态调节。

作为优选,所述反馈校验单元校验指令下发到设备后设备执行的状态是否符合预期;

所述修正保护单元在指令下发前对设备状态及指令本身进行校验,保护系统的安全工作;

所述智能调节单元中保存有预设的调节方案,根据获取的冷热源系统实际运行参数进行调节;所述优化择优单元对智能调节单元的输出结果进行优化,同时对冷热源系统启动前的最优通路进行择优选择。

本发明中基于有向图和反馈校验单元、修正保护单元、智能调节单元、优化择优单元中的控制策略来实现冷热源系统的动态精细调节,在保证末端供冷量的情况下降低耗电量,提高节能率。

本发明具有如下有益效果:以有向图为基础抽象设备间的连接关系,并以此结合系统中的控制策略来对冷热源系统进行运行参数的动态调整,克服了现有技术中固定节能方案下无法及时适应环境的缺点,在保证末端供冷量的情况下降低耗电量,提高节能率;本发明的节能控制方法无需根据现场部署情况定制化功能即可完成现实-虚拟模型的转换,且策略控制以有向图为基础进行计算更为灵活,反应调节速度更快。

附图说明

图1是本发明中冷热源节能控制方法的流程图;

图2是本发明实施例中绘制出的冷热源系统的有向图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1所示,一种基于有向图的冷热源节能控制方法,包括:

根据冷热源系统中所有设备的连通关系和循环关系绘制有向图。

有向图中包含有冷机、冷冻泵、冷却泵、冷却塔和蝶阀;以设备间的连线表示水流通路,线上的箭头方向表示水流方向;同时按照冷机、冷却泵、冷却塔和冷机的顺序作为外循环,按照冷机、冷冻泵、室内、冷机的顺序作为内循环;蝶阀根据实际需要设置在外循环或内循环中。

按照设备优先级和有向图,在优化择优单元中计算待启动的内循环和外循环的最优通路。

在计算待启动的内循环和外循环的最优通路之前需要预先设置不同类型设备的优先级,分别对内循环中的不同类型设备和外循环中的不同类型设备进行优先级排序;同时对所有设备进行检测并排除异常设备。

对于内循环的最优通路:

在优先级最高类型的设备中选择运行时间最少的设备作为第一待启动设备;

在优先级第二类型的设备中,选择在有向图中与第一待启动设备连通,且运行时间最少的设备作为第二待启动设备;

重复上述步骤直到完成对内循环中所有类型设备的选择,完成内循环的最优通路;

外循环的最优通路的计算方法与内循环的最优通路相同。

最优通路的设备的启动指令依次通过修正保护单元和反馈校验单元的校验后得到启动指令集,并将冷热源系统转为启动态。

在获取内循环和外循环的最优通路上的所有设备后,先对各设备的启动指令通过修正保护单元进行紧前校验计算,检测设备启动时紧前设备是否启动;

然后对各设备通过反馈校验单元进行闭锁计算,校验启动指令进行下发的结果是否符合预期;完成修正保护单元和反馈校验单元的校验后,得到启动指令集并将冷热源系统转为启动态。

按照预设的启动顺序执行启动指令集将启动态转为运行态。

将启动态转为运行态的过程包括:

预设设备的启动顺序,并按启动顺序执行启动指令集;

若所有设备的启动指令集全部执行成功,则冷热源系统完成启动将启动态转为运行态;

若启动过程中有任何设备的启动指令集执行返回失败,则停止后续指令集的下发并转为关闭态,反向关闭之前已启动的设备。

处于运行态的冷热源系统,通过智能调节单元进行运行参数的调节。

处于运行态的冷热源系统,通过智能调节单元实时获取设置在冷热源系统中的传感器数据进行运行参数调节;

智能调节单元的参数调节指令通过修正保护单元的紧前校验计算和上下限保护计算,然后再通过反馈校验单元的闭锁计算,输出控制指令集控制冷热源系统的运行参数调节。

智能调节单元中包括:

冷却塔加减机调节,根据冷却塔平均进水温度与进水温度阈值的比较增加或减少冷却塔;冷机加减机调节,根据冷机运行时平均电流的百分比与电流阈值的比较增加或减少冷机;冷机的增加或减少需要启动或关闭该冷机所对应的最优通路上的所有设备;

冷冻泵变频调节,根据冷机冷冻侧供回水温度差采用PID算法调节冷冻泵频率。

本发明中先根据冷热源系统中的所有设备连通关系进行抽象绘制出有向图,在有向图的基础上进行内循环和外循环的最优通路的选择计算,并在启动所有最优通路上的设备进入运行态后再根据实际情况进行运行参数的调节;相比于现有技术提前设置若干套固定的节能方案,如高于某一温度时设备全开,在某以温度区间范围内开启半数的设备等,在温度变动或其他环境变动时,节能方案却无法及时适应环境进行精细化调节的问题,本发明采用动态调整的方式,末端冷负荷不足时,相应的调整设备提高制冷量或流量,末端冷负荷过量时,降低制冷量或流量,从而在保证末端供冷量的情况下降低耗电量,提高节能率。

本发明中的有向图上不同类型的设备采用不同的标记表示,且每个设备都对应有其唯一的编号便于查找;内循环和外循环在进行各自的最优通路计算时,只需要考虑本侧循环所包含的设备即可。

本发明中按照系统中设备的重要性进行优先级排序,由于内循环和外循环都是封闭的环,因此以优先级最高的设备为起始进行选择,按照优先级顺序依次选择相连通的下一优先级设备可以完成整个循环链路上的设备的择优选择;对于检测异常的设备进行排除,不作为选择进入最优通路的选项。

本发明中内循环的最优通路的计算方法和外循环的最优通路的计算方法相同,内循环中是对冷机-冷冻侧蝶阀-冷冻泵-室内-冷机的选择,其中冷冻侧蝶阀可以不安装;外循环中是对冷机-冷却侧蝶阀-冷却泵-冷却塔进水蝶阀-冷却塔-冷机的选择,其中冷却侧蝶阀和冷却塔进水蝶阀都可以不安装。

本发明中通过修正保护单元进行紧前校验计算的目的在于对本身的启动指令进行修正保护,保证冷热源系统内的设备的安全工作;通过反馈校验单元进行闭锁计算的目的在于验证启动指令下发后的结果是否符合预期;在都完成校验且没有缺漏和问题后转为启动态,并暂时锁定系统,不能对冷热源系统进行操作。

本发明中启动顺序按照冷却塔-冷却侧蝶阀-冷却泵-冷冻侧蝶阀-冷冻泵-冷机执行启动指令集,并且在启动过程中继续进行校验流程,默认会进行3次校验,3次都失败后则按照启动顺序的反向顺序关闭之前启动的设备。

本发明中在运行态的过程中,通过智能调节单元获取冷热源系统的运行数据进行运行参数的调节,降低或者提高运行负荷,在满足末端冷量的前提下进行节能控制;对于运行参数调节过程中的参数调节指令,也同样需要经过校验流程,通过修正保护单元和反馈校验单元的校验后输出控制指令集到相应的设备调节运行参数。本发明中的智能调节单元储存有针对不同设备的智能调节方法,从而实现针对环境变化的及时的精细化调节。

一种基于有向图的冷热源节能控制系统,包括:

数据采集模块,采集冷热源系统中包括故障状态、运行状态在内的数据信息;

系统建模模块,根据冷热源系统中所有设备的连通关系和循环关系绘制有向图;

控制模块,包括反馈校验单元、修正保护单元、智能调节单元和优化择优单元,控制冷热源系统的运行状态。

反馈校验单元校验指令下发到设备后设备执行的状态是否符合预期;

所述修正保护单元在指令下发前对设备状态及指令本身进行校验,保护系统的安全工作;

所述智能调节单元中保存有预设的调节方案,根据获取的冷热源系统实际运行参数进行调节;所述优化择优单元对智能调节单元的输出结果进行优化,同时对冷热源系统启动前的最优通路进行择优选择。

本发明中数据采集模块设置在冷热源系统的各个设备上以及水管的进出口位置,检测设备的故障状态、是否运行开启以及运行过程中的状态数据;系统建模模块可以绘制出表现设备连通关系和循环关系的有向图,并直观地进行显示,同时可以对正在运行态的设备连通链路进行突出显示;控制模块则用于控制系统的运行以及动态调节。

本发明中基于有向图和反馈校验单元、修正保护单元、智能调节单元、优化择优单元中的控制策略来实现冷热源系统的动态精细调节,在保证末端供冷量的情况下降低耗电量,提高节能率。

在本发明的实施例中首先按照冷热源系统当前的设计布局进行数字建模,并在每个设备实例边上的标注代表具体的设备编号,例如冷机边上的#1表示1号冷机,编号没有明确要求,只需满足整个系统中同类型设备内唯一即可,以此编号告知实施人员系统中每台设备唯一的编号。

然后根据系统内冷热源系统中的所有设备绘制如图2所示的有向图,圆形对应的点表示具体的设备实例,实例包含冷机CM、冷冻泵FP、冷却泵CP、冷却塔CT、蝶阀五类设备(控制水流的五大类),同时CF表示冷却侧蝶阀,FF表示冷冻侧蝶阀,IN代表室内,图中只有冷机CM1左右添加了蝶阀,冷机CM2、CM3左右没有添加蝶阀,是为了表示可以适配有阀及无阀同时存在的不同现场情况。HU为虚点,所有HU代表汇聚点,为主管与支管的交界三通(两支管以上为多通)。

图中设备间通过线进行两两连接,形成水流的通路,线上的箭头表示水流方向;实现表示水流方向为图中向右,虚线表示水流方向为图中向左。图以冷机为分界线,划分为两部分,左侧为外循环部分,右侧为内循环部分。外循环即冷机->冷却侧蝶阀->冷却泵->冷却塔进水蝶阀->冷却塔->冷机。内循环即冷机->冷冻侧蝶阀->冷冻泵->室内->冷机。内外两侧循环进行各自通路计算时只需满足本侧水流可以从冷机流出,经过室内(外循环为冷却塔),再回到冷机即可。

表1为冷热源系统布局数字建模后的单个设备实例及设备实例间的水管通路(边)的结构数据,记录了设备实例的类型及唯一编号(上述图1中的唯一编号),若冷机#1在内循环中连接了相邻的冷冻泵#1及冷冻泵#2,则系统保存冷机#1->冷冻泵#1、冷机#1->冷冻泵#2两条有向边。若冷机#1在外循环侧连接了相邻的冷却泵#1,则系统保存冷机#1->冷却泵#1一条有向边。以此类推,按水流正方向建立设备间两两连接的关系,整个系统中边的方向与两侧设备共同确定边的唯一性。

表1设备及管理结构化整合数据格式设备表

水管表

对于控制模块中的具体控制策略:

反馈校验单元:采用闭锁计算主要用于校验指令下发到设备后设备执行的状态是否符合预期。

修正保护单元:主要用于在指令下发前对设备状态及指令本身进行校验,保护硬件;包括紧前校验计算,用于校验设备启动时紧前设备是否已启动,例如:冷机启动前要校验两侧的冷冻泵、冷却泵是否开启,冷冻(却)泵启动前需要校验对应的冷冻(却)侧蝶阀是否开启;上下限保护计算,用于校验控制指令下发的值是否在安全范围内,例如冷机出水温度控制限制在7-12摄氏度,则下限7摄氏度,上限12摄氏度。

智能调节单元:主要用于各类设备对于环境做出对应的响应达到节能目的;包括有:

1、冷却塔加减机调节,根据冷却塔平均进水温度调整冷却塔加减机,高于30摄氏度时加机,低于30摄氏度时减机;

2、冷机加减机调节,根据冷机运行时平均电流百分比调整冷机加减机,电流百分比大于90%时加机,小于50%时减机,冷机加减机需要按系统启动流程启动(关闭)对应冷机的一条链路上的所有设备;

3、冷冻泵变频调节,根据冷机冷冻侧供回水温差采用PID算法调节冷冻泵频率,回水温度差大于5摄氏度升频20HZ,回水温度差小于5摄氏度降频20HZ;

4、旁通阀开度调节,根据冷冻侧供回水压差调节旁通阀开度。

优化择优单元:主要对智能调节单元输出的结果进行具体择优或优化,以及对系统启动前外循环和内循环的最优通路的选择;通过负载均衡计算,在满足水流通路存在多台同类设备时,优先选择运行时间较短的设备实例。

进行冷热源系统的启动过程中,按照设备重要性优先级,如冷机>冷冻泵>冷却泵>冷却塔>冷冻侧蝶阀>冷却侧蝶阀,结合设备的异常情况、优化择优单元以及有向图,分别预计算本次内外循环最优通路。计算步骤如下:

首先获取冷热源系统中所有设备实例,检查实例异常点位,将异常的设备实例先排除在本次运行之外,并通知运维人员去现场对异常的设备进行检修,异常检测分两种:冷机、冷冻泵、冷却泵、冷却塔、蝶阀中配置了异常状态点位的检测装置,表示设备的故障状态,提供该点位的值;人为定期检查发现设备异常,则会在系统中记录异常设备情况。

内循环最优通路的启动设备预计算:

步骤1、冷机作为重要性级别最高的机器最先计算,通过优化择优单元中的负载均衡计算,以设备总运行时长作为标准,从正常的冷机中,选择出运行时间最少的冷机,假设本次计算结果冷机最优为冷机#1;

步骤2、结合冷热源系统的有向图,在固定选择冷机#1的情况下,根据有向图中的连通性及负载均衡计算选择出优先级第二的冷冻泵实例。

步骤3、重复上述步骤的操作,直到完成冷机->冷冻侧蝶阀->冷冻泵->室内>冷机的整个内循环。

外循环最优通路的启动设备预计算:

步骤1、冷机作为重要性级别最高的机器最先计算,通过优化择优单元中的负载均衡计算,以设备总运行时长作为标准,从正常的冷机中,选择出运行时间最少的冷机,假设本次计算结果冷机最优为冷机#1;

步骤2、结合冷热源系统的有向图,在固定选择冷机#1的情况下,根据有向图中的连通性及负载均衡计算选择出优先级第二的冷却泵实例,假设冷却泵最优为冷却泵#1。

步骤3、结合冷热源系统的有向图,在固定选择冷却泵#1的情况下,根据有向图中的连通性及负载均衡计算选择出优先级第三的冷却塔实例,

步骤4、重复上述步骤的操作,直到完成冷机->冷却侧蝶阀->冷却泵->冷却塔>冷机的整个外循环。

在本实施例中设定初始启动所有种类设备均为一台,运行时根据智能调节单元和优化择优单元进行加减机调整。因为一般冷源会在早上启动,冷负荷还未达到顶峰,所以设计考虑启动时只启动一台冷机。冷机加减机计算中设定了增加冷机必须紧跟增加一条完整链路上的全部设备。蝶阀在对应通路的冷冻泵前开启即可。初始设备的冷冻泵、冷却泵频率默认为60HZ,实施人员也可自行配置启动时工况参数,在启动时附带下发。冷却泵运行时基本不调整,冷冻泵运行时根据智能调节单元中的供回水温差调节冷冻泵频率进行实时调整。

对最优通路中的设备预计算完成后,获得所有本次需要启动的设备实例,如冷机#1、冷冻泵#1、冷却泵#2、冷却塔#3,再对各设备的启动指令通过校验流程进行校验。

通过修正保护单元进行二次计算,二次计算目的在于对本身的启动指令进行修正保护计算,例如修正保护单元中的紧前校验计算,当获取到冷机需要启动时,则冷机需要校验其两侧的冷冻泵和冷却泵是否都至少有一台正在运行状态中,目的时为了保护冷机的安全工作,防止水流堵在冷机内部导致结霜,二次计算后输出紧前设备运行状态校验的指令。

二次计算完成后再对各设备通过反馈校验单元进行三次计算,三次计算目的在于对本身的启动指令进行下发结果校验计算,例如反馈校验单元中的闭锁计算会对开启设备指令进行反馈点位匹配,然后生成反馈点位是否达到设备开启状态的校验,反馈点位匹配是通过人为操作匹配,例如冷机开关机控制点位的反馈点位,实施人员通过设置,定义为冷机开关机状态点位。

完成校验流程的校验后得到各设备实例在启动时需要执行的启动指令集,校验无缺漏后将本冷热源系统转为启动态,暂时锁定系统,完成启动前,其余用户不得再对该冷热源系统进行任何操作;其余用户只有在系统启动完成后可以对系统进行操作。

启动态开始,按配置的启动顺序,如冷却塔->冷却测蝶阀->冷却泵->冷冻侧蝶阀->冷冻泵->冷机,以此执行完成校验流程得出的对应类型下设备实例的启动指令集。中间任何设备指令集执行返回(可以是控制失败,也可以是控制后的校验失败)失败则停止后续设备实例的指令集下发,转为关闭态,并依次反向关闭之前已启动的设备。所有设备实例的启动指令集全部执行成功,则冷热源系统启动成功,系统从启动态转为运行态。

转为运行态的冷热源系统,开始使用智能调节单元实时获取传感器数据进行运行参数调整,降低或提高运行负荷,在满足末端冷量的前提下进行节能。此处以智能调节单元中的冷冻泵变频调节为例进行说明。智能调节单元以固定周期,如5min,采集冷机冷冻侧供水温度计与回水温度计温度,计算供回水温差,如果供回水温差大于5摄氏度,则说明末端冷量需求偏大,需要增加冷冻泵频率,实现流量增大;如果供回水温差小于5摄氏度,则说明末端冷量需求偏小,需要减小冷冻泵频率。对于智能调节单元输出的参数调节指令,依次经过修正保护单元和反馈校验单元的校验流程后,计算输出控制指令集下发到运行中的冷冻泵,以最佳回水温差5℃作为标准值,使用PID算法持续对冷冻泵控制调整,达到水温温差的动态稳定。经过校验流程输出的指令集,例如启动指令集会输出两条指令:运行控制指令和运行状态校验指令;出水温度调节指令集会输出两条指令:出水温度调节指令(经过修正保护单元中的上下限保护计算后的指令)和出水温度反馈点位查询指令。

冷热源系统在运行态下运行时,支持设备的临时上下线,不影响通路配置,仅为本次运行中由于某些原因(比如巡检时发现设备故障)下线某些设备,那么下线的设备关联的通路会断开,无法再参与智能调节。本系统也支持策略的临时切换。

此处以智能调节单元中的冷机加减机调节为例进行说明。初始启动时只启动一台冷机以及其所在的内循环和外循环的最优通路上的设备;智能调节单元以固定周期,如5min,计算冷机运行时平均电流百分比;如果冷机运行时的平均电流百分比大于90%时说明运行负荷较高,需要增加一台冷机,此时优化择优单元从剩余未启动的正常冷机中选择总运行时间最短的冷机作为增加的冷机,并启动该冷机所对应的内循环和外循环通路上的所有设备;对于增加冷机的启动指令,同样需要依次通过修正保护单元和反馈校验单元的校验流程后输出启动指令集到对应设备进行启动。

上述实施例是对本发明的进一步阐述和说明,以便于理解,并不是对本发明的任何限制,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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技术分类

06120116480926