一種基于云計(jì)算的節(jié)能管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于云計(jì)算的節(jié)能管理系統(tǒng)，包括所述基于云計(jì)算的節(jié)能管理系統(tǒng)包括云平臺(tái)中心單元和與其相連的節(jié)能控制單元；其中，所述云平臺(tái)中心單元通過云平臺(tái)對接收的該節(jié)能控制單元的能耗數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)和節(jié)能策略參數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，調(diào)整節(jié)能策略參數(shù)并反饋給該節(jié)能控制單元，以實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)的智能節(jié)能管理；所述的節(jié)能控制單元能夠采集能耗數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)和節(jié)能策略參數(shù)，并將采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送給該云平臺(tái)中心單元，并且所述節(jié)能控制單元根據(jù)該云平臺(tái)中心單元調(diào)整后的節(jié)能策略參數(shù)自動(dòng)的對節(jié)能策略進(jìn)行調(diào)整，并實(shí)施節(jié)能操作。因此，本發(fā)明所述的基于云計(jì)算的節(jié)能管理系統(tǒng)能夠適用于制冷機(jī)房能源管理和安全運(yùn)營。
【專利說明】一種基于云計(jì)算的節(jié)能管理系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是指一種基于云計(jì)算的節(jié)能管理系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]對制冷機(jī)房進(jìn)行節(jié)能改造，降低建筑中的空調(diào)系統(tǒng)能耗，具有非常重要的意義。制冷機(jī)房的能耗包括制冷機(jī)組的能耗，冷凍水泵、冷卻水泵以及冷卻塔的能耗，其中空調(diào)系統(tǒng)中，約60 %?65 %用電負(fù)荷消耗于冷水機(jī)組,約25 %?30 %用電負(fù)荷消耗于冷凍水泵和冷卻水泵，剩余的用電負(fù)荷消耗于風(fēng)機(jī)的輸配上。當(dāng)運(yùn)行在部分負(fù)荷時(shí)，制冷量減小，冷水機(jī)組群控需根據(jù)建筑所需冷負(fù)荷，機(jī)組瞬時(shí)功率，機(jī)組運(yùn)行能效比瞬態(tài)值C0P、機(jī)組運(yùn)行能效比累計(jì)值及差壓旁通閥開度自動(dòng)調(diào)整冷水機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)，達(dá)到最佳節(jié)能目的。當(dāng)制冷量減小，冷水機(jī)組的能耗隨之降低，冷卻水泵、冷水水泵及冷卻塔的能耗比例隨之提高，采用變流量系統(tǒng)，減小冷卻水泵，冷凍水泵及冷卻塔能耗，但有可能由于流量的降低，使得冷水機(jī)組的蒸發(fā)器和冷凝器側(cè)換熱變差，制冷機(jī)組能耗上升。所以，部分負(fù)荷時(shí)，冷水機(jī)組和水泵風(fēng)機(jī)之間需綜合優(yōu)化，應(yīng)以整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)能耗之和最小為目標(biāo)，而不是以某一種設(shè)備或子系統(tǒng)的能耗最小為目標(biāo)。
[0003]目前影響節(jié)能的因素有很多，需要綜合考慮多種因素進(jìn)行節(jié)能管理。但是目前普遍的節(jié)能措施是通過一些簡單的策略并輔助人工進(jìn)行調(diào)整，對使用者的要求較高，且效果較差。重要的是，目前的節(jié)能管理系統(tǒng)有以下幾個(gè)明顯的缺陷:
[0004]1.由于影響節(jié)能的因素較多，目前大部分節(jié)能管理系統(tǒng)僅僅能夠針對特定的、局部的系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)節(jié)能，無法提供較大的解決方案。
[0005]2.目前大部分的節(jié)能系統(tǒng)還不夠智能，必須根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整，并且往往無法提供比較實(shí)用的節(jié)能建議，僅僅是為人工節(jié)能提供參考。
[0006]3.目前大部分的節(jié)能系統(tǒng)的計(jì)算能力有限，只能對少量關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種基于云計(jì)算的節(jié)能管理系統(tǒng)，能夠適用于制冷機(jī)房能源管理和安全運(yùn)營。
[0008]基于上述目的本發(fā)明提供的一種基于云計(jì)算的節(jié)能管理系統(tǒng)，所述基于云計(jì)算的節(jié)能管理系統(tǒng)包括云平臺(tái)中心單元和與其相連的節(jié)能控制單元；其中，所述云平臺(tái)中心單元通過云平臺(tái)對接收的該節(jié)能控制單元的能耗數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)和節(jié)能策略參數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，調(diào)整節(jié)能策略參數(shù)并反饋給該節(jié)能控制單元，以實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)的智能節(jié)能管理；
[0009]所述的節(jié)能控制單元能夠采集能耗數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)和節(jié)能策略參數(shù)，并將采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送給該云平臺(tái)中心單元，并且所述節(jié)能控制單元根據(jù)該云平臺(tái)中心單元調(diào)整后的節(jié)能策略參數(shù)自動(dòng)的對節(jié)能策略進(jìn)行調(diào)整，并實(shí)施節(jié)能操作。
[0010]可選地，所述的基于云計(jì)算的節(jié)能管理系統(tǒng)工作過程包括步驟:
[0011]第一步:當(dāng)所述基于云計(jì)算的節(jié)能管理系統(tǒng)需要對節(jié)能策略進(jìn)行調(diào)整時(shí)，所述節(jié)能控制單元將本系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài)、調(diào)整后節(jié)能策略參數(shù)和當(dāng)前能耗比，通過網(wǎng)絡(luò)上傳到所述云平臺(tái)中心單元；
[0012]第二步:所述的云平臺(tái)中心單元在接收到所述節(jié)能控制單元發(fā)送的系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)和節(jié)能參數(shù)后，將其作為一組輸入數(shù)據(jù)，傳遞到機(jī)器學(xué)習(xí)算法程序中；
[0013]第三步:所述云平臺(tái)中心單元運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)算法，計(jì)算出本次策略調(diào)整后預(yù)期的能耗比，將其與所述節(jié)能控制單元的當(dāng)前能耗比相比較。
[0014]第四步:所述云平臺(tái)中心單元判斷如果預(yù)期能耗比優(yōu)于當(dāng)前能耗比，則執(zhí)行步驟五；如果預(yù)期能耗比差于當(dāng)前能耗比，則對節(jié)能策略參數(shù)在一定范圍內(nèi)進(jìn)行微調(diào)，然后重復(fù)步驟二 ；
[0015]第五步:所述云平臺(tái)中心單元將最終得出的節(jié)能策略參數(shù)反饋給所述節(jié)能控制單元，該節(jié)能控制單元實(shí)施本次調(diào)整。
[0016]進(jìn)一步地，所述節(jié)能控制單元在實(shí)施節(jié)能策略調(diào)整之后，定期將本系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài)、當(dāng)前節(jié)能策略、當(dāng)前能耗比上傳到所述云平臺(tái)中心單元；所述云平臺(tái)中心單元在接收到這些數(shù)據(jù)之后，將其作為一個(gè)樣本，進(jìn)行訓(xùn)練，以提高機(jī)器學(xué)習(xí)算法的準(zhǔn)確度，同時(shí)將上述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在系統(tǒng)中。
[0017]可選地，所述云平臺(tái)中心單元包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、能耗預(yù)測模塊和數(shù)據(jù)報(bào)告模塊；
[0018]其中，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊接收所述節(jié)能控制單元上傳的能耗數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)以及節(jié)能策略參數(shù)并且進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)提供數(shù)據(jù)管理；
[0019]所述數(shù)據(jù)分析模塊與所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊相連，將能耗數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)以及節(jié)能策略參數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，在下次需要調(diào)整策略時(shí)，給出最優(yōu)的節(jié)能策略，反饋給所述節(jié)能控制單兀；
[0020]所述能耗預(yù)測模塊與所述數(shù)據(jù)分析模塊相連，在所述數(shù)據(jù)分析模塊處理后的基礎(chǔ)上，根據(jù)歷史能耗數(shù)據(jù)、現(xiàn)階段的各種能耗數(shù)據(jù)以及狀態(tài)數(shù)據(jù)，對下一個(gè)能耗周期的能耗進(jìn)行預(yù)測，并提供節(jié)能策略；
[0021]所述數(shù)據(jù)報(bào)告模塊與所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊相連，能夠用于綜合分析云平臺(tái)中現(xiàn)有的能耗數(shù)據(jù)，定期給出本段時(shí)間內(nèi)節(jié)能子系統(tǒng)和整個(gè)系統(tǒng)的能耗狀態(tài)，以便于管理者對整個(gè)系統(tǒng)的能耗水平進(jìn)行評估。
[0022]進(jìn)一步地，所述節(jié)能控制單元包括冷水機(jī)組群控模塊、冷凍水溫度控制模塊、冷凍水變流量控制模塊、冷卻水變流量控制模塊、冷卻水溫度控制模塊、主機(jī)系統(tǒng)診斷模塊、水泵運(yùn)營診斷模塊、冷凍水和冷卻水旁通控制模塊、系統(tǒng)COP優(yōu)化控制模塊，其中:
[0023]所述冷水機(jī)組群控模塊，用于使冷水機(jī)組在預(yù)定負(fù)荷范圍內(nèi)運(yùn)行，以使冷水機(jī)組能效比瞬態(tài)值COP最大；
[0024]所述冷凍水溫度控制模塊，用于在部分負(fù)荷時(shí)，若供水溫度不變而回水溫度降低，則延時(shí)一段時(shí)間后再判斷回水溫度是否繼續(xù)降低，回水溫度繼續(xù)降低則提高供水溫度，以提聞冷水機(jī)組效率；
[0025]所述冷凍水變流量控制模塊，用于保證冷水機(jī)組的最低流量，當(dāng)部分負(fù)荷時(shí)，空調(diào)末端需求降低，則將旁通閥門調(diào)小，從而使分集水器之間的壓差增大，冷凍水水泵降頻，保持分集水器之間的壓差，當(dāng)冷凍水水泵降頻至最低頻率時(shí)，頻率不再減小，調(diào)節(jié)旁通閥開度，以保持分集水器之間的壓差；
[0026]所述冷卻水變流量控制模塊，用于當(dāng)空調(diào)部分負(fù)荷時(shí)，若冷卻水流量不變，則冷卻水進(jìn)口溫度和出口溫度之間的溫差降低，此時(shí)降低冷卻水泵頻率，調(diào)節(jié)冷卻水流量，使進(jìn)出口溫差穩(wěn)定在設(shè)計(jì)溫度；
[0027]所述冷卻水溫度控制模塊，用于根據(jù)冷卻水回水溫度和室外濕球溫度的差值來控制冷卻塔風(fēng)機(jī)頻率；
[0028]所述主機(jī)系統(tǒng)診斷模塊，用于通過判斷冷水機(jī)組蒸發(fā)溫度與冷凍水出水溫度的差值是否超出預(yù)定溫度范圍，以及冷凝器溫度與冷水機(jī)組冷卻水出水溫度的差值是否超出預(yù)定溫度范圍，來判斷蒸發(fā)器或冷凝器是否故障；
[0029]所述水泵運(yùn)營診斷模塊，用于通過判斷冷凍水泵和冷卻水泵的實(shí)際功率是否大于預(yù)定倍數(shù)的理論功率來判斷冷凍水泵和冷卻水泵效率是否偏低，從而判斷是否需要對冷凍水泵和冷卻水泵進(jìn)行檢查；
[0030]所述冷凍水和冷卻水旁通控制模塊，用于監(jiān)控制冷機(jī)組不運(yùn)行時(shí)冷凍水、冷卻水總管的供水溫度以及各制冷機(jī)組的供水溫度，當(dāng)冷凍水、冷卻水總管的供水溫度與各制冷機(jī)組的供水溫度相差大于預(yù)定溫度差時(shí)，判斷有旁通現(xiàn)象，發(fā)出報(bào)警信息；
[0031]所述系統(tǒng)COP優(yōu)化控制模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測總供水溫度、回水溫度、流量、制冷機(jī)組功率、冷凍水泵功率、冷卻水泵功率、冷卻塔功率，以計(jì)算當(dāng)前的冷負(fù)荷、總耗功量及系統(tǒng)COP值，根據(jù)總負(fù)荷分別計(jì)算在每種運(yùn)行模式下各冷水機(jī)組的負(fù)荷率，再根據(jù)數(shù)據(jù)庫中各冷水機(jī)組的COP負(fù)載率數(shù)據(jù)表和輔助設(shè)備計(jì)算系數(shù)，計(jì)算整個(gè)冷水機(jī)組系統(tǒng)的COP ;不斷重復(fù)上述計(jì)算過程，平衡各運(yùn)行機(jī)組的負(fù)荷率。
[0032]進(jìn)一步地，所述節(jié)能控制模塊還包括數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊，用于將采集的能耗數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，并自動(dòng)保存在數(shù)據(jù)庫中，供云平臺(tái)分析使用。
[0033]進(jìn)一步地，所述節(jié)能控制模塊還包括報(bào)警規(guī)則設(shè)定模塊和報(bào)警模塊；所述報(bào)警規(guī)則設(shè)定模塊用于根據(jù)節(jié)能控制對象的重要程度進(jìn)行不同報(bào)警規(guī)則的設(shè)定，設(shè)定報(bào)警規(guī)則包括最大值、最小值、報(bào)警持續(xù)時(shí)間、報(bào)警延遲時(shí)間、報(bào)警恢復(fù)時(shí)間、報(bào)警最大次數(shù)、報(bào)警級(jí)別、報(bào)警方式等的設(shè)定，以實(shí)現(xiàn)根據(jù)管理對象的重要程度進(jìn)行不同規(guī)則的監(jiān)測；所述報(bào)警模塊用于在異常出現(xiàn)時(shí)進(jìn)行報(bào)警，在異常出現(xiàn)時(shí)進(jìn)行報(bào)警，以方便即使對異常進(jìn)行處理。
[0034]進(jìn)一步地，所述冷水機(jī)組群控模塊根據(jù)建筑所需冷負(fù)荷、機(jī)組瞬時(shí)功率、機(jī)組運(yùn)行能效比瞬態(tài)值C0P、機(jī)組運(yùn)行能效比累計(jì)值及差壓旁通閥開度自動(dòng)調(diào)整冷水機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)，達(dá)到最佳節(jié)能；冷機(jī)COP瞬態(tài)值可通過如下方法測得:
[0035]C0P = ^ ;
π
[0036]其中Q = CM(tin-tQUt);
[0037]其中tin和tMt為冷凍水進(jìn)出口溫度；
[0038]M為冷凍水流量kg/s ；
[0039]C 為水的比熱 4.18kJ/kg.k ；
[0040]Q為冷凍水制冷量kW ；
[0041 ]W為冷水機(jī)組瞬時(shí)功率kW。
[0042]進(jìn)一步地，所述冷水機(jī)組群控模塊的運(yùn)行策略:
[0043]每增加新一組設(shè)備時(shí)，判斷冷量條件為計(jì)算冷量高于機(jī)組總標(biāo)準(zhǔn)冷量的110%，如果是，則延時(shí)30分鐘后再判斷計(jì)算冷量是否繼續(xù)增大，繼續(xù)增大則開啟新一組設(shè)；關(guān)閉一組設(shè)備時(shí)，則判斷計(jì)算冷量是否低于機(jī)組總標(biāo)準(zhǔn)冷量的70%，如果是，則延時(shí)30分鐘后再判斷冷量是否繼續(xù)減小，繼續(xù)減小則關(guān)閉其中一組運(yùn)行時(shí)間較長的冷水機(jī)組及附屬設(shè)備。
[0044]進(jìn)一步地，所述水泵運(yùn)營診斷模塊用于通過判斷冷凍水泵和冷卻水泵的實(shí)際功率是否大于預(yù)定倍數(shù)的理論功率來判斷冷凍水泵和冷卻水泵效率是否偏低，從而判斷是否需要對冷凍水泵和冷卻水泵進(jìn)行檢查包括:
[0045]水泵的實(shí)際功率N與理論功率Nz對比。水泵的理論功率Nz計(jì)算:
[0046]Nz = G*H*9.8/ η
[0047]其中:G為水泵流量m3/s ；
[0048]H為水泵揚(yáng)程HiH2O ；
[0049]n為水泵效率，取0.6 ;
[0050]當(dāng)水泵的實(shí)際功率N大于1.3倍理論功率Nz時(shí)，說明水泵效率偏低，需要對水泵進(jìn)行檢查。
[0051]從上面所述可以看出，本發(fā)明提供的一種基于云計(jì)算的節(jié)能管理系統(tǒng)，通過所述基于云計(jì)算的節(jié)能管理系統(tǒng)包括云平臺(tái)中心單元和與其相連的節(jié)能控制單元；其中，所述云平臺(tái)中心單元通過云平臺(tái)對接收的該節(jié)能控制單元的能耗數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)和節(jié)能策略參數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，調(diào)整節(jié)能策略參數(shù)并反饋給該節(jié)能控制單元，以實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)的智能節(jié)能管理；所述的節(jié)能控制單元能夠采集能耗數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)和節(jié)能策略參數(shù)，并將采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送給該云平臺(tái)中心單元，并且所述節(jié)能控制單元根據(jù)該云平臺(tái)中心單元調(diào)整后的節(jié)能策略參數(shù)自動(dòng)的對節(jié)能策略進(jìn)行調(diào)整，并實(shí)施節(jié)能操作。從而，本發(fā)明所述的基于云計(jì)算的節(jié)能管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)制冷機(jī)房的能源監(jiān)測、能源計(jì)量、能源優(yōu)化、安全運(yùn)營的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0052]圖1為本發(fā)明實(shí)施例基于云計(jì)算的節(jié)能管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053]圖2為本發(fā)明實(shí)施例云平臺(tái)中心單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054]圖3為本發(fā)明實(shí)施例節(jié)能控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0055]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0056]參閱圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例基于云計(jì)算的節(jié)能管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，所述基于云計(jì)算的節(jié)能管理系統(tǒng)包括云平臺(tái)中心單元101和與其相連的節(jié)能控制單元102。其中，云平臺(tái)中心單元101通過云平臺(tái)對接收的節(jié)能控制單元102的能耗數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)和節(jié)能策略參數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，調(diào)整節(jié)能策略參數(shù)并反饋給節(jié)能控制單元102，以實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)的智能節(jié)能管理。而節(jié)能控制單元102能夠采集能耗數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)和節(jié)能策略參數(shù)，并將采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送給云平臺(tái)中心單元101。另外，節(jié)能控制單元102根據(jù)云平臺(tái)中心單元101調(diào)整后的節(jié)能策略參數(shù)自動(dòng)的對節(jié)能策略進(jìn)行調(diào)整，并實(shí)施節(jié)能操作。
[0057]優(yōu)選地，所述的基于云計(jì)算的節(jié)能管理系統(tǒng)工作過程如下:
[0058]步驟1:當(dāng)所述基于云計(jì)算的節(jié)能管理系統(tǒng)需要對節(jié)能策略進(jìn)行調(diào)整時(shí)，節(jié)能控制單元102將本系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài)(包括環(huán)境溫度、濕度、如水溫度、出水溫度、機(jī)組負(fù)載、機(jī)組數(shù)量、當(dāng)前功率、當(dāng)前COP等)、調(diào)整后節(jié)能策略參數(shù)和當(dāng)前能耗比，通過網(wǎng)絡(luò)上傳到云平臺(tái)中心單元101。
[0059]步驟2:所述的云平臺(tái)中心單元101在接收到所述節(jié)能控制單元102發(fā)送的系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)和節(jié)能參數(shù)后，將其作為一組輸入數(shù)據(jù)，傳遞到機(jī)器學(xué)習(xí)算法程序中。
[0060]步驟3:云平臺(tái)中心單元101運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)算法，計(jì)算出本次策略調(diào)整后預(yù)期的能耗比，將其與節(jié)能控制單元102的當(dāng)前能耗比相比較。
[0061]步驟4:云平臺(tái)中心單元101判斷如果預(yù)期能耗比優(yōu)于當(dāng)前能耗比，則執(zhí)行步驟5 ；如果預(yù)期能耗比差于當(dāng)前能耗比，則對節(jié)能策略參數(shù)在一定范圍內(nèi)進(jìn)行微調(diào)，然后重復(fù)步驟2，重新進(jìn)行預(yù)測。
[0062]步驟5:云平臺(tái)中心單元101將最終得出的節(jié)能策略參數(shù)反饋給節(jié)能控制單元102，該節(jié)能控制單元102實(shí)施本次調(diào)整。
[0063]作為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，節(jié)能控制單元102在實(shí)施節(jié)能策略調(diào)整之后，定期將本系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài)、當(dāng)前節(jié)能策略、當(dāng)前能耗比上傳到云平臺(tái)中心單元101 ;云平臺(tái)中心單元101在接收到這些數(shù)據(jù)之后，將其作為一個(gè)樣本，進(jìn)行訓(xùn)練，以提高機(jī)器學(xué)習(xí)算法的準(zhǔn)確度。同時(shí)將上述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在系統(tǒng)中。
[0064]作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，如圖2所示，為本發(fā)明實(shí)施例云平臺(tái)中心單元的結(jié)構(gòu)示意圖，所述云平臺(tái)中心單元101包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊201、數(shù)據(jù)分析模塊202、能耗預(yù)測模塊203和數(shù)據(jù)報(bào)告模塊204。其中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊201接收節(jié)能控制單元102上傳的能耗數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)以及節(jié)能策略參數(shù)并且進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)提供數(shù)據(jù)管理。數(shù)據(jù)分析模塊202與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊201相連，將能耗數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)以及節(jié)能策略參數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，在下次需要調(diào)整策略時(shí)，給出最優(yōu)的節(jié)能策略，反饋給節(jié)能控制單元102。能耗預(yù)測模塊203與數(shù)據(jù)分析模塊202相連，在數(shù)據(jù)分析模塊202處理后的基礎(chǔ)上，根據(jù)歷史能耗數(shù)據(jù)、現(xiàn)階段的各種能耗數(shù)據(jù)以及狀態(tài)數(shù)據(jù)，對下一個(gè)能耗周期的能耗進(jìn)行預(yù)測，并提供節(jié)能策略。數(shù)據(jù)報(bào)告模塊204，與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊201相連，能夠用于綜合分析云平臺(tái)中現(xiàn)有的能耗數(shù)據(jù)，定期給出本段時(shí)間內(nèi)節(jié)能子系統(tǒng)和整個(gè)系統(tǒng)的能耗狀態(tài)，以便于管理者對整個(gè)系統(tǒng)的能耗水平進(jìn)行評估。
[0065]在實(shí)施例中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊201需要對上傳的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)提供高效的數(shù)據(jù)管理。為了方便大數(shù)據(jù)的處理，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊201在將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫時(shí)采用列存儲(chǔ)的方式，并盡量將每列數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在不同的磁盤上，以提高讀寫效率，避免磁盤競爭。
[0066]在實(shí)施例中，數(shù)據(jù)分析模塊202主要采用機(jī)器學(xué)習(xí)算法中的支持向量機(jī)來實(shí)現(xiàn)。支持向量機(jī)方法是一種建立在統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論的VC維理論和結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)最小原理基礎(chǔ)之上，可以根據(jù)有限的樣本信息在模型的復(fù)雜性和學(xué)習(xí)能力之間尋求最佳折衷。本模塊能夠根據(jù)每個(gè)子系統(tǒng)的狀態(tài)、策略、能耗比等數(shù)據(jù)訓(xùn)練和智能學(xué)習(xí)，在下次需要調(diào)整策略時(shí)，給出當(dāng)前最優(yōu)的節(jié)能策略，反饋給子系統(tǒng)，幫助子系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能策略的調(diào)節(jié)。
[0067]在實(shí)施例中，能耗預(yù)測模塊203在數(shù)據(jù)分析模塊202的基礎(chǔ)上，根據(jù)歷史能耗數(shù)據(jù)和現(xiàn)階段中的各種能耗數(shù)據(jù)、節(jié)能控制單元102的狀態(tài)等等，對下一個(gè)能耗周期的能耗進(jìn)行預(yù)測，并提供節(jié)能策略，方便管理者制定節(jié)能措施。
[0068]在實(shí)施例中，數(shù)據(jù)報(bào)告模塊204能夠綜合分析云平臺(tái)中心單元101中現(xiàn)有的能耗數(shù)據(jù)，定期給出本段時(shí)間內(nèi)的能耗狀態(tài)，以方便管理者對整個(gè)系統(tǒng)的能耗水平進(jìn)行評估。
[0069]作為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，如圖3所示，為本發(fā)明實(shí)施例節(jié)能控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖，所述節(jié)能控制單元102包括冷水機(jī)組群控模塊301、冷凍水溫度控制模塊302、冷凍水變流量控制模塊303、冷卻水變流量控制模塊304、冷卻水溫度控制模塊305、主機(jī)系統(tǒng)診斷模塊306、水泵運(yùn)營診斷模塊307、冷凍水和冷卻水旁通控制模塊308、系統(tǒng)COP優(yōu)化控制模塊309。其中:
[0070]冷水機(jī)組群控模塊301，用于使冷水機(jī)組在預(yù)定負(fù)荷范圍內(nèi)運(yùn)行，以使冷水機(jī)組能效比瞬態(tài)值COP最大。其具體功能包括:
[0071]冷水機(jī)組群控需根據(jù)建筑所需冷負(fù)荷、機(jī)組瞬時(shí)功率、機(jī)組運(yùn)行能效比瞬態(tài)值C0P、機(jī)組運(yùn)行能效比累計(jì)值及差壓旁通閥開度自動(dòng)調(diào)整冷水機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)，達(dá)到最佳節(jié)能目的。冷水機(jī)組群控策略的目的是盡量讓冷水機(jī)組處于最高的效率下運(yùn)行。冷機(jī)COP瞬態(tài)值可通過如下方法測得:
[0072]COP =—；
W
[0073]其中Q = CM(tin-tQUt);
[0074]其中tin和tMt為冷凍水進(jìn)出口溫度；
[0075]M為冷凍水流量kg/s ；
[0076]C 為水的比熱 4.18kJ/kg.k ；
[0077]Q為冷凍水制冷量kW ；
[0078]W為冷水機(jī)組瞬時(shí)功率kW。
[0079]另外，冷機(jī)群控策略是否節(jié)能，最終還需考察冷水機(jī)組群控的COP值。冷機(jī)群控要盡量使冷機(jī)的COP值最大，從而使冷機(jī)在能源使用率最高的狀態(tài)運(yùn)行。
[0080]優(yōu)選地，運(yùn)行策略:
[0081]每增加新一組設(shè)備時(shí)，判斷冷量條件為:計(jì)算冷量高于機(jī)組總標(biāo)準(zhǔn)冷量的110%。如果是，則延時(shí)30分鐘后再判斷計(jì)算冷量是否繼續(xù)增大，繼續(xù)增大則開啟新一組設(shè)。關(guān)閉一組設(shè)備時(shí)，則判斷計(jì)算冷量是否低于機(jī)組總標(biāo)準(zhǔn)冷量的70%，如果是，則延時(shí)30分鐘后再判斷冷量是否繼續(xù)減小，繼續(xù)減小則關(guān)閉其中一組運(yùn)行時(shí)間較長的冷水機(jī)組及附屬設(shè)備。
[0082]由于冷水機(jī)組COP值最高的區(qū)域在70% -100%負(fù)荷。因此，機(jī)組群控應(yīng)該盡量讓冷水機(jī)組在COP值最高的區(qū)域在70% -100%負(fù)荷內(nèi)運(yùn)行。盡量減少冷水機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)。
[0083]優(yōu)選地，機(jī)組聯(lián)鎖控制:
[0084]啟動(dòng):冷卻塔蝶閥開啟，開冷卻塔風(fēng)機(jī)，冷卻水蝶閥開啟，開冷卻水泵，冷凍水蝶閥開啟開冷凍水泵，開冷水機(jī)組。
[0085]停止:停冷水機(jī)組，關(guān)冷凍泵，關(guān)冷凍水蝶閥，關(guān)冷卻水泵，關(guān)冷卻水蝶閥，關(guān)冷卻塔風(fēng)機(jī)、蝶閥。
[0086]冷凍水溫度控制模塊302，用于在部分負(fù)荷時(shí)，若供水溫度不變而回水溫度降低，則延時(shí)一段時(shí)間后再判斷回水溫度是否繼續(xù)降低，回水溫度繼續(xù)降低則提高供水溫度，以提聞冷水機(jī)組效率。其具體功能包括:
[0087]冷凍水供水溫度的優(yōu)化控制用來優(yōu)化冷水機(jī)組和冷凍水分配系統(tǒng)的運(yùn)行，在滿足建筑冷負(fù)荷需要的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)制冷水機(jī)組和冷凍水泵能耗的最小。當(dāng)冷凍水的供水溫度升高時(shí)，空調(diào)末端系統(tǒng)的傳熱效果將會(huì)惡化，因此需要更多的冷凍水量，冷凍水泵能耗將增力口。當(dāng)冷凍水供水溫度降低時(shí)，末端的傳熱效果將會(huì)改善，因此需要較少的冷凍水量，但是隨著冷凍水量的減少，制冷水機(jī)組蒸發(fā)溫度及蒸發(fā)壓力也會(huì)降低，會(huì)增加制冷壓縮機(jī)的能耗。
[0088]合理的優(yōu)化方法應(yīng)該使冷水機(jī)組和冷凍泵的總能耗最小。優(yōu)選地，運(yùn)行策略:
[0089]在設(shè)計(jì)負(fù)荷時(shí)冷凍水供水溫度7 V，回水溫度12°C，在部分負(fù)荷時(shí)，如果供水溫度不變，則回水溫度會(huì)降低，此時(shí)可以提高供水溫度，以提高冷水機(jī)組效率。例如，現(xiàn)在供水溫度7°C，回水溫度10°C，再延時(shí)30分鐘后判斷回水溫度是否繼續(xù)降低，即提高供水溫度，按設(shè)計(jì)回水溫度和實(shí)際回水溫度之差的一半，即提高供水溫度至8°C。
[0090]冷凍水變流量控制模塊303，用于保證冷水機(jī)組的最低流量，當(dāng)部分負(fù)荷時(shí)，空調(diào)末端需求降低，則將旁通閥門調(diào)小，從而使分集水器之間的壓差增大，冷凍水水泵降頻，保持分集水器之間的壓差，當(dāng)冷凍水水泵降頻至最低頻率時(shí)，頻率不再減小，調(diào)節(jié)旁通閥開度，以保持分集水器之間的壓差。其具體功能包括:
[0091]冷凍水系統(tǒng)中存在水泵選型過大問題，工作點(diǎn)嚴(yán)重偏移，泵的效率只有40% -50%左右，造成的結(jié)果是功率偏大，浪費(fèi)了大量的水泵能量。水泵選型過大還會(huì)造成末端空調(diào)機(jī)組電動(dòng)調(diào)節(jié)閥兩端壓降過大，水泵的能量都消耗在閥門的壓降上，同時(shí)還會(huì)造成空調(diào)機(jī)組電動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)溫度時(shí)，在很小的行程上工作，對末端設(shè)備的控制精度也會(huì)造成影響。此外空調(diào)末端水量不足，往往不是水泵功率不夠的原因，系統(tǒng)水力平衡做得不好會(huì)直接造成分末端水力不足，其中這里的空調(diào)末端包括如風(fēng)機(jī)盤管，新風(fēng)機(jī)組，組合式空調(diào)機(jī)組等。
[0092]采用變流量控制系統(tǒng)，即采用變頻器控制冷凍水流量，代替電動(dòng)調(diào)節(jié)閥起到調(diào)節(jié)作用。冷凍泵的動(dòng)力消耗與流量的三次方成正比，比如當(dāng)冷凍水流量為額定流量70 %時(shí)，泵的能源消耗為35%，泵的動(dòng)力消耗可以減少65%。冷凍水流量隨系統(tǒng)變化，這樣避免了旁通流量產(chǎn)生的能量損失又可以保證系統(tǒng)壓差。
[0093]應(yīng)用變流量控制系統(tǒng)，需保證冷凍機(jī)組蒸發(fā)器冷凍水最低流量，否則會(huì)破壞冷凍機(jī)的正常工作狀態(tài)甚至引起制冷機(jī)損壞。
[0094]優(yōu)選地，運(yùn)行策略:
[0095]采用分集水器(本發(fā)明用來當(dāng)做分水器和集水器的簡稱)間的壓差控制及調(diào)節(jié)旁通閥開度，保證冷水機(jī)組的最低流量。當(dāng)部分負(fù)荷時(shí)，末端需求降低，閥門調(diào)小，分集水器之間的壓差增大，水泵降頻，保持分集水器之間的壓差，當(dāng)水泵降頻至最低頻率時(shí)，頻率不再減小，調(diào)節(jié)旁通閥開度，以保持分集水器之間的壓差。
[0096]冷卻水變流量控制模塊304，用于當(dāng)空調(diào)部分負(fù)荷時(shí)，若冷卻水流量不變，則冷卻水進(jìn)口溫度和出口溫度之間的溫差降低，此時(shí)降低冷卻水泵頻率，調(diào)節(jié)冷卻水流量，使進(jìn)出口溫差穩(wěn)定在設(shè)計(jì)溫度。其具體功能包括:
[0097]當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)對冷凍水流量需求降低時(shí)，冷卻水流量需求也會(huì)降低。此時(shí)可以利用變頻器降低冷卻水泵頻率，從而降低系統(tǒng)能耗。當(dāng)空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷降低時(shí)，可以采取降低冷卻水流量、降低冷卻塔風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、減少冷卻塔風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)，提高冷卻水進(jìn)水溫度多種方式降低能耗。
[0098]優(yōu)選地，運(yùn)行策略:
[0099]采用定溫差和最低流量的方法，優(yōu)化冷卻水變流量控制。例如，設(shè)計(jì)時(shí)冷卻水進(jìn)出口溫差5°C，當(dāng)空調(diào)部分負(fù)荷時(shí)，如果冷卻水流量不變，則進(jìn)出口溫差降低(這里進(jìn)出口溫差用來指代冷卻水進(jìn)口溫度和出口溫度之間的差值)，此時(shí)降低冷卻水泵頻率，調(diào)節(jié)冷卻水流量，使進(jìn)出口溫差穩(wěn)定在5°C，冷卻水泵頻率有最低限制，以保障最低冷卻水流量。
[0100]冷卻水溫度控制模塊305，用于根據(jù)冷卻水回水溫度和室外濕球溫度的差值來控制冷卻塔風(fēng)機(jī)頻率。其具體功能包括:
[0101]冷卻塔功能是排除冷水機(jī)組冷凝器側(cè)的熱量，依據(jù)冷卻水回水溫度室外濕球溫度的差值控制冷卻塔風(fēng)機(jī)頻率(例如，冷卻水回水溫度與室外空氣濕球溫度之間的溫差小，說明風(fēng)量過大，則可以降低風(fēng)機(jī)頻率)，對于冷水機(jī)組而言，冷卻水溫越低，冷水機(jī)組的冷凝壓力越低，所以在一定范圍內(nèi)盡量降低冷卻水進(jìn)水溫度，可以提高冷水機(jī)組效率。
[0102]主機(jī)系統(tǒng)診斷模塊306，用于通過判斷冷水機(jī)組蒸發(fā)溫度與冷凍水出水溫度的差值是否超出預(yù)定溫度范圍，以及冷凝器溫度與冷水機(jī)組冷卻水出水溫度的差值是否超出預(yù)定溫度范圍，來判斷蒸發(fā)器或冷凝器是否故障。其具體功能包括:
[0103]冷水機(jī)組蒸發(fā)溫度應(yīng)比冷凍水出水溫度低3-4°C，冷凝器溫度應(yīng)比冷水機(jī)組冷卻水出水溫度高2-4°C，如果超過這個(gè)數(shù)值，說明蒸發(fā)器或冷凝器存在問題應(yīng)及時(shí)清理。例如，當(dāng)冷凝器水側(cè)污垢系數(shù)0.086 (m2.V /kw)，機(jī)組的飽和冷凝溫度tk比污垢系數(shù)為
0.044 (m2.V /kw)時(shí)提高了 2°C，機(jī)組制冷量減少了約2%，耗功量增加了約3.5%，顯然機(jī)組的性能系數(shù)COP也隨著污垢系數(shù)的增大而下降。
[0104]水泵運(yùn)營診斷模塊307，用于通過判斷冷凍水泵和冷卻水泵的實(shí)際功率是否大于預(yù)定倍數(shù)的理論功率來判斷冷凍水泵和冷卻水泵效率是否偏低，從而判斷是否需要對冷凍水泵和冷卻水泵進(jìn)行檢查。其具體功能包括:
[0105]水泵的實(shí)際功率N與理論功率Nz對比。水泵的理論功率Nz計(jì)算:
[0106]Nz = G*H*9.8/n
[0107]其中:G為水泵流量m3/s ；
[0108]H為水泵揚(yáng)程mH20;
[0109]η為水泵效率,取0.6 ；
[0110]當(dāng)水泵的實(shí)際功率N大于1.3倍理論功率Nz時(shí)，說明水泵效率偏低，需要對水泵進(jìn)行檢查(這里水泵是指與冷水機(jī)組一一對應(yīng)的冷凍水泵和冷卻水泵)。
[0111]冷凍水和冷卻水旁通控制模塊308，用于監(jiān)控制冷機(jī)組不運(yùn)行時(shí)冷凍水、冷卻水總管的供水溫度以及各制冷機(jī)組的供水溫度，當(dāng)冷凍水、冷卻水總管的供水溫度與各制冷機(jī)組的供水溫度相差大于預(yù)定溫度差時(shí)，判斷有旁通現(xiàn)象，發(fā)出報(bào)警信息。其具體功能包括:
[0112]在空調(diào)系統(tǒng)中，部分冷水機(jī)組停止運(yùn)行時(shí)，冷凍水和冷卻水依然流經(jīng)不運(yùn)行的冷水機(jī)組，在自控系統(tǒng)中設(shè)置一些電動(dòng)開關(guān)型水閥杜絕這些問題，例如，兩臺(tái)冷水機(jī)組和兩臺(tái)冷凍泵，如果僅有一臺(tái)冷水機(jī)組和冷凍泵運(yùn)行，而冷凍水流經(jīng)未開啟冷水機(jī)組，則依據(jù)水力工況可知，流經(jīng)工作冷水機(jī)組的流量僅為冷凍泵流量的一半，若按常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)冷凍水回水溫度為12°C，供水溫度為7 V，實(shí)際冷凍水總供水平均溫度僅為9.5°C。如果停止冷水機(jī)組水閥關(guān)閉，冷凍水沒有旁通，則達(dá)到同樣的空調(diào)輸送冷量，運(yùn)行冷水機(jī)組送水溫度可以提高2.5°C，水量達(dá)到額定水量，冷水機(jī)組COP可提高。
[0113]也就是說，該模塊監(jiān)測制冷機(jī)組在不運(yùn)行條件下，冷凍水和冷卻水的流通情況。監(jiān)測冷凍水、冷卻水總管的供水溫度，及各制冷機(jī)組的供水溫度，當(dāng)總管的供水溫度與各制冷機(jī)組的供水溫度相差大于2度時(shí)，說明有旁通現(xiàn)象，系統(tǒng)提出報(bào)警。
[0114]系統(tǒng)COP優(yōu)化控制模塊309，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測總供水溫度、回水溫度、流量、制冷機(jī)組功率、冷凍水泵功率、冷卻水泵功率、冷卻塔功率，以計(jì)算當(dāng)前的冷負(fù)荷、總耗功量及系統(tǒng)COP值，根據(jù)總負(fù)荷分別計(jì)算在每種運(yùn)行模式下各冷水機(jī)組的負(fù)荷率，再根據(jù)數(shù)據(jù)庫中各冷水機(jī)組的COP負(fù)載率數(shù)據(jù)表和輔助設(shè)備計(jì)算系數(shù)，計(jì)算整個(gè)冷水機(jī)組系統(tǒng)的COP ;不斷重復(fù)上述計(jì)算過程，平衡各運(yùn)行機(jī)組的負(fù)荷率。其具體功能包括:
[0115]以系統(tǒng)COP為性能指標(biāo)，通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測總供水溫度、回水溫度，流量，制冷機(jī)組功率，冷凍水泵功率，冷卻水泵功率，冷卻塔功率，計(jì)算當(dāng)前的冷負(fù)荷，總耗功量及系統(tǒng)C0P，然后，COP優(yōu)化程序?qū)⒏鶕?jù)總負(fù)荷分別計(jì)算在每種運(yùn)行模式下各冷水機(jī)組的負(fù)荷率(％ )，再根據(jù)數(shù)據(jù)庫中各種冷水機(jī)組的COP負(fù)載率)數(shù)據(jù)表和輔助設(shè)備計(jì)算系數(shù)(例如水泵風(fēng)機(jī)的)，計(jì)算整個(gè)冷水機(jī)組系統(tǒng)的COP。COP優(yōu)化程序在冷水機(jī)組系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，不斷重復(fù)上述計(jì)算過程，平衡各運(yùn)行機(jī)組的負(fù)荷率(％)。當(dāng)系統(tǒng)總的負(fù)荷發(fā)生變化以至于需要啟停機(jī)組變換運(yùn)行模式時(shí)(該不同運(yùn)行模塊可以是臺(tái)數(shù)組合，如開兩臺(tái)75%，還是開三臺(tái)50%等等)，優(yōu)化程序?qū)?huì)自動(dòng)調(diào)用機(jī)組啟停程序，實(shí)現(xiàn)模式切換。這樣就可以使冷水機(jī)組系統(tǒng)一直工作在COP的最優(yōu)狀態(tài)下，達(dá)到優(yōu)化性能、節(jié)約能源的目的。通常冷水機(jī)組的COP負(fù)載率(％)數(shù)據(jù)表和輔助設(shè)備計(jì)算系數(shù)的原始數(shù)據(jù)是根據(jù)機(jī)組的性能測試報(bào)告以及經(jīng)驗(yàn)公式而得的，但是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并不能完全反應(yīng)機(jī)組實(shí)際的運(yùn)行參數(shù)，也不可能覆蓋所有的運(yùn)行工況；另外，隨著機(jī)組運(yùn)行時(shí)間的增加，機(jī)組的性能也會(huì)有所變化。因此使用固定不變的數(shù)據(jù)表計(jì)算出的系統(tǒng)COP會(huì)與實(shí)際情況發(fā)生一定程度的偏差。為此，優(yōu)化程序應(yīng)該具有自適應(yīng)功能，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，計(jì)算在當(dāng)前工況條件下實(shí)際的系統(tǒng)C0P、機(jī)組COP和計(jì)算參數(shù)；然后將這實(shí)際的機(jī)組COP和計(jì)算參數(shù)存儲(chǔ)到對應(yīng)機(jī)組、對應(yīng)工況、對應(yīng)的COP負(fù)荷(％)的數(shù)據(jù)表以及系數(shù)中。這樣隨著系統(tǒng)的運(yùn)行，優(yōu)化程序不斷的計(jì)算實(shí)際的系統(tǒng)C0P，并同步更新這些數(shù)據(jù)表。經(jīng)過一段時(shí)間后，數(shù)據(jù)表就會(huì)被實(shí)際運(yùn)行的參數(shù)所替代，而且在數(shù)據(jù)表中經(jīng)常運(yùn)行的工況點(diǎn)保存的也是最新的數(shù)據(jù)。
[0116]優(yōu)化程序通過自適應(yīng)不斷更新并積累系統(tǒng)最新的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，然后在這些參數(shù)的基礎(chǔ)上選擇系統(tǒng)COP的最優(yōu)運(yùn)行模式。所以，系統(tǒng)就能隨時(shí)適應(yīng)環(huán)境和自身的變換，確保整個(gè)冷水機(jī)組系統(tǒng)始終工作在最優(yōu)工況。在實(shí)際的工程項(xiàng)目中，COP優(yōu)化程序及其數(shù)據(jù)庫將被植入系統(tǒng)控制器硬件中。這樣不僅可以提高程序運(yùn)行速度，而且可以加強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。但這就要求控制器有較快的運(yùn)算速度和較大的內(nèi)存，優(yōu)化程序更精練、高效，且必須經(jīng)過嚴(yán)格的性能和可靠性測試。
[0117]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述節(jié)能控制模塊102還包括數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊310，用于將采集的能耗數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，并自動(dòng)保存在數(shù)據(jù)庫中，供云平臺(tái)分析使用。本模塊可以識(shí)別兼容多種常見協(xié)議，如modbus，bacnet等?？梢詫⒉煌膮f(xié)議數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，并自動(dòng)保存在數(shù)據(jù)庫中，供上層模塊分析使用。
[0118]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述節(jié)能控制模塊102還包括報(bào)警規(guī)則設(shè)定模塊311和報(bào)警模塊312。其中，報(bào)警規(guī)則設(shè)定模塊311用于根據(jù)節(jié)能控制對象的重要程度進(jìn)行不同報(bào)警規(guī)則的設(shè)定。設(shè)定報(bào)警規(guī)則包括最大值、最小值、報(bào)警持續(xù)時(shí)間、報(bào)警延遲時(shí)間、報(bào)警恢復(fù)時(shí)間、報(bào)警最大次數(shù)、報(bào)警級(jí)別、報(bào)警方式等的設(shè)定，以實(shí)現(xiàn)根據(jù)管理對象的重要程度進(jìn)行不同規(guī)則的監(jiān)測。報(bào)警模塊312用于在異常出現(xiàn)時(shí)進(jìn)行報(bào)警。在異常出現(xiàn)時(shí)進(jìn)行報(bào)警，以方便即使對異常進(jìn)行處理。較佳地。報(bào)警模塊312集成了多種報(bào)警方式，包括發(fā)送報(bào)警郵件、發(fā)送報(bào)警短信、發(fā)送聲音報(bào)警等。
[0119]由此可以看出，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的基于云計(jì)算的節(jié)能管理系統(tǒng)，創(chuàng)造性的提出了云平臺(tái)中心單元和與其相連的節(jié)能控制單元，實(shí)現(xiàn)對制冷機(jī)房的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的節(jié)能調(diào)整；通過利用云平臺(tái)的強(qiáng)大的計(jì)算能力，通過機(jī)器學(xué)習(xí)的算法對所有模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練和分析，給出優(yōu)化策略，反饋回各個(gè)模塊，這樣就實(shí)現(xiàn)了對整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)的智能節(jié)能管理；而且，所述基于云計(jì)算的節(jié)能管理系統(tǒng)以眾多的節(jié)能模塊集成的一個(gè)“云系統(tǒng)”;每一個(gè)節(jié)能模塊是一個(gè)自治系統(tǒng)，可以根據(jù)當(dāng)前采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)，綜合預(yù)設(shè)的節(jié)能策略，自動(dòng)對節(jié)能策略進(jìn)行調(diào)整；最后，整個(gè)所述的基于云計(jì)算的節(jié)能管理系統(tǒng)簡便、緊湊，易于實(shí)現(xiàn)。
[0120]所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于云計(jì)算的節(jié)能管理系統(tǒng)，其特征在于，所述基于云計(jì)算的節(jié)能管理系統(tǒng)包括云平臺(tái)中心單元和與其相連的節(jié)能控制單元；其中，所述云平臺(tái)中心單元通過云平臺(tái)對接收的該節(jié)能控制單元的能耗數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)和節(jié)能策略參數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，調(diào)整節(jié)能策略參數(shù)并反饋給該節(jié)能控制單元，以實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)的智能節(jié)能管理； 所述的節(jié)能控制單元能夠采集能耗數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)和節(jié)能策略參數(shù)，并將采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送給該云平臺(tái)中心單元，并且所述節(jié)能控制單元根據(jù)該云平臺(tái)中心單元調(diào)整后的節(jié)能策略參數(shù)自動(dòng)的對節(jié)能策略進(jìn)行調(diào)整，并實(shí)施節(jié)能操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的基于云計(jì)算的節(jié)能管理系統(tǒng)工作過程包括步驟: 第一步:當(dāng)所述基于云計(jì)算的節(jié)能管理系統(tǒng)需要對節(jié)能策略進(jìn)行調(diào)整時(shí)，所述節(jié)能控制單元將本系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài)、調(diào)整后節(jié)能策略參數(shù)和當(dāng)前能耗比，通過網(wǎng)絡(luò)上傳到所述云平臺(tái)中心單元； 第二步:所述的云平臺(tái)中心單元在接收到所述節(jié)能控制單元發(fā)送的系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)和節(jié)能參數(shù)后，將其作為一組輸入數(shù)據(jù)，傳遞到機(jī)器學(xué)習(xí)算法程序中； 第三步:所述云平臺(tái)中心單元運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)算法，計(jì)算出本次策略調(diào)整后預(yù)期的能耗t匕，將其與所述節(jié)能控制單元的當(dāng)前能耗比相比較。 第四步:所述云平臺(tái)中心單元判斷如果預(yù)期能耗比優(yōu)于當(dāng)前能耗比，則執(zhí)行步驟五；如果預(yù)期能耗比差于當(dāng)前能耗比，則對節(jié)能策略參數(shù)在一定范圍內(nèi)進(jìn)行微調(diào)，然后重復(fù)步驟二 ； 第五步:所述云平臺(tái)中心單元將最終得出的節(jié)能策略參數(shù)反饋給所述節(jié)能控制單元，該節(jié)能控制單元實(shí)施本次調(diào)整。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的節(jié)能管理系統(tǒng)，其特征在于，所述節(jié)能控制單元在實(shí)施節(jié)能策略調(diào)整之后，定期將本系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài)、當(dāng)前節(jié)能策略、當(dāng)前能耗比上傳到所述云平臺(tái)中心單元；所述云平臺(tái)中心單元在接收到這些數(shù)據(jù)之后，將其作為一個(gè)樣本，進(jìn)行訓(xùn)練，以提高機(jī)器學(xué)習(xí)算法的準(zhǔn)確度，同時(shí)將上述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在系統(tǒng)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能管理系統(tǒng)，其特征在于，所述云平臺(tái)中心單元包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、能耗預(yù)測模塊和數(shù)據(jù)報(bào)告模塊； 其中，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊接收所述節(jié)能控制單元上傳的能耗數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)以及節(jié)能策略參數(shù)并且進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)提供數(shù)據(jù)管理； 所述數(shù)據(jù)分析模塊與所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊相連，將能耗數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)以及節(jié)能策略參數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，在下次需要調(diào)整策略時(shí)，給出最優(yōu)的節(jié)能策略，反饋給所述節(jié)能控制單元; 所述能耗預(yù)測模塊與所述數(shù)據(jù)分析模塊相連，在所述數(shù)據(jù)分析模塊處理后的基礎(chǔ)上，根據(jù)歷史能耗數(shù)據(jù)、現(xiàn)階段的各種能耗數(shù)據(jù)以及狀態(tài)數(shù)據(jù)，對下一個(gè)能耗周期的能耗進(jìn)行預(yù)測，并提供節(jié)能策略； 所述數(shù)據(jù)報(bào)告模塊與所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊相連，能夠用于綜合分析云平臺(tái)中現(xiàn)有的能耗數(shù)據(jù)，定期給出本段時(shí)間內(nèi)節(jié)能子系統(tǒng)和整個(gè)系統(tǒng)的能耗狀態(tài)，以便于管理者對整個(gè)系統(tǒng)的能耗水平進(jìn)行評估。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的節(jié)能管理系統(tǒng)，其特征在于，所述節(jié)能控制單元包括冷水機(jī)組群控模塊、冷凍水溫度控制模塊、冷凍水變流量控制模塊、冷卻水變流量控制模塊、冷卻水溫度控制模塊、主機(jī)系統(tǒng)診斷模塊、水泵運(yùn)營診斷模塊、冷凍水和冷卻水旁通控制模塊、系統(tǒng)COP優(yōu)化控制模塊，其中: 所述冷水機(jī)組群控模塊，用于使冷水機(jī)組在預(yù)定負(fù)荷范圍內(nèi)運(yùn)行，以使冷水機(jī)組能效比瞬態(tài)值COP最大； 所述冷凍水溫度控制模塊，用于在部分負(fù)荷時(shí)，若供水溫度不變而回水溫度降低，則延時(shí)一段時(shí)間后再判斷回水溫度是否繼續(xù)降低，回水溫度繼續(xù)降低則提高供水溫度，以提高冷水機(jī)組效率； 所述冷凍水變流量控制模塊，用于保證冷水機(jī)組的最低流量，當(dāng)部分負(fù)荷時(shí)，空調(diào)末端需求降低，則將旁通閥門調(diào)小，從而使分集水器之間的壓差增大，冷凍水水泵降頻，保持分集水器之間的壓差，當(dāng)冷凍水水泵降頻至最低頻率時(shí)，頻率不再減小，調(diào)節(jié)旁通閥開度，以保持分集水器之間的壓差； 所述冷卻水變流量控制模塊，用于當(dāng)空調(diào)部分負(fù)荷時(shí)，若冷卻水流量不變，則冷卻水進(jìn)口溫度和出口溫度之間的溫差降低，此時(shí)降低冷卻水泵頻率，調(diào)節(jié)冷卻水流量，使進(jìn)出口溫差穩(wěn)定在設(shè)計(jì)溫度； 所述冷卻水溫度控制模塊，用于根據(jù)冷卻水回水溫度和室外濕球溫度的差值來控制冷卻塔風(fēng)機(jī)頻率； 所述主機(jī)系統(tǒng)診斷模塊，用于通過判斷冷水機(jī)組蒸發(fā)溫度與冷凍水出水溫度的差值是否超出預(yù)定溫度范圍，以及冷凝器溫度與冷水機(jī)組冷卻水出水溫度的差值是否超出預(yù)定溫度范圍，來判斷蒸發(fā)器或冷凝器是否故障； 所述水泵運(yùn)營診斷模塊，用于通過判斷冷凍水泵和冷卻水泵的實(shí)際功率是否大于預(yù)定倍數(shù)的理論功率來判斷冷凍水泵和冷卻水泵效率是否偏低，從而判斷是否需要對冷凍水泵和冷卻水泵進(jìn)行檢查； 所述冷凍水和冷卻水旁通控制模塊，用于監(jiān)控制冷機(jī)組不運(yùn)行時(shí)冷凍水、冷卻水總管的供水溫度以及各制冷機(jī)組的供水溫度，當(dāng)冷凍水、冷卻水總管的供水溫度與各制冷機(jī)組的供水溫度相差大于預(yù)定溫度差時(shí)，判斷有旁通現(xiàn)象，發(fā)出報(bào)警信息； 所述系統(tǒng)COP優(yōu)化控制模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測總供水溫度、回水溫度、流量、制冷機(jī)組功率、冷凍水泵功率、冷卻水泵功率、冷卻塔功率，以計(jì)算當(dāng)前的冷負(fù)荷、總耗功量及系統(tǒng)COP值，根據(jù)總負(fù)荷分別計(jì)算在每種運(yùn)行模式下各冷水機(jī)組的負(fù)荷率，再根據(jù)數(shù)據(jù)庫中各冷水機(jī)組的COP負(fù)載率數(shù)據(jù)表和輔助設(shè)備計(jì)算系數(shù)，計(jì)算整個(gè)冷水機(jī)組系統(tǒng)的COP ;不斷重復(fù)上述計(jì)算過程，平衡各運(yùn)行機(jī)組的負(fù)荷率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的節(jié)能管理系統(tǒng)，其特征在于，所述節(jié)能控制模塊還包括數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換模塊，用于將采集的能耗數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，并自動(dòng)保存在數(shù)據(jù)庫中，供云平臺(tái)分析使用。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的節(jié)能管理系統(tǒng)，其特征在于，所述節(jié)能控制模塊還包括報(bào)警規(guī)則設(shè)定模塊和報(bào)警模塊；所述報(bào)警規(guī)則設(shè)定模塊用于根據(jù)節(jié)能控制對象的重要程度進(jìn)行不同報(bào)警規(guī)則的設(shè)定，設(shè)定報(bào)警規(guī)則包括最大值、最小值、報(bào)警持續(xù)時(shí)間、報(bào)警延遲時(shí)間、報(bào)警恢復(fù)時(shí)間、報(bào)警最大次數(shù)、報(bào)警級(jí)別、報(bào)警方式等的設(shè)定，以實(shí)現(xiàn)根據(jù)管理對象的重要程度進(jìn)行不同規(guī)則的監(jiān)測；所述報(bào)警模塊用于在異常出現(xiàn)時(shí)進(jìn)行報(bào)警，在異常出現(xiàn)時(shí)進(jìn)行報(bào)警，以方便即使對異常進(jìn)行處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的節(jié)能管理系統(tǒng)，其特征在于，所述冷水機(jī)組群控模塊根據(jù)建筑所需冷負(fù)荷、機(jī)組瞬時(shí)功率、機(jī)組運(yùn)行能效比瞬態(tài)值COP、機(jī)組運(yùn)行能效比累計(jì)值及差壓旁通閥開度自動(dòng)調(diào)整冷水機(jī)組運(yùn)行臺(tái)數(shù)，達(dá)到最佳節(jié)能；冷機(jī)COP瞬態(tài)值可通過如下方法測得: COP = ；
W
其中 Q = CM(tin-t0Ut)； 其中tin和twt為冷凍水進(jìn)出口溫度； M為冷凍水流量kg/s ； C為水的比熱4.18kJ/kg.k ； Q為冷凍水制冷量kW ； W為冷水機(jī)組瞬時(shí)功率kW。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的節(jié)能管理系統(tǒng)，其特征在于，所述冷水機(jī)組群控模塊的運(yùn)行策略: 每增加新一組設(shè)備時(shí)，判斷冷量條件為計(jì)算冷量高于機(jī)組總標(biāo)準(zhǔn)冷量的110%，如果是，則延時(shí)30分鐘后再判斷計(jì)算冷量是否繼續(xù)增大，繼續(xù)增大則開啟新一組設(shè)；關(guān)閉一組設(shè)備時(shí)，則判斷計(jì)算冷量是否低于機(jī)組總標(biāo)準(zhǔn)冷量的70%，如果是，則延時(shí)30分鐘后再判斷冷量是否繼續(xù)減小，繼續(xù)減小則關(guān)閉其中一組運(yùn)行時(shí)間較長的冷水機(jī)組及附屬設(shè)備。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的節(jié)能管理系統(tǒng)，其特征在于，所述水泵運(yùn)營診斷模塊用于通過判斷冷凍水泵和冷卻水泵的實(shí)際功率是否大于預(yù)定倍數(shù)的理論功率來判斷冷凍水泵和冷卻水泵效率是否偏低，從而判斷是否需要對冷凍水泵和冷卻水泵進(jìn)行檢查包括: 水泵的實(shí)際功率N與理論功率Nz對比。水泵的理論功率Nz計(jì)算:
Nz = G*H*9.8/ η
其中:G為水泵流量m3/s ； H為水泵揚(yáng)程mH20 ； η為水泵效率，取0.6 ； 當(dāng)水泵的實(shí)際功率N大于1.3倍理論功率Nz時(shí)，說明水泵效率偏低，需要對水泵進(jìn)行檢查。
【文檔編號(hào)】H04L29/08GK104134100SQ201410350443
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】何旸, 李珈豪 申請人:香港佳能通節(jié)能科技有限公司