[發明專利]一種基于空調負荷預測的控制系統及方法

有效

• 申請號: 201410223729.5
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN105091209B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 周自強;么利中;谷大豐;安學民;張宇;楊大哲;孫剛
• 申請（專利權）人: 國網山西省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: F24F11/64
• 分類號: F24F11/64;F24F11/61;F24F11/88;F24F110/10;F24F110/12;F24F110/20;F24F110/22
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 李迪

技術領域

本發明涉及控制技術領域，具體涉及一種基于空調負荷預測的控制系統及方法。

背景技術

能源問題日益得到廣泛重視，而目前，建筑能耗已經占到社會總能耗的27％以上，在建筑物中，空調的能耗占建筑能耗的40％以上。建筑中空調系統節能已經成為節能領域的一個熱點，加大空調節能技術的研究具有巨大的理論和實際意義。

隨著科學的發展，生產過程對恒溫恒濕的要求逐步提高，例如針織品、造紙、醫藥、食品、數據中心機房等。中央空調系統是一個具有時滯、時變、非線性和大惰性的復雜系統，其復雜性導致中央空調系統難以用精確的數學模型或方法來描述，若要空調系統很好的發揮作用，一定程度上依賴于空調自動控制系統準確、靈敏的調節。傳統的自控方法是通過儀器、儀表和調節器進行控制，這種控制方法簡單，易于實現，但缺點是控制精度低且故障率高。

綜上所述，現有技術的空調系統可能會導致制冷量與負荷的變化不一致的問題，因此空調系統無法在最佳能效狀態下運行，無法保證恒溫恒濕和節能要求。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種基于空調負荷預測的控制系統及方法，能夠提供更精確的溫濕度控制，實現較大程度的節能。

為實現上述目的，本發明通過以下技術方案予以實現：

一種基于空調負荷預測的控制系統，該系統包括：

數據采集器，用于按照設定的時間間隔采集空調所在現場的室內 溫濕度信息和室外溫濕度信息，將其發送給空調負荷預測器；

空調負荷預測器，包括預測步長調節單元，用于根據空調所在現場的室內溫濕度、預先設定的室內溫濕度標準值和室外溫濕度信息調節預測步長，其中預測步長的初始值為預先設定；

當前空調負荷計算單元，用于根據空調所在現場的室內溫濕度與預先設定的室內溫濕度標準值的差值得到當前空調負荷數據；

空調負荷預測單元，用于根據所述當前空調負荷數據和所述預測步長預測空調負荷值；

空調溫濕度調節器，用于根據空調負荷預測器預測的空調負荷值對空調提前進行溫濕度控制。

優選地，所述預測步長調節單元用于根據空調所在現場的室內溫濕度、預先設定的室內溫濕度標準值和室外溫濕度信息調節預測步長包括：

當室內溫濕度高于預先設定的室內溫濕度標準值，且室外溫濕度增大時，增加預測步長。

優選地，所述預測步長調節單元用于根據空調所在現場的室內溫濕度、預先設定的室內溫濕度標準值和室外溫濕度信息調節預測步長還包括：

當室內溫濕度低于預先設定的室內溫濕度標準值，且室外溫濕度變小時，減小預測步長。

優選地，所述預測步長調節單元用于根據空調所在現場的室內溫濕度、預先設定的室內溫濕度標準值和室外溫濕度信息調節預測步長還包括：

當室內溫濕度低于預先設定的室內溫濕度標準值，且室外溫濕度增大時，保持當前預測步長；

或，

當室內溫濕度高于預先設定的室內溫濕度標準值，且室外溫濕度變小時，保持當前預測步長。

優選地，所述調負荷預測單元，用于根據所述當前空調負荷數據和所述預測步長預測空調負荷值包括：

設x代表當前空調負荷數據，設X⁽⁰⁾＝(x(0)(1),x(0)(2),....x(0)(n))為當前空調負荷數據序列，X⁽¹⁾＝(x⁽¹⁾(1),x⁽¹⁾(2),....x⁽¹⁾(n))為當前空調負荷數據序列的1次累加生成序列，有

記X^(r)＝(x^(r)(1),x^(r)(2),....x^(r)(n))為原始序列的r次累加序列，其中r∈(1,2,3....)，有

生成累加序列后，帶入灰色預模型計算：

微分方程的最小二乘估計參數滿足下式：

式中

γ_N＝[x^(m-1)(2) x^(m-1)(3) x^(m-1)(n)]^T；

按累減還原得到根據預測步長調節單元輸出的預測步長t₀得到預測負荷值

一種應用所述系統的基于空調負荷預測的控制方法，該方法包括：