[發明專利]基于分布式計算的中央空調主機優化運行控制系統及方法

有效

• 申請號: 201710355550.9
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107166646B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 王福林;黃丹;張永康;蔡磊;李蕊;朱錚
• 申請（專利權）人: 清華大學;國網上海市電力公司
• 主分類號: F24F11/58
• 分類號: F24F11/58;F24F11/89;F24F11/46;F24F11/63;F24F11/70
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

本發明提出一種基于分布式計算的中央空調主機優化運行控制系統及方法，系統包括：一個或多個中央空調主機智能控制器，實現所控中央空調主機的本地控制器與能源站控制網絡間的通信；一個或多個智能傳感器，將所測冷凍水流量和溫度的數值發送給能源站控制網絡；一個或多個智能執行器，將中央空調主機的運行狀態、變頻調速器的頻率發送給能源站控制網絡，接收能源站控制網絡的動作指令并調節中央空調主機的啟停和變頻調速器的頻率，通過分布式計算與其它節點協同完成優化控制計算任務。本發明實現了中央空調主機控制系統的自組網、控制設備的即插即用，采用分布式計算方法，通過迭代計算，快速求解拉格朗日法變換后的中央空調主機運行臺數優化問題。

技術領域

本發明涉及空調、能源與信息技術領域，特別涉及一種基于分布式計算的中央空調主機優化運行控制系統及方法。

背景技術

目前的中央空調主機臺數控制往往由運行管理人員根據經驗確定，手動控制相應機組的啟停。一方面，運行管理人員根據經驗確定的運行臺數難以保證是最優的運行工況，可能帶來了能耗過大的問題，存在進一步優化節能的潛力。另一方面，運行管理人員的手動控制，調節時間難以及時精確，往往存在調節不及時造成能耗浪費的問題。為了解決這些問題，目前已經有一些相關技術著眼于中央空調主機運行的自動控制。例如，專利《中央空調系統及其控制系統和控制方法》(申請號CN201610831851.X)，公開了一種空調系統的控制方法，由一個或多個系統設備集成所有設備控制器從而構成智能系統，將中央空調系統的控制系統的訂單式開發方式改進為標準化、通用化的開發方式。專利《一種設備群控系統》(申請號CN201610248083.5)，實現了一種基于主從控制器的分布式控制方式的設備群控系統，通過在設備群控系統中設置多個控制器(主+從)對系統中的設備群進行協調控制，緩解了集中控制方式中單個控制器的工作壓力，提升群控系統的運行穩定性及可靠性。專利《一種中央空調冷站自動控制系統》(申請號CN201610575485.6)，通過與冷站設備等數量的本地控制器、與本地控制器等數量的上位機等構成一個自動控制系統，通過安裝冷站設備的物理連接拓撲進行上位機連接，可自動建立中央空調冷站自動控制系統的連接拓撲。專利《空調主機增減機控制方法、裝置和空調系統》(申請號CN201510053981.0)，通過中央空調主機的制冷/制熱量及運行功率的計算模型以及空調末端的實際負荷需求Q₀，分別計算出單臺主機的制冷/制熱量平分負荷Q_0/i時所對應中央空調主機運行總功率最小的組合即為最優的中央空調主機運行臺數組合。

然而，目前已有的相關技術中，并沒有解決多臺不同容量中央空調主機的優化運行臺數的問題，沒有給出最優運行臺數下各臺中央空調主機的最優供冷量，并且都是采用集中式系統的方式進行控制，不能實現控制設備的自組織、即插即用，不利于減少控制系統配置所需的人工成本。

發明內容

本發明旨在至少解決上述技術問題之一。

為此，本發明的一個目的在于提出一種基于分布式計算的中央空調主機優化運行控制系統，該系統能夠實現中央空調主機控制系統的自組網、控制設備的即插即用，采用分布式計算方法，通過迭代計算，快速求解拉格朗日法變換后的中央空調主機運行臺數優化問題。

本發明的另一個目的在于提出一種基于分布式計算的中央空調主機優化運行控制方法。

為了實現上述目的，本發明第一方面的實施例提出了一種基于分布式計算的中央空調主機優化運行控制系統，包括：一個或多個中央空調主機智能控制器，用于實現所控中央空調主機的本地控制器與能源站控制網絡間的通信，以及通過分布式計算與其它節點協同完成優化控制計算任務；一個或多個智能傳感器，用于將所測冷凍水流量和溫度的數值發送給能源站控制網絡，以及通過分布式計算與其它節點協同完成優化控制計算任務；一個或多個智能執行器，用于將中央空調主機的運行狀態、變頻調速器的頻率發送給能源站控制網絡，并接收能源站控制網絡的動作指令并調節中央空調主機的啟停和變頻調速器的頻率、以及通過分布式計算與其它節點協同完成優化控制計算任務。