CN102901188A - 与电网互动的商业楼宇中央空调负荷调控系统及其方法 - Google Patents

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CN102901188A
CN102901188A CN2012103646026A CN201210364602A CN102901188A CN 102901188 A CN102901188 A CN 102901188A CN 2012103646026 A CN2012103646026 A CN 2012103646026A CN 201210364602 A CN201210364602 A CN 201210364602A CN 102901188 A CN102901188 A CN 102901188A
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Abstract

本发明涉及一种与电网互动的商业楼宇中央空调负荷调控系统及其方法，该系统包括：数据采集装置、可控负荷计算装置、控制策略生成装置、策略预案专家库、控制策略执行装置、显示界面装置、告警处理装置；可控负荷计算装置、数据采集装置和控制策略执行装置分别与终端设备进行通信。本发明实现了商业楼宇中央空调与电网的双向互动，使得供电企业能够根据各商业楼宇中央空调上送的可调控负荷容量制定合理的负荷调控计划，充分利用商业楼宇中央空调对电网的削峰作用；商业楼宇中央空调充分发挥需求侧响应，既保证了楼宇环境的适宜性，又实现了商业楼宇的节能，提高了楼宇整体用能的经济性。

Description

与电网互动的商业楼宇中央空调负荷调控系统及其方法
技术领域
本发明涉及电力系统用电技术领域，具体涉及一种与电网互动的商业楼宇中央空调负荷调控系统及其方法。
背景技术
伴随着全球经济的高速发展以及人民生活水平的不断提高，各种类型的空调得到了广泛应用，我国一些大中城市和经济发达省份的空调负荷已占到夏季最大负荷的30％以上，某些地区甚至已经超过了40％，并且在未来几年还将呈现高速增长态势。受空调负荷影响，各电网用电负荷迅速增长，峰谷差进一步拉大，空调负荷的急剧增长已经成为夏季电网负荷特性恶化和电力紧缺的重要原因。
据统计，我国商业楼宇中央空调负荷占楼宇总负荷的40%左右，并且这些负荷主要集中在夏季用电高峰期的数百小时内，其负荷的快速增长和集中使用对电网安全和电力平稳运行产生较大影响。如果单纯依靠增加装机容量来满足短暂的尖峰用电，需要付出巨大的投资，同时导致设备利用率较低，能源的使用效率和整体经济性不高。因此通过技术手段在用电高峰期降低商业楼宇中央空调负荷，能够起到削减电网尖峰负荷、减少发电设备投资，提高电网供电安全性的重要作用。
目前一些地方利用商业楼宇中央空调负荷的可控性，在电网高峰时对空调负荷进行调整，对电网削峰起到了一定作用，但是存在着以下不足：
一、商业楼宇中央空调负荷的可调整负荷容量缺乏科学计算方法，没有综合考虑空调运行和环境等多种因素，空调负荷调控缺乏客观依据。
二、商业楼宇中央空调与电网之间缺少信息的动态交流和沟通，导致空调负荷调整的计划和执行孤立于电网，无法最大限度发挥商业楼宇中央空调对电网的削峰作用。
三、由于在空调负荷调整过程中没有对环境参数的实时跟踪监测和计算，空调控制策略不能动态随环境条件变化，很难保证空调负荷调整与环境的协调性。
因此，如何在满足商业楼宇环境需求的前提下，充分发挥商业楼宇中央空调对电网削峰的支持作用，成为了亟待解决的一个问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种与电网互动的商业楼宇中央空调负荷调控系统及其方法，本发明实现了商业楼宇中央空调与电网的双向互动，使得供电企业能够根据各商业楼宇中央空调上送的可调控负荷容量制定合理的负荷调控计划，充分利用商业楼宇中央空调对电网的削峰作用；商业楼宇中央空调充分发挥需求侧响应，既保证了楼宇环境的适宜性，又实现了商业楼宇的节能，提高了楼宇整体用能的经济性。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
一种与电网互动的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其改进之处在于，所述系统包括：
数据采集装置2：用于商业楼宇数据以及负荷控制数据的采集和数据格式转换及存储；
可控负荷计算装置3：用于在线计算商业楼宇中央空调可控负荷容量大小，并将计算结果上送给电网侧；
控制策略生成装置4：从所述数据采集装置2获取电网侧的负荷控制数据，匹配策略预案专家库，分析生成中央空调控制策略；
策略预案专家库5：存储商业楼宇中央空调运行负荷特性预先制定的控制策略，根据负荷削减量数据和当前空调运行参数给出推荐控制策略；
控制策略执行装置6：用于将生成的控制策略分解下发到终端设备1的空调管理系统，执行对中央空调的控制，同时根据中央空调的实时运行参量和环境数据进行闭环调整；
显示界面装置7：用于商业楼宇中央空调与电网互动的过程数据展示；
告警处理装置8：用于发出告警信息；
所述可控负荷计算装置3、数据采集装置2和控制策略执行装置6分别与终端设备1进行通信。
其中，所述数据采集装置分别与可控负荷计算装置3、控制策略生成装置4和控制策略执行装置6进行通信；
所述控制策略生成装置4分别与控制策略执行装置6和策略预案专家库5进行通信；
所述控制策略执行装置6分别与终端设备1的空调管理系统、显示界面装置7和告警处理装置8进行通信；
所述可控负荷计算装置3分别与终端设备1的负荷控制终端和显示界面装置7进行通信。
其中，所述终端设备1包括负荷控制终端11、智能电表12、环境传感器13和空调管理系统14。
其中，所述数据采集装置2采集终端设备1的数据；包括数据采集器；所述数据采集器将采集的商业楼宇数据以及负荷控制数据的输入到处理器进行处理；处理结束后将商业楼宇数据存储到硬盘存储器，将负荷控制数据输入到控制策略生成装置4。
其中，所述可控负荷计算装置3与负荷控制终端11连接；包括定时器和计算器；所述定时器检测可控负荷计算装置3到达计算时间；触发所述处理器利用硬盘存储器上的商业楼宇数据以及配置参数，并将商业楼宇数据以及配置参数输入到计算器中进行计算，计算结束后通过串口服务器把计算结果上送给电网侧。
其中，所述控制策略生成装置4由处理器实现，当收到数据采集装置2的调控命令时，处理器启动策略生成，读取硬盘存储器中的商业楼宇采集数据和配置数据，查询策略专家库5，处理结束后将生成的控制策略输入到控制策略执行装置6。
其中，所述策略预案专家库5配置在硬盘存储器上。
其中，所述控制策略执行装置6包括随机存储器RAM和网络交换机；所述随机存储器RAM存储控制策略；所述网络交换机连接空调管理系统14。
其中，所述告警处理装置8包括短信发送装置、音箱和液晶显示器。
其中，所述显示界面装置7通过液晶显示器进行显示。
其中，所述商业楼宇数据包括：关键计量点负荷数据、内部环境数据、外部环境数据以及空调运行数据。
其中，所述关键计量点负荷数据是指由于中央空调调控导致负荷数值发生变化的用电支路计量点。
其中，所述内部环境数据是指各楼层代表性监测点的温度和湿度。
其中，所述外部环境数据包括：温度、湿度、光照度、风速和风向。
其中于，所述空调运行数据包括：空调主机运行数据、循环水泵运行数据、新风机组运行数据和风机盘管运行数据。
其中，所述空调主机运行数据包括：空调主机的运行状态、进水温度和出水温度。
其中，所述循环水泵运行数据包括：循环水泵运行状态和工作频率。
其中，所述新风机组运行数据包括：新风机组的运行状态、回风温度、回风湿度和水阀开度。
其中，所述风机盘管运行数据包括：风机盘管的运行状态和终端温度。
其中，所述空调主机的运行状态、新风机组的运行状态和风机盘管的运行状态均包括故障、运行、停止和检修。
其中，所述负荷控制数据是指负荷控制时段及负荷控制容量。
其中，当终端设备1接收到数据采集装置2的请求命令时，实时将当前的负荷数据、内部环境数据、外部环境数据以及空调运行数据主动上送给数据采集装置2。
其中，所述数据采集装置2接受商业楼宇数据后并将其进行数据格式转换及存储。
其中，所述数据采集装置2接收负荷控制数据后并将其进行数据格式转换；将转换后的数据输入到控制策略生成装置4。
其中，所述接收商业楼宇数据是指以主动请求方式循环获得智能电表的负荷数据、环境传感器的内、外部环境数据以及空调管理系统的空调运行数据。
其中，所述接收负荷控制数据是指以被动接收方式接收电网侧发出的负荷控制数据。
其中，所述可控负荷计算装置3根据计算周期利用输入的商业楼宇数据、空调性能数据在线计算中央空调的可控负荷容量，将计算结果上送给电网负荷控制终端，同时输入到显示界面装置7中，用于刷新显示界面。
其中，所述控制策略生成装置4接收到输入的负荷控制数据，按负荷控制容量和当前空调运行参数查询所述策略预案专家库5，获得推荐控制策略，结合商业楼宇数据分析得出最终控制策略，并输入到控制策略执行装置6。
其中，所述控制策略执行装置6接收到控制策略后，先将控制策略缓存到随机存储器RAM；
当到达负荷控制要求的时段，将控制策略按最小控制单元进行拆分，有序将这些子控制指令下发到空调管理系统，由空调管理系统负责执行控制动作；
同时在第一条子控制指令下发后，实时分析接收到的商业楼宇数据，如果发现商业楼宇内部环境数据有越限值或越限值趋势（越限趋势的数据支持就是内部环境数据，当第一条子控制指令下发后，以设置好的时间间隔反复计算环境数据的变化率，并以计算时刻前若干个（事先设置好的）变化率加权（越是靠近计算时刻的权重越大）后得到的变化率推算下一个时刻的内部环境数值，如果该数据超过限值，则认为有越限值趋势），调整余下的控制策略，同时将越限值信息输入到告警处理装置8；
当整个控制策略执行成功后，用该控制策略修正策略预案专家库5。
其中，所述控制策略执行装置6将空调控制策略执行过程的负荷数据、内部环境数据以及空调运行数据输入显示界面7用于刷新显示界面。
其中，所述中央空调控制策略包括：减少空调主机工作数量、减少循环水泵工作数量、减少新风机组工作数量、控制空调主机出水温度、控制新风水阀开度、关停部分风机盘管、控制循环水泵工作频率和控制新风机组回风温度。
其中，所述控制策略分解下发是指控制策略执行装置6到达电网侧下达的负荷控制时段，将控制策略按最小控制单元拆分后有序将控制指令下发到空调管理系统。
其中，所述闭环调整是指控制策略执行过程中不需要外部人为干预，依靠实时采集的商业楼宇数据自动调整控制策略。
其中，商业楼宇中央空调与电网互动的过程数据展示的界面包括图形、动画、网页形式，并且界面上突出互动过程中负荷控制数据和内部环境数据。
其中，所述告警信息包括短信、声音、文字和画面至少一种形式。
本发明基于另一目的提供的一种与电网互动的商业楼宇中央空调负荷调控系统的调控方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：
A、所述商业楼宇数据和负荷控制数据从所述终端设备1输入到数据采集装置2；
B、当电网负荷控制终端中有负荷控制数据产生时，由电网负荷控制终端实时主动上送到数据采集装置2；
C、所述数据采集装置2请求实时的关键计量点负荷数据、内部环境数据、外部环境数据以及空调运行数据；
D、所述数据采集装置2接收商业楼宇数据后并将其进行数据格式转换及存储；
E、所述数据采集装置2接收负荷控制数据后并将其进行数据格式转换，将转换后的数据输入到控制策略生成装置4；
F、所述可控负荷计算装置3在线计算商业楼宇中央空调的可控负荷容量，将计算结果上送给电网负荷控制终端，同时将可控负荷容量输入到显示界面装置7用于刷新显示界面；
G、所述控制策略生成装置4生成控制策略；
H、所述控制策略执行装置6执行控制策略；
I、所述控制策略执行装置6将空调控制策略执行过程的关键计量点负荷数据、内部环境数据以及空调运行数据输入到显示界面装置7中用于刷新显示界面。
其中，所述步骤C中，当终端设备1的智能电表、环境传感器和空调管理系统接收到数据采集装置请求命令，实时将当前的关键计量点负荷数据、内部环境数据、外部环境数据以及空调运行数据主动上送给数据采集装置2。
其中，所述步骤F中，所述可控负荷计算装置3根据设定的计算周期，利用输入的商业楼宇数据和空调性能数据在线计算商业楼宇中央空调的可控负荷容量，将计算结果上送给电网负荷控制终端，同时将可控负荷容量输入到显示界面装置7用于刷新显示界面。
其中，所述步骤G中，控制策略生成装置4生成控制策略包括下述步骤：
步骤400：所述控制策略生成装置4接收来自数据采集装置2的负荷控制数据，按照内部数据格式将数据进行初步处理；
步骤401：根据负荷控制容量和来自数据采集装置2的空调运行参数查询策略预案专家库5，获得推荐控制策略；
步骤402：根据来自数据采集装置2的空调运行数据和内、外部环境数据，结合商业楼宇中央空调负荷特性，从负荷控制容量和内部环境两方面校核控制策略是否满足要求；
步骤403：如果负荷控制容量和内部环境校核不通过，则执行步骤404，否则执行步骤405；
步骤404：依据商业楼宇中央空调负荷特性对控制策略进行调整，生成新的控制策略，并重新提交校核；
步骤405：将通过校核的控制策略输入到控制策略执行装置6。
其中，所述步骤H中，控制策略执行装置6执行控制策略包括下述步骤：
步骤600：所述控制策略执行装置6接收来自控制策略生成装置4的控制策略，将控制策略按照内部数据格式进行初步处理，缓存到随机存储RAM中；
步骤601：循环检测当前时间是否在负荷控制要求的时段内；
步骤602：如果已进入负荷控制时段，将控制策略按照最小可控制单元进行拆分，形成至少一个独立的子控制策略；
步骤603：结合空调的运行特性，将所述子控制策略进行优化组合，有序地将控制指令下发到空调管理系统；
步骤604：所述控制策略执行装置6接收来自数据采集装置2的商业楼宇数据，按照内部数据格式进行初步处理，并实时将关键计量点负荷数据、内部环境数据以及空调运行数据输入到显示界面装置7；
步骤605：判断商业楼宇数据中的商业楼宇内部环境数据是否有越限值或越限值趋势；
步骤606：如果出现越限值或越限值趋势，调整尚未下发执行的子控制策略，同时将越限值信息输入到告警处理装置8；
步骤607：当本次控制策略执行成功后，用本次控制策略修正策略预案专家库5。
其中，所述方法的策略预案专家库5接收控制策略生成装置4输入的负荷控制容量和当前空调运行参数，返回推荐控制策略。
其中，所述方法的告警处理装置8根据控制策略执行装置6输入的商业楼宇内部环境参数越限值信息生成告警信息，并向商业楼宇管理人员发出；所述告警信息的形式包括文字、短信、声音和画面显示。
其中，所述方法的显示界面装置7根据可控负荷计算装置3输入的可控负荷计算结果和控制策略执行装置6输入的控制策略执行过程的关键计量点负荷数据、内部环境数据以及空调运行数据更新显示界面。
与现有技术比，本发明达到的有益效果是：
1、本发明提供的与电网互动的商业楼宇中央空调负荷调控系统及其方法，实现了商业楼宇中央空调与电网的双向互动，使得供电企业能够根据各商业楼宇中央空调上送的可调控负荷容量制定合理的负荷调控计划，充分利用商业楼宇中央空调对电网的削峰作用；另一方面，商业楼宇中央空调充分发挥需求侧响应，既保证了楼宇环境的适宜性，又实现了商业楼宇的节能，提高了楼宇整体用能的经济性。
2、本发明提供的与电网互动的商业楼宇中央空调负荷调控系统及其方法，实现了商业楼宇中央空调负荷调控的多样化和动态化。通过多种调控方式之间的相互协作，既削减了空调负荷，又提高了空调的能效水平；同时，通过跟踪空调调控过程的相关参量，实时监测空调控制策略的执行效果，动态调整控制策略，保证了控制策略与楼宇环境的协调性。
附图说明
图1是本发明提供的与电网互动的商业楼宇中央空调负荷调控系统结构图；
图2是本发明提供的与电网互动的商业楼宇中央空调负荷调控方法控制策略生成装置4的基本流程图；
图3是本发明提供的与电网互动的商业楼宇中央空调负荷调控方法控制策略执行装置4的基本流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
本发明提供的与电网互动的商业楼宇中央空调负荷调控系统结构如图1所示，包括：
数据采集装置2：用于接收商业楼宇数据以及负荷控制数据，并转换成本方法内部数据格式及存储。
可控负荷计算装置3：利用商业楼宇数据，在线计算出商业楼宇中央空调的可调控负荷容量大小，并将计算结果上送给电网侧。
控制策略生成装置4：从数据采集装置获得电网侧的负荷控制数据，结合实时商业楼宇数据，匹配策略预案专家库，根据负荷消减量数据和当前空调运行参数获取推荐控制策略，并以此为基础分析生成商业楼宇中央空调的控制策略。
策略预案专家库5：存储商业楼宇中央空调在各种负荷控制容量下的控制策略预案，依据当前空调运行参数自动给出满足负荷控制容量的推荐控制策略。
控制策略执行装置6：用于将生成的控制策略分解下发到空调管理系统，由空调管理系统负责执行具体的控制动作，同时根据采集到的空调实时运行数据和环境数据进行闭环调整。
显示界面装置7：用于中央空调与电网互动的过程数据展示。
告警处理装置8：当有楼宇内部环境数据超过限值，发出一定形式的告警。一定形式的告警可以是短信、声音、文字、画面等一种或多种形式告警。
可控负荷计算装置3、数据采集装置2和控制策略执行装置6分别与终端设备1进行通信。终端设备1包括负荷控制终端11、智能电表12、环境传感器13和空调管理系统14。
数据采集装置2包括数据采集器，所述数据采集器将采集的商业楼宇数据以及负荷控制数据的输入到处理器进行处理；处理结束后将商业楼宇数据存储到硬盘存储器，将负荷控制数据输入到控制策略生成装置4。
可控负荷计算装置3包括定时器和计算器；所述定时器检测可控负荷计算装置3到达计算时间；触发所述处理器利用硬盘存储器上的商业楼宇数据以及配置参数，并将商业楼宇数据以及配置参数输入到计算器中进行计算，计算结束后通过串口服务器把计算结果上送给电网侧。
控制策略生成装置4由处理器实现，当串口服务器收到负荷控制终端11的调控命令时，处理器启动策略生成，读取硬盘存储器中的采集数据和配置数据，查询策略专家库5，处理结束后将生成的控制策略输入到控制策略执行装置6。
策略预案专家库5配置在硬盘存储器上。
控制策略执行装置6包括随机存储器RAM和网络交换机；所述随机存储器RAM存储控制策略；所述网络交换机连接空调管理系统14。
告警处理装置8包括短信发送装置、音箱和液晶显示器。
显示界面装置7通过液晶显示器进行显示。
商业楼宇数据包括，关键计量点负荷数据、内部环境数据、外部环境数据以及空调运行数据。
关键计量点，指由于空调调控而导致负荷数值发生变化的用电支路计量点。
内部环境数据，指各楼层代表性监测点的温度和湿度。
外部环境数据包括，温度、湿度、光照度、风速和风向。
空调运行数据包括，空调主机运行数据、循环水泵运行数据、新风机组运行数据、风机盘管运行数据。
空调主机运行数据包括，运行状态、进水温度、出水温度。
循环水泵运行数据包括，运行状态、工作频率。
新风机组运行数据包括，运行状态、回风温度、回风湿度、水阀开度。
风机盘管运行数据包括，运行状态、终端温度。
所述运行状态，包含故障、运行、停止、检修。
负荷控制数据，是指负荷控制时段及负荷控制容量。
接收商业楼宇数据指以主动请求方式循环获得智能电表的负荷数据、环境传感器的内外部环境数据以及空调管理系统的空调运行数据。
接收负荷控制数据指以被动接收方式接收电网侧发出的负荷控制数据。
可控负荷计算是指在每个设定计算周期开始进行一次计算。
控制策略，包括减少空调主机工作数量、减少循环水泵工作数量、减少新风机组工作数量、控制空调主机出水温度、控制新风水阀开度、关停部分风机盘管、控制循环水泵工作频率、控制新风机组回风温度。
控制策略分解下发是指到达电网侧下达的负荷控制时段将控制策略按最小控制单元拆分后有序将控制指令下发到空调管理系统。
闭环调整，是指控制策略执行过程中不需要外部人为干预，仅依靠实时采集的商业楼宇数据就能自动调整控制策略。
显示商业楼宇中央空调与电网互动过程数据的界面可以为图形、动画、网页等形式，并且界面上以显著方式突出互动过程中负荷数据和内部环境数据。
本发明提供的与电网互动的商业楼宇中央空调负荷调控系统调控方法包括下述步骤：
A、商业楼宇数据和负荷控制数据以一定的格式从单元1输入数据采集装置2。
输入数据格式可以由数据源厂家和本方法实施者协商定制。
B、当电网负荷控制终端中有负荷控制数据产生时由电网负荷控制终端实时主动上送到数据采集装置2。
C、当智能电表12、环境传感器13、空调管理系统14接收到数据采集装置请求命令，实时将当前的负荷数据、内外部环境数据以及空调运行数据主动上送给数据采集装置2。
D、数据采集装置2接收到商业楼宇数据后转换成本方法内部格式数据及存储。
E、数据采集装置2接收到负荷控制数据后转换成本方法内部格式数据，并将转换后的数据输入到控制策略生成装置4。
F、可控负荷计算装置3根据设定的计算周期利用输入的商业楼宇数据、空调性能数据在线计算中央空调的可控负荷容量，将计算结果按照双方约定的格式上送给电网负荷控制终端，同时输入到显示界面7用于刷新显示界面。
G、控制策略生成装置4接收到输入的负荷控制数据，按负荷控制容量和当前空调运行参数查询策略预案专家库5，获得推荐控制策略，结合商业楼宇数据分析得出最终策略，并输入到控制策略执行装置6。
H、控制策略执行装置6接收到控制策略后，先将控制策略缓存到随机存储RAM。当到达负荷控制要求的时段，将控制策略按最小控制单元进行拆分，有序将这些子控制指令下发到空调管理系统，由空调管理系统负责执行控制动作。同时在第一条子控制指令下发后，实时分析接收到的商业楼宇数据，如果发现楼宇内部环境参量有越限值或越限值趋势，调整余下的控制策略，同时将越限值信息输入到告警处理装置8。当整个控制策略执行成功后，用该策略修正策略预案专家库5。
I、控制策略执行装置6将本次空调控制策略执行过程的负荷数据、内部环境数据以及空调运行数据输入显示界面7用于刷新显示界面。
策略预案专家库5，接收控制策略生成装置4输入的负荷控制容量和当前空调运行参数，返回推荐控制策略。
告警处理装置8根据控制策略执行装置6输入的楼宇内部环境参数越限值信息生成一定形式的告警信息，并向商业楼宇管理人员发出，告警信息的形式可以是文字、短信、声音或画面显示。
显示界面装置7根据可控负荷计算装置3输入的可控负荷计算结果和控制策略执行装置6输入的控制策略执行过程的负荷数据、内部环境数据以及空调运行数据更新显示界面。
本发明提供的与电网互动的商业楼宇中央空调负荷调控方法控制策略生成装置4的基本流程如图2所示，包括下述步骤：
步骤400：接收来自数据采集装置的负荷控制数据，按照内部数据格式将数据进行初步处理。
步骤401：根据负荷控制容量和来自数据采集装置的空调运行参数查询策略预案专家库，获得推荐控制策略。
步骤402：根据来自数据采集装置的空调运行数据和内外部环境数据，结合商业楼宇中央空调负荷特性，从负荷控制容量和内部环境两方面校核控制策略是否满足要求。
步骤403：如果上述条件校核不通过，则执行步骤404，否则执行步骤405。
步骤404：依据商业楼宇中央空调负荷特性对控制策略进行针对性调整，生成新的控制策略，并重新提交校核。
步骤405：将通过校核的控制策略输入到控制策略执行装置。
本发明提供的与电网互动的商业楼宇中央空调负荷调控方法控制策略执行装置6的基本流程如图3所示，包括下述步骤：
步骤600：接收来自控制策略生成装置的控制策略，将控制策略按照内部数据格式进行初步处理，缓存到随机存储RAM中。
步骤601：循环检测当前时间是否在负荷控制要求的时段内。
步骤602：如果已进入负荷控制时段，将控制策略按照最小可控制单元进行拆分，形成多个独立的子控制策略。
步骤603：结合空调的运行特性，将这些子控制策略进行合理的优化组合，然后有序地将控制指令下发到空调管理系统。
步骤604：接收来自数据采集装置的商业楼宇数据，按照内部数据格式进行初步处理，并实时将负荷数据、内部环境数据以及空调运行数据输入到显示界面。
步骤605：判断商业楼宇数据中的楼宇内部环境数据是否有越限值或越限值趋势。
步骤606：如果出现越限值或越限值趋势，调整余下尚未下发执行的子控制策略，同时将越限值信息输入到告警处理装置。
步骤607：当本次控制策略执行成功后，用本次控制策略修正策略预案专家库。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (43)

1.一种与电网互动的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述系统包括：
数据采集装置（2）：用于商业楼宇数据以及负荷控制数据的采集和数据格式转换及存储；
可控负荷计算装置（3）：用于在线计算商业楼宇中央空调可控负荷容量大小，并将计算结果上送给电网侧；
控制策略生成装置（4）：从所述数据采集装置（2）获取电网侧的负荷控制数据，匹配策略预案专家库，分析生成中央空调控制策略；
策略预案专家库（5）：存储依据商业楼宇中央空调运行负荷特性预先制定的控制策略，根据负荷削减量数据和当前空调运行参数给出推荐控制策略；
控制策略执行装置（6）：用于将生成的控制策略分解下发到终端设备的空调管理系统，执行对中央空调的控制，同时根据中央空调的实时运行参量和环境数据进行闭环调整；
显示界面装置（7）：用于商业楼宇中央空调与电网互动的过程数据展示；
告警处理装置（8）：用于发出告警信息；
所述可控负荷计算装置（3）、数据采集装置（2）和控制策略执行装置（6）分别与终端设备（1）进行通信。
2.如权利要求1所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述数据采集装置分别与可控负荷计算装置（3）、控制策略生成装置（4）和控制策略执行装置（6）进行通信；
所述控制策略生成装置（4）分别与控制策略执行装置（6）和策略预案专家库（5）进行通信；
所述控制策略执行装置（6）分别与终端设备（1）的空调管理系统、显示界面装置（7）和告警处理装置（8）进行通信；
所述可控负荷计算装置（3）分别与终端设备（1）的负荷控制终端和显示界面装置（7）进行通信。
3.如权利要求1所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述终端设备（1）包括负荷控制终端（11）、智能电表（12）、环境传感器（13）和空调管理系统（14）。
4.如权利要求3所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述数据采集装置（2）采集所述终端设备（1）的数据；包括数据采集器；所述数据采集器将采集的商业楼宇数据以及负荷控制数据的输入到处理器进行处理；处理结束后将商业楼宇数据存储到硬盘存储器，将负荷控制数据输入到控制策略生成装置（4）。
5.如权利要求1所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述可控负荷计算装置（3）与负荷控制终端（11）连接；包括定时器和计算器；所述定时器检测可控负荷计算装置（3）到达计算时间；触发所述处理器利用硬盘存储器上的商业楼宇数据以及配置参数，并将商业楼宇数据以及配置参数输入到计算器中进行计算，计算结束后通过串口服务器把计算结果上送给电网侧。
6.如权利要求1所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述控制策略生成装置（4）由处理器实现，当收到数据采集装置（2）输入的调控命令时，处理器启动策略生成，读取硬盘存储器中的商业楼宇采集数据和配置数据，查询策略专家库（5），处理结束后将生成的控制策略输入到控制策略执行装置（6）。
7.如权利要求1所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述策略预案专家库（5）配置在硬盘存储器上。
8.如权利要求1所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述控制策略执行装置（6）包括随机存储器RAM和网络交换机；所述随机存储器RAM临时存储控制策略；所述网络交换机连接空调管理系统（14）。
9.如权利要求1所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述告警处理装置（8）包括短信发送装置、音箱和液晶显示器。
10.如权利要求1所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述显示界面装置（7）通过液晶显示器进行显示。
11.如权利要求1所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述商业楼宇数据包括：关键计量点负荷数据、内部环境数据、外部环境数据以及空调运行数据。
12.如权利要求11所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述关键计量点负荷数据是指由于中央空调调控导致负荷数值发生变化的用电支路计量点。
13.如权利要求11所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述内部环境数据是指各楼层代表性监测点的温度和湿度。
14.如权利要求11所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述外部环境数据包括：温度、湿度、光照度、风速和风向。
15.如权利要求11所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述空调运行数据包括：空调主机运行数据、循环水泵运行数据、新风机组运行数据和风机盘管运行数据。
16.如权利要求15所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述空调主机运行数据包括：空调主机的运行状态、进水温度和出水温度。
17.如权利要求15所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述循环水泵运行数据包括：循环水泵运行状态和工作频率。
18.如权利要求15所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述新风机组运行数据包括：新风机组的运行状态、回风温度、回风湿度和水阀开度。
19.如权利要求15所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述风机盘管运行数据包括：风机盘管的运行状态和终端温度。
20.如权利要求15所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述空调主机的运行状态、新风机组的运行状态和风机盘管的运行状态均包括故障、运行、停止和检修。
21.如权利要求1所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述负荷控制数据是指负荷控制时段及负荷控制容量。
22.如权利要求1所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，当终端设备（1）接收到数据采集装置（2）的请求命令时，实时将当前的负荷数据、内部环境数据、外部环境数据以及空调运行数据主动上送给数据采集装置（2）。
23.如权利要求1所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述数据采集装置（2）接受商业楼宇数据后并将其进行数据格式转换及存储。
24.如权利要求1所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述数据采集装置（2）接收负荷控制数据后并将其进行数据格式转换；将转换后的数据输入到控制策略生成装置（4）。
25.如权利要求23所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述接收商业楼宇数据是指以主动请求方式循环获得智能电表的负荷数据、环境传感器的内、外部环境数据以及空调管理系统的空调运行数据。
26.如权利要求23所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述接收负荷控制数据是指以被动接收方式接收电网侧发出的负荷控制数据。
27.如权利要求1所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述可控负荷计算装置（3）根据计算周期利用输入的商业楼宇数据、空调性能数据在线计算中央空调的可控负荷容量，将计算结果上送给电网负荷控制终端，同时输入到显示界面装置（7）中，用于刷新显示界面。
28.如权利要求1所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述控制策略生成装置（4）接收到输入的负荷控制数据，按负荷控制容量和当前空调运行参数查询所述策略预案专家库（5），获得推荐控制策略，结合商业楼宇数据分析得出最终控制策略，并输入到控制策略执行装置（6）。
29.如权利要求1所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述控制策略执行装置（6）接收到控制策略后，先将控制策略缓存到随机存储器RAM；
当到达负荷控制要求的时段，将控制策略按最小控制单元进行拆分，有序将这些子控制指令下发到空调管理系统，由空调管理系统负责执行控制动作；
同时在第一条子控制指令下发后，实时分析接收到的商业楼宇数据，如果发现商业楼宇内部环境数据有越限值或越限值趋势，调整余下的控制策略，同时将越限值信息输入到告警处理装置（8）；
当整个控制策略执行成功后，用该控制策略修正策略预案专家库（5）。
30.如权利要求1所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述控制策略执行装置（6）将空调控制策略执行过程的负荷数据、内部环境数据以及空调运行数据输入显示界面（7）用于刷新显示界面。
31.如权利要求1所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述中央空调控制策略包括：减少空调主机工作数量、减少循环水泵工作数量、减少新风机组工作数量、控制空调主机出水温度、控制新风水阀开度、关停部分风机盘管、控制循环水泵工作频率和控制新风机组回风温度。
32.如权利要求1所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述控制策略分解下发是指控制策略执行装置（6）到达电网侧下达的负荷控制时段，将控制策略按最小控制单元拆分后有序将控制指令下发到空调管理系统。
33.如权利要求1所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述闭环调整是指控制策略执行过程中不需要外部人为干预，依靠实时采集的商业楼宇数据自动调整控制策略。
34.如权利要求1所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，商业楼宇中央空调与电网互动的过程数据展示的界面包括图形、动画、网页形式，并且界面上突出互动过程中负荷控制数据和内部环境数据。
35.如权利要求1所述的商业楼宇中央空调负荷调控系统，其特征在于，所述告警信息包括短信、声音、文字和画面至少一种形式。
36.一种与电网互动的商业楼宇中央空调负荷调控系统的调控方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
A、所述商业楼宇数据和负荷控制数据从所述终端设备（1）输入到数据采集装置（2）；
B、当电网负荷控制终端中有负荷控制数据产生时，由电网负荷控制终端实时主动上送到数据采集装置（2）；
C、所述数据采集装置（2）主动请求实时的关键计量点负荷数据、内部环境数据、外部环境数据以及空调运行数据；
D、所述数据采集装置（2）接收商业楼宇数据后并将其进行数据格式转换及存储；
E、所述数据采集装置（2）接收负荷控制数据后并将其进行数据格式转换，将转换后的数据输入到控制策略生成装置（4）；
F、所述可控负荷计算装置（3）在线计算商业楼宇中央空调的可控负荷容量，将计算结果上送给电网负荷控制终端，同时将可控负荷容量输入到显示界面装置（7）用于刷新显示界面；
G、所述控制策略生成装置（4）生成控制策略；
H、所述控制策略执行装置（6）执行控制策略；
I、所述控制策略执行装置（6）将空调控制策略执行过程的关键计量点负荷数据、内部环境数据以及空调运行数据输入到显示界面装置（7）中用于刷新显示界面。
37.如权利要求36所述的与电网互动的商业楼宇中央空调负荷调控系统的调控方法，其特征在于，所述步骤C中，当终端设备（1）的智能电表、环境传感器和空调管理系统接收到数据采集装置请求命令，实时将当前的关键计量点负荷数据、内部环境数据、外部环境数据以及空调运行数据主动上送给数据采集装置（2）。
38.如权利要求36所述的与电网互动的商业楼宇中央空调负荷调控系统的调控方法，其特征在于，所述步骤F中，所述可控负荷计算装置（3）根据设定的计算周期，利用输入的商业楼宇数据和空调性能数据在线计算商业楼宇中央空调的可控负荷容量，将计算结果上送给电网负荷控制终端，同时将可控负荷容量输入到显示界面装置（7）用于刷新显示界面。
39.如权利要求36所述的与电网互动的商业楼宇中央空调负荷调控系统的调控方法，其特征在于，所述步骤G中，控制策略生成装置（4）生成控制策略包括下述步骤：
步骤400：所述控制策略生成装置（4）接收来自数据采集装置（2）的负荷控制数据，按照内部数据格式将数据进行初步处理；
步骤401：根据负荷控制容量和来自数据采集装置（2）的空调运行参数查询策略预案专家库（5），获得推荐控制策略；
步骤402：根据来自数据采集装置（2）的空调运行数据和内、外部环境数据，结合商业楼宇中央空调负荷特性，从负荷控制容量和内部环境两方面校核控制策略是否满足要求；
步骤403：如果负荷控制容量和内部环境校核不通过，则执行步骤404，否则执行步骤405；
步骤404：依据商业楼宇中央空调负荷特性对控制策略进行调整，生成新的控制策略，并重新提交校核；
步骤405：将通过校核的控制策略输入到控制策略执行装置（6）。
40.如权利要求36所述的与电网互动的商业楼宇中央空调负荷调控系统的调控方法，其特征在于，所述步骤H中，控制策略执行装置（6）执行控制策略包括下述步骤：
步骤600：所述控制策略执行装置（6）接收来自控制策略生成装置（4）的控制策略，将控制策略按照内部数据格式进行初步处理，缓存到随机存储器RAM中；
步骤601：循环检测当前时间是否在负荷控制要求的时段内；
步骤602：如果已进入负荷控制时段，将控制策略按照最小可控制单元进行拆分，形成至少一个独立的子控制策略；
步骤603：结合空调的运行特性，将所述子控制策略进行优化组合，有序地将控制指令下发到空调管理系统；
步骤604：所述控制策略执行装置（6）接收来自数据采集装置（2）的商业楼宇数据，按照内部数据格式进行初步处理，并实时将关键计量点负荷数据、内部环境数据以及空调运行数据输入到显示界面装置（7）；
步骤605：判断商业楼宇数据中的商业楼宇内部环境数据是否有越限值或越限值趋势；
步骤606：如果出现越限值或越限值趋势，调整尚未下发执行的子控制策略，同时将越限值信息输入到告警处理装置（8）；
步骤607：当本次控制策略执行成功后，用本次控制策略修正策略预案专家库（5）。
41.如权利要求36所述的与电网互动的商业楼宇中央空调负荷调控系统的调控方法，其特征在于，所述方法的策略预案专家库（5）接收控制策略生成装置（4）输入的负荷控制容量和当前空调运行参数，返回推荐控制策略。
42.如权利要求36所述的与电网互动的商业楼宇中央空调负荷调控系统的调控方法，其特征在于，所述方法的告警处理装置（8）根据控制策略执行装置（6）输入的商业楼宇内部环境参数越限值信息生成告警信息，并向商业楼宇管理人员发出；所述告警信息的形式包括文字、短信、声音和画面显示。
43.如权利要求36所述的与电网互动的商业楼宇中央空调负荷调控系统的调控方法，其特征在于，所述方法的显示界面装置（7）根据可控负荷计算装置（3）输入的可控负荷计算结果和控制策略执行装置（6）输入的控制策略执行过程的关键计量点负荷数据、内部环境数据以及空调运行数据更新显示界面。
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