CN113865016A - 一种空调系统控制方法、装置及空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种空调系统控制方法、装置及空调系统。其中，该方法包括：在空调系统运行过程中，根据所述空调系统的当前冷机平均负荷率与设定负荷率，判断是否达到切换点，其中，所述设定负荷率是在当前工况下使得加机或减机后对应的系统能效高于当前运行冷机数量对应的系统能效的冷机平均负荷率；若达到所述切换点，则执行所述切换点对应的加机操作或减机操作。本发明在空调系统实际运行过程中确定当前工况下的设定负荷率，以确定切换点，按照切换点加机或减机后的系统能效高于当前运行冷机数量所对应的系统能效，在达到切换点时进行加机或减机，使得空调系统运行于高能效区间，提高系统能效，降低系统能耗。

Description

一种空调系统控制方法、装置及空调系统
技术领域
本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种空调系统控制方法、装置及空调系统。
背景技术
目前的空调系统，如轨道交通中央空调系统，基本采用常规的定温差或定压差控制方式。基于固定的负荷阈值来实现加减机控制策略，即，一台冷机满载后增加下一台冷机；若所有正在运行的冷机的负荷均降低到最低负荷，则关闭一台冷机。
但是，冷机在满负荷或低负荷下运行时，其能效不高，上述加减机控制方式不能使变频设备达到高能效的运行状态。
发明内容
本发明实施例提供一种空调系统控制方法、装置及空调系统，以至少解决现有技术中空调系统的加减机控制方式无法使系统高能效运行的问题。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种空调系统控制方法，包括：
在空调系统运行过程中，根据所述空调系统的当前冷机平均负荷率与设定负荷率，判断是否达到切换点，其中，所述设定负荷率是在当前工况下使得加机或减机后对应的系统能效高于当前运行冷机数量对应的系统能效的冷机平均负荷率；
若达到所述切换点，则执行所述切换点对应的加机操作或减机操作。
可选的，根据所述空调系统的当前冷机平均负荷率与设定负荷率，判断是否达到切换点，包括：
若所述当前冷机平均负荷率大于或等于第一设定负荷率与负荷率偏差值的加和，则确定达到加机切换点，其中，所述第一设定负荷率是当前工况下当前运行冷机数量对应的系统能效与冷机数量增加一台后对应的系统能效相等时所对应的冷机平均负荷率；
若所述当前冷机平均负荷率小于或等于第二设定负荷率与负荷率偏差值的差值，则确定达到减机切换点，其中，所述第二设定负荷率是当前工况下当前运行冷机数量对应的系统能效与冷机数量减少一台后对应的系统能效相等时所对应的冷机平均负荷率。
可选的，在根据所述空调系统的当前冷机平均负荷率与设定负荷率，判断是否达到切换点之前，还包括：
根据所述空调系统的负荷预测值确定负荷变化趋势；
相应的，判断是否达到所述切换点，包括：判断是否达到所述负荷变化趋势对应的切换点。
可选的，根据所述空调系统的负荷预测值确定负荷变化趋势，包括：
获取第一预设时间后的负荷预测值；
比较当前实际负荷值与所述第一预设时间后的负荷预测值；
若所述第一预设时间后的负荷预测值大于所述当前实际负荷值，则确定所述负荷变化趋势是负荷变大；
若所述第一预设时间后的负荷预测值小于所述当前实际负荷值，则确定所述负荷变化趋势是负荷变小。
可选的，获取第一预设时间后的负荷预测值，包括：
获取第一预设时间后的初始负荷预测值；
确定当前所处的日期类别，并获取所述当前所处的日期类别对应的修正系数；
利用所述修正系数对所述初始负荷预测值进行修正，得到所述第一预设时间后的负荷预测值。
可选的，在根据所述空调系统的负荷预测值确定负荷变化趋势之后，还包括：
判断冷冻水实际出水温度是否满足所述负荷变化趋势对应的温度条件；
若达到所述负荷变化趋势对应的切换点和/或满足所述负荷变化趋势对应的温度条件，则执行所述切换点和/或所述温度条件对应的操作，其中，所述操作是加机操作或减机操作。
可选的，判断冷冻水实际出水温度是否满足所述负荷变化趋势对应的预设温度条件，包括：
在所述负荷变化趋势是负荷变大的情况下，判断所述冷冻水实际出水温度是否大于或等于设定出水温度与第一出水温度偏差的加和；
若是，则确定满足第一加机温度条件。
可选的，判断冷冻水实际出水温度是否满足所述负荷变化趋势对应的预设温度条件，包括：
在所述负荷变化趋势是负荷未变大的情况下，判断所述冷冻水实际出水温度是否大于或等于设定出水温度与第二出水温度偏差的加和；
若是，则确定满足第二加机温度条件。
可选的，判断冷冻水实际出水温度是否满足所述负荷变化趋势对应的预设温度条件，包括：
在所述负荷变化趋势是负荷变小的情况下，判断所述冷冻水实际出水温度是否小于或等于设定出水温度与第三出水温度偏差的差值；
若是，则确定满足减机温度条件。
可选的，在根据所述空调系统的当前冷机平均负荷率与设定负荷率，判断是否达到切换点之前，还包括：确定当前时刻距离最近一次加机或减机完毕的时刻达到第二预设时间。
可选的，若达到所述切换点的状态持续第三预设时间，则确定达到所述切换点。
可选的，若所述冷冻水实际出水温度满足所述负荷变化趋势对应的温度条件的状态持续第三预设时间，则确定满足所述负荷变化趋势对应的温度条件。
可选的，执行所述切换点对应的加机操作，或者，执行所述切换点和/或所述温度条件对应的加机操作，包括：在可开启运行的冷机数量大于或等于1的情况下，开启一台冷机。
本发明实施例还提供了一种空调系统控制装置，包括：
判断模块，用于在空调系统运行过程中，根据所述空调系统的当前冷机平均负荷率与设定负荷率，判断是否达到切换点，其中，所述设定负荷率是在当前工况下使得加机或减机后对应的系统能效高于当前运行冷机数量对应的系统能效的冷机平均负荷率；
控制模块，用于若达到所述切换点，则执行所述切换点对应的加机操作或减机操作。
本发明实施例还提供了一种空调系统，包括：本发明实施例所述的空调系统控制装置。
本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例所述方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例方法的步骤。
应用本发明的技术方案，根据空调系统的当前冷机平均负荷率与设定负荷率判断是否达到切换点，若达到切换点，则执行该切换点对应的加机操作或减机操作，其中，设定负荷率是在当前工况下使得加机或减机后对应的系统能效高于当前运行冷机数量对应的系统能效的冷机平均负荷率。在空调系统实际运行过程中确定当前工况下的设定负荷率，以确定切换点，按照切换点加机或减机后的系统能效高于当前运行冷机数量所对应的系统能效，在达到切换点时进行加机或减机，使得空调系统运行于高能效区间，提高系统能效，降低系统能耗。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的空调系统控制方法的流程图；
图2是本发明实施例一提供的空调系统能效曲线的示意图；
图3是本发明实施例二提供的空调系统加机控制流程图
图4是本发明实施例二提供的空调系统减机控制流程图；
图5是本发明实施例三提供的空调系统控制装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
实施例一
本实施例提供一种空调系统控制方法，空调系统包括至少两台冷机，每台冷机均包括依次连接的压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，每台冷机均对应连接有冷却塔，每台冷机均连接至末端设备。各冷机一般配置相同。例如，该方法可应用于轨道交通中央空调系统。
图1是本发明实施例一提供的空调系统控制方法的流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤：
S101，在空调系统运行过程中，根据空调系统的当前冷机平均负荷率与设定负荷率，判断是否达到切换点，其中，设定负荷率是在当前工况下使得加机或减机后对应的系统能效高于当前运行冷机数量对应的系统能效的冷机平均负荷率。
S102，若达到切换点，则执行该切换点对应的加机操作或减机操作。
其中，空调系统的当前冷机平均负荷率可以通过现有的方法获得，例如，空调系统的当前制冷量除以当前运行冷机数量，再除以单台冷机额定制冷量，得到当前冷机平均负荷率。
设定负荷率可以在空调系统运行过程中基于当前工况计算得到。设定负荷率是当前工况下当前运行冷机数量对应的系统能效与冷机数量变化一台后对应的系统能效相等时所对应的冷机平均负荷率，其中，冷机数量变化一台具体可以是增加开启一台冷机或关闭一台冷机。工况可以包括：实际运行时的冷冻水温度和流量、冷却水温度和流量等。
切换点是用于确定加机操作或减机操作的执行时机的一个条件。切换点包括：加机切换点和减机切换点。加机切换点对应加机操作，加机操作是指开启一台冷机。减机切换点对应减机操作，减机操作是指关闭一台冷机。
如图2所示，为空调系统能效曲线的示意图，横坐标表示制冷量，纵坐标表示能效比。系统能效曲线为驼峰状，对于同一个空调系统，运行不同数量的冷机，会有不同的系统能效曲线，系统能效曲线之间会有交叉。曲线1表示某工况下运行1台冷机时的系统能效曲线，曲线2表示该工况下运行2台冷机时的系统能效曲线，曲线3表示该工况下运行3台冷机时的系统能效曲线。相邻运行冷机数量的曲线的交点(如图中黑点所示)所对应的冷机平均负荷率就是用于判断切换点的设定负荷率。
图2中，若当前运行2台冷机，在负荷变大的趋势下，随着系统制冷量的增加，当制冷量超过曲线2最高点对应的制冷量之后，若仍运行2台冷机，系统能效会下降，达到曲线2和曲线3的交点之后，运行3台冷机的系统能效高于运行2台冷机的系统能效。若当前运行2台冷机，在负荷变小的趋势下，随着系统制冷量的减少，当制冷量小于曲线2最高点对应的制冷量之后，若仍运行2台冷机，系统能效会下降，达到曲线1和曲线2的交点之后，运行1台冷机的系统能效高于运行2台冷机的系统能效。也就是说，达到切换点，表示按照切换点加机或减机后的系统能效高于当前运行冷机数量所对应的系统能效。
本实施例的空调系统控制方法，根据空调系统的当前冷机平均负荷率与设定负荷率判断是否达到切换点，若达到切换点，则执行该切换点对应的加机操作或减机操作，其中，设定负荷率是在当前工况下使得加机或减机后对应的系统能效高于当前运行冷机数量对应的系统能效的冷机平均负荷率。在空调系统实际运行过程中确定当前工况下的设定负荷率，以确定切换点，按照切换点加机或减机后的系统能效高于当前运行冷机数量所对应的系统能效，在达到切换点时进行加机或减机，使得空调系统运行于高能效区间，提高系统能效，降低系统能耗。
在一个实施方式中，根据空调系统的当前冷机平均负荷率与设定负荷率，判断是否达到切换点，包括：
若当前冷机平均负荷率大于或等于第一设定负荷率与负荷率偏差值的加和，则确定达到加机切换点，其中，第一设定负荷率是当前工况下当前运行冷机数量对应的系统能效与冷机数量增加一台后对应的系统能效相等时所对应的冷机平均负荷率；
若当前冷机平均负荷率小于或等于第二设定负荷率与负荷率偏差值的差值，则确定达到减机切换点，其中，第二设定负荷率是当前工况下当前运行冷机数量对应的系统能效与冷机数量减少一台后对应的系统能效相等时所对应的冷机平均负荷率。
其中，在当前工况下，对于当前运行冷机数量n而言，可以获取n台冷机运行时的系统能效曲线与n+1台冷机运行时的系统能效曲线的交点处的制冷量Q1，计算Q1除以(n+1)，再除以单台冷机额定制冷量，得到用于判断加机切换点的第一设定负荷率；可以获取n台冷机运行时的系统能效曲线与n-1台冷机运行时的系统能效曲线的交点处的制冷量Q2，计算Q2除以n，再除以单台冷机额定制冷量，得到用于判断减机切换点的第二设定负荷率。
系统能效可以根据制冷量以及冷机、水泵、风机的耗电功率计算得到，具体可以根据冷机厂家、水泵厂家和风机厂家提供的计算函数来进行系统能效的计算。
负荷率偏差值可以根据实际情况进行设置，例如，负荷率偏差值的取值范围可以是1％～5％。
本实施方式结合设定负荷率和负荷率偏差值来确定切换点，能够提高系统高能效，也能够防止频繁加减机。
在一个实施方式中，在根据空调系统的当前冷机平均负荷率与设定负荷率，判断是否达到切换点之前，还包括：根据空调系统的负荷预测值确定负荷变化趋势；相应的，判断是否达到切换点，包括：判断是否达到负荷变化趋势对应的切换点。
其中，负荷变化趋势能够反映出空调系统的负荷需求变化。负荷变化趋势包括：负荷变大、负荷变小和负荷不变。在空调系统高效运行的情况下，负荷不变表示没有加减机需求，可以控制空调系统保持当前运行状态。负荷变大对应加机切换点，负荷变小对应减机切换点。负荷不变的情况一般没有对应的切换点，在具体实现时，也可以将负荷不变的情况与负荷变大的情况放在一起来进行控制，或者，将负荷不变的情况与负荷变小的情况放在一起来进行控制。
本实施方式通过负荷变化趋势来判断是否存在加减机需求，结合对负荷变化趋势的预测和切换点来进行加减机控制，能够提高系统能效，且保证加减机的切换满足控制需求。
目前的空调系统，冷机加减机时，相关需要联动的设备较多，且需要一定的判断时间和启动时间，因此冷机启停需要的时间较长，一般在20min左右。当末端冷负荷变化时，由于冷机加减机时间较长不能很好匹配末端冷负荷变化，会造成冷站输出冷量的大幅波动，这个波动会导致冷机多开、多减的现象以适应较大负荷的波动，待负荷波动削弱时，多开或多减的冷机会恢复原始状态，这个过程出现了冷机频繁启停。尤其是对于轨道交通中央空调系统，其系统负荷变化周期性强，负荷变化速度快，机组加减机周期使水系统负荷变化滞后，导致机组频繁启停。
在一个实施方式中，根据空调系统的负荷预测值确定负荷变化趋势，包括：获取第一预设时间后的负荷预测值；比较当前实际负荷值与第一预设时间后的负荷预测值；若第一预设时间后的负荷预测值大于当前实际负荷值，则确定负荷变化趋势是负荷变大；若第一预设时间后的负荷预测值小于当前实际负荷值，则确定负荷变化趋势是负荷变小。
其中，第一预设时间是进行负荷预测和负荷变化趋势判断的时间间隔，第一预设时间可以根据冷机参数进行设置，例如，第一预设时间至少要大于单台冷机开机或关机所需时间。可以利用现有的方法和模型进行负荷预测，例如，根据室外空气参数(包括温度和湿度)得到负荷预测值。空调系统的当前实际负荷值可以通过现有方法获得，例如，根据冷冻总管热量表测得。
本实施方式按照第一预设时间来周期性进行负荷预测和负荷变化趋势的判断，能够保证在冷机开机完毕或关机完毕后，进行加减机相关的判断与控制，避免频繁加减机，减少机组启停次数，提高对负荷变化的适应能力，减少末端负荷波动，提高舒适性。
目前通用的负荷预测模型准确度较低，负荷预测值与实际负荷产生偏差，基于不准确的负荷预测值进行判断，会导致控制系统不能准确地适应末端负荷的波动，尤其是针对轨道交通中央空调系统，系统负荷按工作日和非工作日呈现较强的周期性变化，然而通用的负荷预测模型并未对这种周期性负荷变化进行处理。
对此，本实施例提供了一种负荷预测的修正方式，具体的，获取第一预设时间后的负荷预测值，包括：获取第一预设时间后的初始负荷预测值；确定当前所处的日期类别，并获取当前所处的日期类别对应的修正系数；利用修正系数对初始负荷预测值进行修正，得到第一预设时间后的负荷预测值。
其中，初始负荷预测值可以通过现有的负荷预测模型得到。日期类别可以按照空调系统在具体使用过程中的负荷变化规律来进行划分，例如，按照空调系统运行周期分为：工作日、休息日、工作日前和特殊假日。
不同的日期类别分别对应有自己的修正系数。修正系数需要针对具体项目进行实际调试确认。修正系数会根据空调系统实际使用情况和现场负荷波动进行变化，例如考虑人流量和地域等因素。修正系数的取值范围可以是0-10。
示例性的，日期类别按照空调系统运行周期分为：工作日、休息日、工作日前和特殊假日，修正系数分别为：K1、K2、K3和K4。初始负荷预测值乘以相应的修正系数，计算得到修正后的负荷预测值。
本实施方式通过日期类别和修正系数对负荷预测数据进行修正，能够保证负荷预测的准确性，且将负荷预测值作为其中一个参考变量引入控制系统，而不是将负荷预测值作为唯一的控制变量，能够减少由于负荷预测的失真导致的控制异常，保证加减机控制的可靠性。
在一个实施方式中，还可以引入温度条件作为加减机控制的依据，具体的，在根据空调系统的负荷预测值确定负荷变化趋势之后，还包括：判断冷冻水实际出水温度是否满足负荷变化趋势对应的温度条件；若达到负荷变化趋势对应的切换点和/或满足负荷变化趋势对应的温度条件，则执行切换点和/或温度条件对应的操作，其中，所述操作是加机操作或减机操作。
其中，温度条件可以分为加机温度条件和减机温度条件，加机温度条件对应加机操作，减机温度条件对应减机操作。负荷变化趋势与具体的温度条件存在对应关系。达到负荷变化趋势对应的切换点与满足负荷变化趋势对应的温度条件，上述两个条件中有至少一个条件满足，则可以执行对应的加机操作或减机操作。
需要说明的是，切换点和温度条件的判断顺序不限，可以同时判断，任一满足则进行加机或减机，若都不满足，则不进行加机或减机；也可以先判断切换点，若达到切换点，则进行加机或减机，若未达到切换点，再判断温度条件，若满足温度条件，则进行加机或减机，若不满足温度条件，则不进行加机或减机；还可以先判断温度条件，若满足温度条件，则进行加机或减机，若不满足温度条件，再判断切换点，若达到切换点，则进行加机或减机，若未达到切换点，则不进行加机或减机。
本实施方式引入温度条件参与加减机控制，使得加机操作或减机操作能够符合系统实际控制需求，且能够保障冷冻水出水温度稳定。
具体的，判断冷冻水实际出水温度是否满足负荷变化趋势对应的预设温度条件，可以包括以下几种情况：
(1)在负荷变化趋势是负荷变大的情况下，判断冷冻水实际出水温度是否大于或等于设定出水温度与第一出水温度偏差的加和；若是，则确定满足第一加机温度条件。
其中，设定出水温度可以是系统默认的冷冻水出水温度的设定值，也可以是用户根据自身实际需求设定的温度值。第一出水温度偏差的取值范围可以是0.3℃～1℃。
满足第一加机温度条件，即，冷冻水实际出水温度大于或等于设定出水温度与第一出水温度偏差的加和，表示冷冻水实际出水温度高于设定出水温度，此时通过加机以使冷冻水出水温度维持在设定出水温度，保障用户需求。设置第一出水温度偏差，能够防止冷机频繁加减机。
(2)在负荷变化趋势是负荷未变大的情况下，判断冷冻水实际出水温度是否大于或等于设定出水温度与第二出水温度偏差的加和；若是，则确定满足第二加机温度条件。
其中，第二出水温度偏差大于第一出水温度偏差，第二出水温度偏差的取值范围可以是1℃～3℃。
满足第二加机温度条件，即，冷冻水实际出水温度大于或等于设定出水温度与第二出水温度偏差的加和，表示冷冻水实际出水温度高出设定出水温度较多，末端需求负荷远大于系统当前实际负荷，此时必须直接快速加机，以使冷冻水出水温度维持在设定出水温度，保障用户需求。
(3)在负荷变化趋势是负荷变小的情况下，判断冷冻水实际出水温度是否小于或等于设定出水温度与第三出水温度偏差的差值；若是，则确定满足减机温度条件。
其中，第三出水温度偏差的取值范围可以是0.3℃～1℃。
满足减机温度条件，即，冷冻水实际出水温度小于或等于设定出水温度与第三出水温度偏差的差值，表示冷冻水实际出水温度低于设定出水温度，此时通过减机以使冷冻水出水温度维持在设定出水温度，保障用户需求。设置第三出水温度偏差，能够防止冷机频繁加减机。
在一个实施方式中，在根据空调系统的当前冷机平均负荷率与设定负荷率，判断是否达到切换点之前，还包括：确定当前时刻距离最近一次加机或减机完毕的时刻达到第二预设时间。
其中，第二预设时间是用于防止频繁加减机而设定的加减机时间间隔。第二预设时间可以根据冷机参数确定，例如，第二预设时间的取值范围可以是10min～30min。具体的，第二预设时间可以包括：加机时间间隔和减机时间间隔，二者可以相等，也可以不等。例如，若上一次是减机操作，则可以使用减机时间间隔来进行控制，保证上次减机完毕后系统达到稳定运行之后，再执行下一次加机或减机；若上一次是加机操作，则可以使用加机时间间隔来进行控制，保证上次加机完毕后系统达到稳定运行之后，再执行下一次加机或减机。
本实施方式通过设置第二预设时间，使得加减机控制基于一定的时间间隔来进行，避免频繁加减机，例如，能够避免正在开启一台冷机，但该冷机的输出还未达到稳定值时，又开启另一台冷机的情况发生。
需要说明的是，若包含根据空调系统的负荷预测值确定负荷变化趋势的步骤，则在根据空调系统的负荷预测值确定负荷变化趋势之前，判断当前时刻距离最近一次加机或减机完毕的时刻是否达到第二预设时间，若达到第二预设时间，则可以根据空调系统的负荷预测值确定负荷变化趋势，从而避免频繁加减机。
上述第一预设时间可以参考第二预设时间来设置，具体的，第一预设时间大于第二预设时间与单台冷机开机/关机所需时间的和，从而更好的防止冷机频繁加减机。
在一个实施方式中，若达到切换点的状态持续第三预设时间，则确定达到切换点。其中，第三预设时间可以是根据实际需求进行设置，例如，第三预设时间的取值范围可以是2min～30min。
示例性的，连续5min检测到当前冷机平均负荷率大于或等于第一设定负荷率与负荷率偏差值的加和，则确定达到加机切换点；连续5min检测到当前冷机平均负荷率小于或等于第二设定负荷率与负荷率偏差值的差值，则确定达到减机切换点。
在一个实施方式中，若冷冻水实际出水温度满足负荷变化趋势对应的温度条件的状态持续第三预设时间，则确定满足负荷变化趋势对应的温度条件。示例性的，连续10min检测到冷冻水实际出水温度大于或等于设定出水温度与第一出水温度偏差的加和，则确定满足第一加机温度条件。
同一状态持续第三预设时间，认为满足相应的条件，能够防止数据误差导致判断错误，也能够避免系统波动对准确控制的影响。
在一个实施方式中，S102中执行该切换点对应的加机操作，或者，执行切换点和/或温度条件对应的加机操作，包括：在可开启运行的冷机数量大于或等于1的情况下，开启一台冷机。本实施方式在可开启运行的冷机数量大于或等于1的情况下才执行加机操作，能够保障有效的加机控制。
实施例二
下面结合一个具体实施例对上述空调系统控制方法进行说明，然而值得注意的是，该具体实施例仅是为了更好地说明本申请，并不构成对本申请的不当限定。与上述实施例相同或相应的术语解释，本实施例不再赘述。
关于设定负荷值的计算原理以及切换点，说明如下：
当前运行冷机数量为n，Pn表示n台冷机运行时的系统能效，Pn+1＝Pn时所对应的冷机平均负荷率即为第一设定负荷率L1，Pn-1＝Pn时所对应的冷机平均负荷率即为第二设定负荷率L2。△L表示负荷率偏差值，对于当前运行冷机数量为n而言，加机切换点对应的判断阈值为L1+△L，减机切换点对应的判断阈值为L2-△L。可以理解的是，若当前冷机平均负荷率大于或等于L1+△L，从n台冷机运行切换至n+1台冷机运行，结合图2所示的能效曲线，过了交点，Pn+1会高于Pn；若当前冷机平均负荷率小于或等于L2-△L，从n台冷机运行切换至n-1台冷机运行，结合图2所示的能效曲线，过了交点，Pn-1会高于Pn。
冷机厂家会提供函数f冷机(x)，用于计算不同台数冷机运行时冷机的单位制冷量耗电功率p冷机。水泵厂家会提供函数f水泵(x)，用于计算不同台数冷机运行时水泵的单位制冷量耗电功率p水泵。风机厂家会提供函数f风机(x)，用于计算不同台数冷机运行时风机的单位制冷量耗电功率p风机。
p冷机＝f冷机(冷机负荷率，冷冻水出水温度，冷却水进水温度)，
p水泵＝f水泵(水泵频率，水泵流量)，
p风机＝f风机(风机频率，风量)。
n台冷机运行时的系统单位制冷量耗电功率pn＝p冷机n+p水泵n+p风机n，p冷机n表示n台冷机运行时冷机的单位制冷量耗电功率，p水泵n表示n台冷机运行时水泵的单位制冷量耗电功率，p风机n表示n台冷机运行时风机的单位制冷量耗电功率。水泵包括冷冻水泵和冷却水泵。系统能效Pn能够根据单位制冷量耗电功率pn得到，然后可以计算Pn+1＝Pn时的制冷量，从而计算出对应的第一设定负荷率，以及，计算Pn-1＝Pn时的制冷量，从而计算出对应的第二设定负荷率。
在实际应用中，可以将冷机部分负荷性能曲线、水泵工况性能曲线、冷却塔风机工况性能曲线内置在控制器中，用于确定切换点，找出当前工况下高能效的冷机组合。
(1)加机控制
对于空调系统的加机，需要满足防频繁加减机的时间间隔，即上述实施例所述的第二预设时间。例如，一台冷机开启完毕后，在其运行时间大于或等于加机时间间隔之后，可以考虑开始进行加机控制操作，从而能够防止频繁加减机。并且，进行加机控制，需要有可开启运行的冷机、水泵和冷却塔，若系统中所有冷机都在运行，则不进行加机控制。
在满足时间间隔且具有可开启的冷机的情况下，需要通过具体判断来决定是否执行加机操作。
具体的，当负荷预测结果要求加机时(即预测负荷会变大)，允许加机操作，具体是否执行加机操作，则需要根据后续的加机切换点和/或加机温度条件来决定，加机切换点和加机温度条件中任一满足，则执行加机操作，具体如下：若冷冻水实际出水温度稍微超过设定出水温度，则执行加机操作；若达到加机切换点，则执行加机操作。如果加机切换点和加机温度条件都不满足，则不允许加机操作。
如果负荷预测结果表示负荷未变大，但是冷冻水实际出水温度远远超过设定出水温度，表示末端需求负荷远大于系统实际负荷，立即执行加机操作。
如图3所示，为空调系统加机控制流程图，包括以下步骤：
S301，加机控制流程。
S302，判断当前冷机运行情况是否满足ti，若是，进入S303，若否，进入S310。其中，ti表示上述第二预设时间。
S303，判断可开启运行的冷机数量是否大于或等于1，若是，进入S305，若否，进入S310。
S304，获取修正后的负荷预测数据。
S305，判断△t时间后的负荷预测值是否大于当前实际负荷值，若是，进入S306，若否，进入S309。其中，△t表示上述第一预设时间。
S306，判断冷冻水实际出水温度是否大于或等于T+△T1，若是，进入S308，若否，进入S307。其中，T表示设定出水温度，△T1表示上述第一出水温度偏差。
S307，判断当前冷机平均负荷率是否大于或等于L1+△L，若是，进入S308，若否，进入S310。其中，L1表示上述第一设定负荷率，△L表示负荷率偏差值。
S308，开启一台冷机。
S309，判断冷冻水实际出水温度是否大于或等于T+△T2，若是，进入S308，若否，进入S310。其中，T表示设定出水温度，△T2表示上述第二出水温度偏差。
S310，结束。
(2)减机控制
对于空调系统的减机，需要满足防频繁加减机的时间间隔，即上述实施例所述的第二预设时间。例如，一台冷机关闭完毕后，经减机时间间隔之后，可以考虑开始进行减机控制操作，从而能够防止频繁加减机。
在满足时间间隔的情况下，需要通过具体判断来决定是否执行减机操作。
具体的，当负荷预测结果要求减机时(即预测负荷会变小)，允许减机操作，具体是否执行减机操作，则需要根据后续的减机切换点和/或减机温度条件来决定，减机切换点和减机温度条件中任一满足，则执行减机操作，具体如下：若冷冻水实际出水温度低于设定出水温度，则执行减机操作；若达到减机切换点，则执行减机操作。如果减机切换点和减机温度条件都不满足，则不允许减机操作。
如图4所示，为空调系统减机控制流程图，包括以下步骤：
S401，减机控制流程。
S402，判断当前冷机运行情况是否满足ti，若是，进入S404，若否，进入S408。其中，ti表示上述第二预设时间。
S403，获取修正后的负荷预测数据。
S404，判断△t时间后的负荷预测值是否小于当前实际负荷值，若是，进入S405，若否，进入S408。其中，△t表示上述第一预设时间。
S405，判断是否连续5min检测到当前冷机平均负荷率小于或等于L2-△L，若是，进入S407，若否，进入S406。其中，L2表示上述第二设定负荷率，△L表示负荷率偏差值。
S406，判断是否连续5min检测到冷冻水实际出水温度小于或等于T-△T3，若是，进入S407，若否，进入S408。其中，T表示设定出水温度，△T3表示上述第三出水温度偏差。
S407，关闭一台冷机。
S408，结束。
需要说明的是，图3和图4所示的判断顺序仅作示例，在实际应用中，可根据实际情况设置判断顺序。图3中也可以利用连续一段时间的判断(如连续5min)，以避免数据错误或系统波动对准确性的影响。
本实施例不使用固定的满负荷阈值和低负荷阈值来进行加减机切换，而是在空调系统实际运行过程中确定当前工况下的设定负荷率，以确定加减机切换点，使空调系统处在高效运行区间，提高系统能效，降低系统能耗。对负荷预测数据进行修正，能够保证负荷预测的准确性，且将负荷预测值作为其中一个参考变量引入控制系统，而不是将负荷预测值作为唯一的控制变量，能够减少由于负荷预测的失真导致的控制异常，保证加减机控制的可靠性。按照第一预设时间来周期性进行负荷预测和负荷变化趋势的判断，能够保证在冷机开机完毕或关机完毕后，进行加减机相关的判断与控制，避免频繁加减机，减少机组启停次数，提高对负荷变化的适应能力，减少末端负荷波动，提高舒适性。
实施例三
基于同一发明构思，本实施例提供了一种空调系统控制装置，可以用于实现上述实施例所述的空调系统控制方法。该装置可以通过软件和/或硬件实现，该装置一般可集成于空调系统的控制器中。
图5是本发明实施例三提供的空调系统控制装置的结构框图，如图5所示，该装置包括：
判断模块51，用于在空调系统运行过程中，根据所述空调系统的当前冷机平均负荷率与设定负荷率，判断是否达到切换点，其中，所述设定负荷率是在当前工况下使得加机或减机后对应的系统能效高于当前运行冷机数量对应的系统能效的冷机平均负荷率；
控制模块52，用于若达到所述切换点，则执行所述切换点对应的加机操作或减机操作。
可选的，判断模块51包括：
第一判断单元，用于若所述当前冷机平均负荷率大于或等于第一设定负荷率与负荷率偏差值的加和，则确定达到加机切换点，其中，所述第一设定负荷率是当前工况下当前运行冷机数量对应的系统能效与冷机数量增加一台后对应的系统能效相等时所对应的冷机平均负荷率；
第二判断单元，用于若所述当前冷机平均负荷率小于或等于第二设定负荷率与负荷率偏差值的差值，则确定达到减机切换点，其中，所述第二设定负荷率是当前工况下当前运行冷机数量对应的系统能效与冷机数量减少一台后对应的系统能效相等时所对应的冷机平均负荷率。
可选的，上述装置还包括：
确定模块，用于在根据所述空调系统的当前冷机平均负荷率与设定负荷率，判断是否达到切换点之前，根据所述空调系统的负荷预测值确定负荷变化趋势；
相应的，判断模块51具体用于：判断是否达到所述负荷变化趋势对应的切换点。
可选的，确定模块包括：
获取单元，用于获取第一预设时间后的负荷预测值；
比较单元，用于比较当前实际负荷值与所述第一预设时间后的负荷预测值；
第一确定单元，用于若所述第一预设时间后的负荷预测值大于所述当前实际负荷值，则确定所述负荷变化趋势是负荷变大；
第二确定单元，用于若所述第一预设时间后的负荷预测值小于所述当前实际负荷值，则确定所述负荷变化趋势是负荷变小。
可选的，获取单元包括：
获取子单元，用于获取第一预设时间后的初始负荷预测值；
确定子单元，用于确定当前所处的日期类别，并获取所述当前所处的日期类别对应的修正系数；
修正子单元，用于利用所述修正系数对所述初始负荷预测值进行修正，得到所述第一预设时间后的负荷预测值。
可选的，上述装置还包括：
温度判断模块，用于在根据所述空调系统的负荷预测值确定负荷变化趋势之后，判断冷冻水实际出水温度是否满足所述负荷变化趋势对应的温度条件；
上述控制模块52还用于若达到所述负荷变化趋势对应的切换点和/或满足所述负荷变化趋势对应的温度条件，则执行所述切换点和/或所述温度条件对应的操作，其中，所述操作是加机操作或减机操作。
可选的，温度判断模块具体用于：在所述负荷变化趋势是负荷变大的情况下，判断所述冷冻水实际出水温度是否大于或等于设定出水温度与第一出水温度偏差的加和；若是，则确定满足第一加机温度条件。
可选的，温度判断模块具体用于：在所述负荷变化趋势是负荷未变大的情况下，判断所述冷冻水实际出水温度是否大于或等于设定出水温度与第二出水温度偏差的加和；若是，则确定满足第二加机温度条件。
可选的，温度判断模块具体用于：在所述负荷变化趋势是负荷变小的情况下，判断所述冷冻水实际出水温度是否小于或等于设定出水温度与第三出水温度偏差的差值；若是，则确定满足减机温度条件。
可选的，上述装置还包括：时间判断模块，用于在根据所述空调系统的当前冷机平均负荷率与设定负荷率，判断是否达到切换点之前，确定当前时刻距离最近一次加机或减机完毕的时刻达到第二预设时间。
可选的，判断模块51具体用于：若达到所述切换点的状态持续第三预设时间，则确定达到所述切换点。
可选的，温度判断模块具体用于：若所述冷冻水实际出水温度满足所述负荷变化趋势对应的温度条件的状态持续第三预设时间，则确定满足所述负荷变化趋势对应的温度条件。
可选的，控制模块52具体用于：在可开启运行的冷机数量大于或等于1的情况下，开启一台冷机。
上述装置可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例提供的方法。
实施例四
本实施例提供一种空调系统，包括：上述实施例所述的空调系统控制装置。
实施例五
本实施例提供一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例所述方法的步骤。
实施例六
本实施例提供一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例所述方法的步骤。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (17)

1.一种空调系统控制方法，其特征在于，包括：
在空调系统运行过程中，根据所述空调系统的当前冷机平均负荷率与设定负荷率，判断是否达到切换点，其中，所述设定负荷率是在当前工况下使得加机或减机后对应的系统能效高于当前运行冷机数量对应的系统能效的冷机平均负荷率；
若达到所述切换点，则执行所述切换点对应的加机操作或减机操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述空调系统的当前冷机平均负荷率与设定负荷率，判断是否达到切换点，包括：
若所述当前冷机平均负荷率大于或等于第一设定负荷率与负荷率偏差值的加和，则确定达到加机切换点，其中，所述第一设定负荷率是当前工况下当前运行冷机数量对应的系统能效与冷机数量增加一台后对应的系统能效相等时所对应的冷机平均负荷率；
若所述当前冷机平均负荷率小于或等于第二设定负荷率与负荷率偏差值的差值，则确定达到减机切换点，其中，所述第二设定负荷率是当前工况下当前运行冷机数量对应的系统能效与冷机数量减少一台后对应的系统能效相等时所对应的冷机平均负荷率。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述空调系统的当前冷机平均负荷率与设定负荷率，判断是否达到切换点之前，还包括：
根据所述空调系统的负荷预测值确定负荷变化趋势；
相应的，判断是否达到所述切换点，包括：判断是否达到所述负荷变化趋势对应的切换点。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述空调系统的负荷预测值确定负荷变化趋势，包括：
获取第一预设时间后的负荷预测值；
比较当前实际负荷值与所述第一预设时间后的负荷预测值；
若所述第一预设时间后的负荷预测值大于所述当前实际负荷值，则确定所述负荷变化趋势是负荷变大；
若所述第一预设时间后的负荷预测值小于所述当前实际负荷值，则确定所述负荷变化趋势是负荷变小。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，获取第一预设时间后的负荷预测值，包括：
获取第一预设时间后的初始负荷预测值；
确定当前所处的日期类别，并获取所述当前所处的日期类别对应的修正系数；
利用所述修正系数对所述初始负荷预测值进行修正，得到所述第一预设时间后的负荷预测值。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在根据所述空调系统的负荷预测值确定负荷变化趋势之后，还包括：
判断冷冻水实际出水温度是否满足所述负荷变化趋势对应的温度条件；
若达到所述负荷变化趋势对应的切换点和/或满足所述负荷变化趋势对应的温度条件，则执行所述切换点和/或所述温度条件对应的操作，其中，所述操作是加机操作或减机操作。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，判断冷冻水实际出水温度是否满足所述负荷变化趋势对应的预设温度条件，包括：
在所述负荷变化趋势是负荷变大的情况下，判断所述冷冻水实际出水温度是否大于或等于设定出水温度与第一出水温度偏差的加和；
若是，则确定满足第一加机温度条件。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，判断冷冻水实际出水温度是否满足所述负荷变化趋势对应的预设温度条件，包括：
在所述负荷变化趋势是负荷未变大的情况下，判断所述冷冻水实际出水温度是否大于或等于设定出水温度与第二出水温度偏差的加和；
若是，则确定满足第二加机温度条件。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，判断冷冻水实际出水温度是否满足所述负荷变化趋势对应的预设温度条件，包括：
在所述负荷变化趋势是负荷变小的情况下，判断所述冷冻水实际出水温度是否小于或等于设定出水温度与第三出水温度偏差的差值；
若是，则确定满足减机温度条件。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，在根据所述空调系统的当前冷机平均负荷率与设定负荷率，判断是否达到切换点之前，还包括：
确定当前时刻距离最近一次加机或减机完毕的时刻达到第二预设时间。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，若达到所述切换点的状态持续第三预设时间，则确定达到所述切换点。
12.根据权利要求6至9中任一项所述的方法，其特征在于，若所述冷冻水实际出水温度满足所述负荷变化趋势对应的温度条件的状态持续第三预设时间，则确定满足所述负荷变化趋势对应的温度条件。
13.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，执行所述切换点对应的加机操作，或者，执行所述切换点和/或所述温度条件对应的加机操作，包括：
在可开启运行的冷机数量大于或等于1的情况下，开启一台冷机。
14.一种空调系统控制装置，其特征在于，包括：
判断模块，用于在空调系统运行过程中，根据所述空调系统的当前冷机平均负荷率与设定负荷率，判断是否达到切换点，其中，所述设定负荷率是在当前工况下使得加机或减机后对应的系统能效高于当前运行冷机数量对应的系统能效的冷机平均负荷率；
控制模块，用于若达到所述切换点，则执行所述切换点对应的加机操作或减机操作。
15.一种空调系统，其特征在于，包括：权利要求14所述的空调系统控制装置。
16.一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至13中任一项所述方法的步骤。
17.一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至13中任一项所述方法的步骤。
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