CN114879513B - 循环水系统的实时优化节能控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种循环水系统的实时优化节能控制方法及装置，该方法包括：确定目标时间段，并获取循环水系统在目标时间段内的运行参数；对运行参数进行分析，得到循环水系统的优化值；确定运行参数的参数值区间，并与优化值进行对比；如果优化值位于参数值区间内，将优化值写为循环水系统的被控变量的参数值，被控变量用于对循环水系统进行控制，如果优化值没有位于参数值区间，拒绝将优化值写为被控变量的参数值，并重新获取上述循环水系统在目标时间段内的运行参数。本申请解决了由于现有技术中采用手动调节固定参数造成的循环水系统无法根据气象变化以及末端用能需求变化同步调节的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及工业循环水系统领域，具体而言，涉及一种循环水系统的实时优化节能控制方法及装置。
背景技术
在现行的工业循环水系统中，大部分循环水系统的供能远大于需求；现有技术仍采取手动调节固定操作参数的方式调节供水的温度或压力，比如采取限温、恒压的方式，因此循环水系统无法实时、同步的根据气象环境的周期性、季节性变化以及末端用能需求调节供水的温度或压力。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请实施例提供了一种循环水系统的实时优化节能控制方法及装置，解决由于现有技术中采用手动调节固定参数造成的循环水系统无法根据气象变化、末端用能需求变化同步调节的技术问题。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种循环水系统的实时优化节能控制方法，包括：确定目标时间段，并获取循环水系统在目标时间段内的运行参数，其中，目标时间段为用于对循环水系统进行优化的优化方案的运行周期；对运行参数进行分析，得到循环水系统的优化值，其中，优化值为循环水系统优化后的运行参数的数值；确定运行参数的参数值区间，并与上述优化值进行对比；如果优化值位于参数值区间内，将优化值写为循环水系统的被控变量的参数值，被控变量用于对循环水系统进行控制；如果上述优化值没有位于参数值区间，拒绝将优化值写为被控变量的参数值，并重新获取上述循环水系统在目标时间段内的运行参数。
可选地，确定目标时间段，包括：获取循环水系统的第一容量，循环水系统的第二容量以及循环水系统的循环水流量；根据第一容量，第二容量和循环水流量确定目标时间段。
可选地，对运行参数进行分析，得到循环水系统的优化值之前，上述方法还包括：获取循环水系统的终端的信息，终端的信息包括：终端的类型和终端的运行模式；根据终端的信息将运行参数划分为以下几种类型：被控参数，因变参数和环境参数，其中，被控参数为循环水系统的输入，因变参数为由循环水系统控制的终端的输出，环境参数为循环水系统在目标时间段内的运行环境。
可选地，对运行参数进行分析，包括：根据运行参数确定运行参数系数，运行参数系数与运行参数是一组对应的值，确定取样数量，根据取样数量对运行参数系数和运行参数取样，确定运行参数系数的第一矩阵及其对应的运行参数的第二矩阵；获取运行参数的平均值，根据第一矩阵，第二矩阵和平均值确定运行参数的第一判定系数，如果第一判定系数大于或者等于第一预设值，根据第一矩阵和第二矩阵确定运行参数的第一分析值；如果第一分析值小于第二预设值，确定运行参数呈下降趋势，如果第一分析值大于第二预设值且小于第三预设值，确定运行参数保持不变，如果第一分析值大于第三预设值，确定运行参数呈上升趋势。
可选地，如果第一判定系数小于第一预设值，确定运行参数系数的第三矩阵和运行参数的第四矩阵，其中，第三矩阵中元素的数量大于第一矩阵中元素的数量，第四矩阵中元素的数量大于第二矩阵中元素的数量，根据第三矩阵，第四矩阵和上述平均值确定运行参数的第二判定系数；如果第二判定系数大于或者等于第四预设值，根据第三矩阵和第四矩阵确定运行参数的第二分析值，如果第二分析值小于第五预设值，确定运行参数呈先上升后下降趋势，如果第二分析值大于第五预设值确定运行参数呈先下降后上升趋势。
可选地，得到循环水系统的优化值，包括：如果上述运行参数是环境参数，如果环境参数呈先上升后下降趋势，或者环境参数保持不变，或者环境参数呈上升趋势，如果被控参数为第一被控参数且被控参数的参数值大于第六预设值，将被控参数的参数值降低为第一优化值，如果被控参数为第二被控参数，将被控参数的参数值增加为第二优化值；如果环境参数呈先上升后下降趋势，或者环境参数保持不变，或者环境参数呈下降趋势，如果被控参数为第一被控参数且被控参数的参数值小于第六预设值，将被控参数的参数值增加为第三优化值，如果被控参数为第二被控参数，将被控参数的参数值降低为第四优化值。
可选地，对运行参数进行分析，得到循环水系统的优化值，还包括：如果运行参数为因变参数，如果因变参数呈上升趋势，或者因变参数保持不变，且被控参数的参数值大于第七预设值，将被控参数的参数值增加为第五优化值，如果因变参数呈下降趋势，将被控参数的参数值降低为第六优化值；如果第一判定系数小于第一预设值，且第二判定系数小于第四预设值，确定因变参数中参数值大于第八预设值的多个因变参数的多个比例值，如果多个比例值均大于第九预设值，将被控参数的参数值增加为第五优化值，如果多个比例值均小于第九预设值，将被控参数的参数值降低为第六优化值。
根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种循环水系统的实时优化节能控制装置，该装置包括：获取模块，用于确定目标时间段，并获取循环水系统在目标时间段内的运行参数，其中，目标时间段为用于对循环水系统进行优化的优化方案的运行周期；分析模块，用于对运行参数进行分析，得到循环水系统的优化值，其中，优化值为循环水系统优化后的运行参数的数值；对比模块，用于确定运行参数的参数值区间，并与优化值进行对比；第一处理模块，用于在优化值位于参数值区间内的情况下，将优化值写为循环水系统的被控变量参数值，被控变量用于对循环水系统进行控制；第二处理模块，用于在优化值没有位于参数值区间的情况下，拒绝将优化值写为被控变量的参数值，并重新获取循环水系统在目标时间段内的运行参数。
根据本申请实施例的再一方面还提供了一种非易失性存储介质，上述非易失性存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制非易失性存储介质所在设备执行上述循环水系统的实时优化节能控制方法。
根据本申请实施例的再一方面还提供了一种处理器，上述处理器用于运行存储在存储器中的程序，其中，程序运行时执行上述循环水系统的实时优化节能控制方法。
在本申请实施例中，采用确定目标时间段，并获取循环水系统在目标时间段内的运行参数，其中，目标时间段为用于对循环水系统进行优化的优化方案的运行周期；对运行参数进行分析，得到循环水系统的优化值，其中，优化值为循环水系统优化后的运行参数的数值；确定运行参数的参数值区间，并与上述优化值进行对比；如果优化值位于参数值区间内，将优化值写为循环水系统的被控变量的参数值，被控变量用于对循环水系统进行控制；如果上述优化值没有位于参数值区间，拒绝将优化值写为被控变量的参数值，并重新获取上述循环水系统在目标时间段内的运行参数的方式，通过对采集到的循环水系统的数据分析，利用实时优化程序调节系统内的被控变量、调节变量等各参数，按预先设定的优化策略得出增加或降低系统被控变量值，并判断优化程序得出的系统优化值是否在参数控制范围内，若在，则通过通讯接口将实时优化程序得出的系统优化值写入被控变量，若不在，保持当前值不变，并再次执行优化程序。达到了节能闭环控制的目的，从而实现了根据环境气象参数变化与末端用能需求及时、动态调整优化被控参数，改善人员调节不及时、调整参数富余过多的问题，具有较强的工业应用价值，显著提升经济效益的技术效果，进而解决了由于现有技术中采用手动调节固定参数造成的循环水系统无法根据气象变化、末端用能需求变化同步调节的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本申请实施例的一种循环水系统的实时优化节能控制方法的流程图；
图2是根据本申请实施例的一种循环水系统的实时优化节能控制装置的结构图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“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，以便这里描述的本申请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。
为解决背景技术中提到的问题，现有技术通过以下方法优化循环水系统。在硬件方面的改善方法主要有以下两种：第一种是增加或减少冷却塔的投入和使用；第二种是在循环水系统内全部配齐自控阀门。对于第一种方法仍需要手动操作，无法实现与气象变化的及时同步，而第二种方法需要的投资过大，且经济效益不明显，不具有现实意义。针对软件方面的改善方法主要有以下三种：第一种以整体节能最大为目标，对系统内设备进行统计分析划分高低区换热器，再通过模拟软件模拟分析，选取合理的高、低区换热器分界，并依据分析结果对现场设备进行节能技术改造。第二种方法通过以下步骤获取最佳用水量及最小供水压力：（1）将循环水系统约束条件转化为理论指标要求，再转化为最佳用水量，计算理论供水压力；（2）得出关键路线、次关键路线及非关键路线，结合理论供水压力计算得出压损潜力挖掘，得出最小供水压力；（3）判断计算值是否合理，若合理，则调节水场设备。第三种方法首先建立循环水系统动态和稳态模型；根据被控变量、操作变量的优先级、操作变量的效益方向以及操作变量与被控变量之间的相关性方向，建立能量消耗的目标函数，构建约束条件；根据目标函数判断是否有可行域，若有，则采用操作变量的多优先级优化策略，得到最优操作点；并将得到的最优操作点做为设定值，建立模型预测控制器实施控制作用。对于第一种方法，需要停工进行优化改造，无法实现；对于第二种方法，由于末端生产装置的变化，可能存在优化结果值大跳跃，在调节设备控制时会出现控不稳的情况；对于第三种方法，目标函数在运行过程中会随设备的使用、环境的变化出现变化，难以用单一的函数表征。因此现有技术均无法有效解决循环水系统实时、同步地根据气象环境的周期性、季节性变化调节供水的温度或压力的问题。
根据本申请实施例，提供了一种优化循环水系统的方法实施例，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。
图1是根据本申请实施例的一种循环水系统的实时优化节能控制方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤S102，确定目标时间段，并获取循环水系统在目标时间段内的运行参数，其中，目标时间段为用于对循环水系统进行优化的优化方案的运行周期。
在步骤S102中，当循环水系统的运行状态不满足要求时，提供了一种用于优化循环水系统的程序，该程序根据自身的运行周期确定一个时间段作为观测期，并在上述观测期内采集循环水系统的运行参数。
步骤S104，对运行参数进行分析，得到循环水系统的优化值，其中，优化值为循环水系统优化后的运行参数的数值；
根据步骤S104，上述优化程序根据提前在程序中写好的算法，对采集到的循环水系统的运行参数进行分析，按预先设定的优化策略得出增加或降低运行参数的数值，并输出增加后或降低后的运行参数的参数值。
步骤S106，确定运行参数的参数值区间，并与上述优化值进行对比。
在步骤S106中，上述优化程序执行将优化值（即优化后的参数值）与运行参数的参数区间对比的程序。
步骤S108，如果优化值位于参数值区间内，将优化值写入循环水系统的被控变量的参数值，被控变量用于对循环水系统进行控制。
步骤S108在步骤S106判断优化值在参数区间内时，将优化值对应写为循环水系统的运行参数的参数值，实现优化循环水系统的目的。
步骤S110，如果优化值没有位于参数值区间，拒绝将优化值写为被控变量的参数值，并重新获取循环水系统在目标时间段内的运行参数。
步骤S110在步骤S106判断优化值不在参数区间内时，保持循环水系统的运行参数不变，循环水系统以原有的参数值继续运行，并且进入上述优化程序的观测期。并继续执行上述的优化程序，直至实现优化循环水系统的目的。
根据本申请一个可选的实施例，确定目标时间段，通过以下方法实现：获取循环水系统的第一容量，循环水系统的第二容量以及循环水系统的循环水流量；根据第一容量，第二容量和循环水流量确定目标时间段。
按照本实施例提供的确定目标时间段（即观测期）的方法，首先需要确定循环水系统的总容积（
）和循环水系统中冷却水池的容积（
），接下来确定循环水系统中的循环水流量（R），根据循环水系统的总容积（
），冷却水池的容积（
）和循环水流量（R）计算出目标时间段，即上述实施例中优化程序的运行周期；计算方法如下：
根据本申请另一个可选的实施例，得到循环水系统的优化值之前，上述方法还包括：获取循环水系统的终端的信息，终端的信息包括：终端的类型和终端的运行模式；根据终端的信息将运行参数划分为以下几种类型：被控参数，因变参数和环境参数，其中，被控参数为循环水系统的输入，因变参数为由循环水系统控制的终端的输出，环境参数为循环水系统在目标时间段内的运行环境。
需要注意的是，对于循环水系统，其系统内的运行参数包括，大气温度，大气湿度，循环水系统的供水温度，回水温度，压力，流量，泵组出口阀门开度，变频器频率，循环水系统末端自控阀开度大小等，其中，系统末端自控阀开度的点位个数为3~5个，具体选取视系统大小而定，选取规则是选取系统内距离循环水供水点距离最远、供水压力最低的位置，以及距离循环水供水点距离相对较远、供水压力相对较低的几个位置。
这些运行参数可以被划分为环境参数，被控变量（即被控参数）和调节变量（即因变参数）这三种类型，其中，被控参数包含循环水供水温度、供水压力、供水流量中的一种或多种组合，因变参数（即调节变量）是上述循环水系统控制的终端的运行参数，其与被控参数同步变化。因变参数包含变频器频率、泵组出口阀门开度等，其中，对于由循环水系统控制的不同类型的终端，每个终端的被控参数的类型和因变参数的类型都与其他终端的被控参数的类型和因变参数的类型各不相同；对于由循环水系统控制的相同类型的终端，其运行模式不同时，对应的被控参数的类型和因变参数的类型也不同。而环境参数则是表示循环水系统的工作环境的气象的参数，如大气温度，大气湿度等。
在本实施例中，确定终端的类型和运行模式，并确定该终端对应的被控参数和因变参数，例如以下几种优选的实施例：
如果循环水系统的终端为工业换热设备且生产模式为连续生产，确定被控参数类为循环水供水温度，供水压力，供水流量，变频器频率，泵组出口阀门开度；因变参数类为循环水控制的工业换热器物料侧的参数，如温度、压力；环境参数则是大气温度。如果循环水系统的终端为工业换热器且生产模式为间歇生产，确定被控参数类为循环水供水温度，供水压力，供水流量，变频器频率，泵组出口阀门开度；因变参数类包含工业换热设备循环水侧阀门开度、压力、流量；环境参数则是大气温度。
如果循环水系统末端为空调系统，确定被控参数类为循环水供水温度，供水压力，供水流量，变频器频率；因变参数类为空调系统控制的温度、湿度；环境参数则为大气温度和大气湿度。
如果循环水系统为上述三种终端的组合，确定被控参数类为循环水供水温度，供水压力，供水流量，变频器频率；因变参数类为循环水系统历史运行过程中最不利控制住的参数；环境参数则为大气温度和大气湿度。
根据本申请再一个可选的实施例，对运行参数进行分析，包括：根据运行参数确定运行参数系数，运行参数系数与运行参数是一组对应的值，确定取样数量，根据取样数量对运行参数系数和运行参数取样，确定运行参数系数的第一矩阵及其对应的运行参数第二矩阵；获取运行参数的平均值，根据第一矩阵，第二矩阵和平均值确定运行参数的第一判定系数，如果第一判定系数大于等于第一预设值，根据第一矩阵和第二矩阵确定运行参数的第一分析值；如果第一分析值小于第二预设值，确定运行参数呈下降趋势，如果第一分析值大于第二预设值且小于第三预设值，确定运行参数保持不变，如果第一分析值大于第三预设值，确定运行参数呈上升趋势。
本实施例提供的优化循环水系统的方法可以是一个优化程序，由该程序控制循环水系统的被控参数以达到优化目的。在一个优选的实施例中，提供了优化冷却塔群风机和优化循环水泵泵组两种优化方案，提前将冷却塔群风机的优化方案以及其触发条件、循环水泵泵组的优化方案及其触发条件写入上述的优化程序。将冷却塔群风机的优化方案的触发条件设置为环境参数变化，循环水泵泵组的优化方案的触发条件设置为因变参数变化；通过预设的方法对环境参数、被控参数和因变参数分析，确认可以执行的优化方案。其中，对环境参数分析有两种分析方法，对被控参数和因变参数分析有三种分析方法；本实施例提供的是对环境参数、被控参数和因变参数通用的第一方法：对观测期内运行参数及运行参数系数取样，并构建取样值系数（即运行参数系数）矩阵，取样值系数的选择由待分析的第一个运行参数确定，在取样值系数选定的范围内映能够反映运行参数的变化情况；通过第一方法的矩阵计算得到的第一判定系数的大小来确定是否使用第一方法进行分析，如果第一判定系数大于或等于第一方法的第一预设值，则使用第一方法进行分析，并且，可以由目标系数矩阵的值判断所分析的运行参数在观测期内的变化趋势；并在下述的实施例中结合其他运行参数的情况确定优化方案及优化值。
根据本申请另一个可选的实施例，如果第一判定系数小于第一预设值，确定运行参数系数的第三矩阵和运行参数的第四矩阵，其中，第三矩阵中元素的数量大于第一矩阵中元素的数量，第四矩阵中元素的数量大于第二矩阵中元素的数量，根据第三矩阵，第四矩阵和平均值确定运行参数的第二判定系数；如果第二判定系数大于等于第四预设值，根据第三矩阵和第四矩阵确定运行参数的第二分析值，如果第二分析值小于第五预设值，确定运行参数呈先上升后下降趋势，如果第二分析值大于第五预设值确定运行参数呈先下降后上升趋势。
结合上述实施例，提供了与第一方法原理相同的第二方法；当第一方法的第一判定系数小于第一预设值时，上述优化程序将采用第二方法对运行参数进行分析：构建元素数量更多的第三矩阵和第四矩阵，并根据第三矩阵和第四矩阵计算第二方法的第二判定系数，如果第二判定系数大于或等于第二方法的预设值（即第四预设值），则使用第二方法进行分析，同样由目标系数矩阵的值判断所分析的运行参数在观测期内的变化趋势，并在下述的实施例中结合其他运行参数的情况确定优化方案及优化值。
根据本申请一些可选的实施例，如果上述运行参数是环境参数，如果环境参数呈先上升后下降趋势，或者环境参数保持不变，或者环境参数呈上升趋势，如果被控参数为第一被控参数且被控参数的参数值大于第六预设值，将被控参数的参数值降低为第一优化值，如果被控参数为第二被控参数，将被控参数的参数值增加为第二优化值；如果环境参数呈先上升后下降趋势，或者环境参数保持不变，或者环境参数呈下降趋势，如果被控参数为第一被控参数且被控参数的参数值小于第六预设值，将被控参数的参数值增加为第三优化值，如果被控参数为第二被控参数，将被控参数的参数值降低为第四优化值；
本实施例利用上述第一方法和第二方法分析环境参数，根据环境参数在观测期内的变化趋势并结合选定的被控参数以及被控参数的数值与预设数值的对比情况，确定优化循环水系统的方法，对被控参数进行优化，具体分析过程如下：
利用第一方法对环境参数分析的方法时，先构建取样值系数（即运行参数系数）矩阵G，取样值系数的选择由待分析的第一个运行参数确定，在取样值系数选定的范围内映能够反映运行参数的变化情况，如本实施例首先对环境参数分析，则可以选择时间作为取样值系数。如下为构建取样值系数矩阵G的公式，其中，
代表权重或观测期内的取样次数，为便于计算，本实施例中的
=1，下同；
代表观测期内的取样的时间，下同；
代表观测期内的取样个数减去1，下同。
再根据如下公式构建目标取样值矩阵（即运行参数矩阵）B，其中
代表在观测期内在该取样时间
时的目标取样值。本实施例的目标取样值即环境参数的取样值。
随后求得取样值系数矩阵G的逆矩阵G-1，再根据A=G-1B，求得目标系数矩阵A，并求解目标系数矩阵后计算逼近值（即第一分析值）fi：fi=AB
最后通过以下公式，根据逼近值fi计算判定系数（即第一判定系数）
，其中
代表在观测期内的目标取样值的平均值（即本实施例中的环境参数的取样值的平均值）；
代表逼近值的平均值；根据判定系数
是否超过预设值来确定是否使用第一情况的分析结果。
如果通过第一方法得到的判定系数
大于第一方法的预设值（即第一预设值），确定通过第一方法对环境参数和被控参数分析，通过优化冷却塔群风机来优化循环水系统；计算环境参数系数矩阵A的值，通过比较A的值与预设数值的大小，判断观测期内环境参数的变化趋势并结合对被控参数的分析结果执行相应的优化方案。通过上述第一方法进行分析时，取预设数值为-0.1和0.1。将上述环境参数系数矩阵A的值记为A2，如果A2>0.1，环境参数在观测期内呈现上升趋势；如果-0.1≤A2≤0.1，环境参数在观测期内呈现平稳趋势，如果A2<-0.1，环境参数在观测期内呈现下降趋势。
利用第二方法对环境参数分析时，确立的取样值系数矩阵G中元素的数量大于通过上诉第一方法确立的取样值系数矩阵G中元素的数量；同样的，通过第二方法确立的目标取样值矩阵B中元素的数量大于通过上诉第一方法确立的目标取样值矩阵B中元素的数量。首先通过以下公式构建取样值系数矩阵G，其中，
、
、
代表的意义与第一方法中提及的相同，为便于计算，本实施例中取
=1。
再根据如下公式构建目标取样值矩阵B，其中
代表在观测期内的目标取样值。本实施例的目标取样值即环境参数的取样值。
通过第二方法分析时，计算目标系数矩阵A，计算逼近值fi以及计算判定系数（即第二判定系数）R2的方法与上述第一方法相同，此处不再赘述。
如果通过第一方法得到的判定系数R2小于第一预设值，且通过第二方法得到的判定系数R2大于第二方法的预设值（即第四预设值），确定通过第二方法对环境参数和被控参数分析，计算环境参数系数矩阵A的值，通过比较A的值与预设数值的大小，判断观测期内环境参数的变化趋势并结合对被控参数的分析结果执行相应的优化方案。通过上述第二方法进行分析时取预设数值为0，将上述环境参数系数矩阵A的值记为A3，如果A3<0，环境参数在观测期内呈现先上升后下降趋势，如果A3>0，环境参数在观测期内呈现先下降后上升的趋势。
根据上述第一方法和第二方法的分析结果，结合被控参数的情况，确定优化方案及优化值，例如：若在观测期内，环境参数呈上升或保持不变或先上升后下降趋势：如果被控参数为供水温度（即第一被控参数）且供水温度的温度值（即被控参数的参数值）高于预设值（即第六预设值），则将供水温度的温度值降低到优化值（即第一优化值）；如果被控参数为塔群风机频率（即第二被控参数），将塔群风机频率的频率值（即被控参数的参数值）增加为优化值（即第二优化值）。
若在观测期内，环境参数呈先上升后下降趋势，或者环境参数保持不变，或者环境参数呈下降趋势：如果被控参数为供水温度，且供水温度的温度值小于上述第六预设值，将供水温度的温度值增加为第三优化值；如果被控参数为塔群风机频率（即第二被控参数），将塔群风机频率的频率值（即被控参数的参数值）降低为优化值（即第四优化值）。
根据本申请另一些可选的实施例，对运行参数进行分析，得到循环水系统的优化值，还包括：如果上述运行参数为因变参数，如果因变参数呈上升趋势，或者因变参数保持不变，且被控参数的参数值大于第七预设值，将被控参数的参数值增加为第五优化值，如果因变参数呈下降趋势，将被控参数的参数值降低为第六优化值；如果第一判定系数小于第一预设值，且第二判定系数小于第四预设值，确定因变参数中参数值大于第八预设值的多个因变参数的多个比例值，如果多个比例值均大于第九预设值，将被控参数的参数值增加为第五优化值，如果多个比例值均小于第九预设值，将被控参数的参数值降低为第六优化值。
在本实施例中，确定运行参数为因变参数，并通过三种方法对因变参数分析，其中，通过第一方法或第二方法对因变参数分析与上述通过第一方法或第二方法对环境参数分析的分析方式相同，此处不再赘述。根据第一方法和第二方法对因变参数的分析结果，结合被控参数的情况，确定优化方案及优化值，例如：如果因变参数呈上升趋势，或者保持不变，且被控参数的参数值大于预设值（即第七预设值），将被控参数的参数值增加为优化值（即第五优化值），如果因变参数呈下降趋势，将被控参数的参数值降低为优化值（即第六优化值）；其中，如果被控参数可以选为泵组频率或供水压力，当需要将被控参数的参数值增加为优化值时，泵组频率或供水压力在当前值的基础上按预设的步长增加一步输出；当需要将被控参数的参数值降低为优化值时，泵组频率或供水压力在当前值的基础上按预设的步长降低一步输出。
另外，本实施例还提供了用于分析被控参数和因变参数的第三方法：对于每一类因变参数，确定观测期内，参数值大于预设值（即第八预设值）的该类因变参数在所有因变参数的比例值，如果每一类因变参数的该比例值均大于预设的比例值（即如果多个比例值均大于第九预设值），将被控参数的参数值增加为优化值（即第五优化值）；如果每一类因变参数的该比例值均小于预设的比例值（即如果多个比例值均小于第九预设值），将被控参数的参数值降低为优化值（即第五优化值）；如果将被控参数确定为泵组频率和供水压力，当需要将被控参数的参数值增加为优化值时，泵组频率或供水压力在当前值的基础上按预设的步长增加一步输出；当需要将被控参数的参数值降低为优化值时，泵组频率或供水压力在当前值的基础上按预设的步长降低一步输出。
需要说明的是，在其它实施例中，也可以通过对被控参数分析，确定执行的优化方案及应该被优化的参数，对被控参数分析也有三种分析方法，与对因变参数分析的三种方法相同。
如果在通过第一方法第二方法和第三方法对环境参数，因变参数和被控参数分析的分析结果不属于上述的任何一种，被控参数保持当前值不变，循环水系统以当前参数值继续运行，并重新进入上述观测期对循环水系统优化。
图2是根据本申请实施例的一种循环水系统的实时优化节能控制装置的结构图，该装置包括：获取模块20，用于确定目标时间段，并获取循环水系统在目标时间段内的运行参数，其中，目标时间段为用于对循环水系统进行优化的优化方案的运行周期；分析模块22，用于对运行参数进行分析，得到循环水系统的优化值，其中，优化值为循环水系统优化后的运行参数的数值；对比模块24，用于确定运行参数的参数值区间，并与优化值进行对比；第一处理模块26，用于在优化值位于参数值区间内的情况下，将优化值写入循环水系统的被控变量，被控变量用于对循环水系统进行控制；第二处理模块28，用于在优化值没有位于参数值区间的情况下，利用优化方案重新优化循环水系统。
根据本申请实施例提供的优化循环水系统的装置，提供了一种具体的实施方案，通过以下步骤，实现循环水系统的优化，
步骤一：确定循环水系统内的设备、仪表及控制系统配置情况。如未满足基础要求，需要增加必备的设备、仪表、控制系统及控制回路；确定实时优化程序的运行周期，系统内的被控变量、调节变量及各参数控制范围。
上述系统内的设备、仪表、控制系统及控制回路包括变频设备，温湿度传感器，压力传感器，流量传感器，循环水系统末端自控阀门，分散控制系统（Distributed ControlSystem，DCS），由可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）控制的系统，或比例，积分，微分（Proportional Integral Derivative，PID）控制回路等。
步骤二：实时优化程序运行，获取优化操作观测期内的系统运行参数，对获取到的数据分类为气象环境参数类、优化被控参数类、因变参数类，并分别对这三类数据分析，按预先设定的优化策略得出增加或降低系统被控变量值。
步骤三，判断优化程序得出的系统优化值是否在参数控制范围内，若在，则通过通讯接口将实时优化程序得出的系统优化值写入被控变量，达到节能闭环控制的目的。若不在，保持当前值不变。而后优化程序进入观测期，直到下一次优化程序的运行。
通过上述步骤，综合考虑冷却塔群风机与循环水泵泵组操作，能够实现根据环境气象参数变化与末端用能需求及时、动态调整优化被控参数的效果。
需要说明的是，图2所示实施例的优选实施方式可以参见图1所示实施例的相关描述，此处不再赘述。
本申请实施例还提供了一种非易失性存储介质，非易失性存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制非易失性存储介质所在设备执行以上的循环水系统的实时优化节能控制方法。
上述非易失性存储介质用于存储执行以下功能的程序：确定目标时间段，并获取循环水系统在目标时间段内的运行参数，其中，目标时间段为用于对循环水系统进行优化的优化方案的运行周期；对运行参数进行分析，得到循环水系统的优化值，其中，优化值为循环水系统优化后的运行参数的数值；确定运行参数的参数值区间，并与优化值进行对比；如果优化值位于参数值区间内，将优化值写为循环水系统的被控变量的参数值，被控变量用于对循环水系统进行控制；如果优化值没有位于参数值区间，拒绝将优化值写为被控变量的参数值，并重新获取上述循环水系统在目标时间段内的运行参数。
本申请实施例还提供了一种处理器，处理器用于运行存储在存储器中的程序，其中，程序运行时执行以上循环水系统的实时优化节能控制方法。
上述处理器用于运行执行以下功能的程序：确定目标时间段，并获取循环水系统在目标时间段内的运行参数，其中，目标时间段为用于对循环水系统进行优化的优化方案的运行周期；对运行参数进行分析，得到循环水系统的优化值，其中，优化值为循环水系统优化后的运行参数的数值；确定运行参数的参数值区间，并与优化值进行对比；如果优化值位于参数值区间内，将优化值写为循环水系统的被控变量的参数值，被控变量用于对循环水系统进行控制；如果优化值没有位于参数值区间，拒绝将优化值写为被控变量的参数值，并重新获取上述循环水系统在目标时间段内的运行参数。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
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单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可为个人计算机、服务器或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (9)
1.一种循环水系统的实时优化节能控制方法，其特征在于，包括：
确定目标时间段，并获取循环水系统在所述目标时间段内的运行参数，其中，所述目标时间段为用于对所述循环水系统进行优化的优化方案的运行周期；
对所述运行参数进行分析，得到所述循环水系统的优化值，其中，所述优化值为所述循环水系统优化后的运行参数的数值；
确定所述运行参数的参数值区间，并与所述优化值进行对比；
如果所述优化值位于所述参数值区间内，将所述优化值写为所述循环水系统的被控变量的参数值，所述被控变量用于对所述循环水系统进行控制；
如果所述优化值没有位于所述参数值区间，拒绝将所述优化值写为所述被控变量的参数值，并重新获取所述循环水系统在所述目标时间段内的运行参数；
对所述运行参数进行分析，包括：根据所述运行参数确定运行参数系数，所述运行参数系数与所述运行参数是一组对应的值，确定取样数量，根据所述取样数量对所述运行参数系数和所述运行参数取样，确定所述运行参数系数的第一矩阵及其对应的所述运行参数的第二矩阵；获取所述运行参数的平均值，根据所述第一矩阵，所述第二矩阵和所述平均值确定所述运行参数的第一判定系数，如果所述第一判定系数大于或者等于第一预设值，根据所述第一矩阵和所述第二矩阵确定所述运行参数的第一分析值；如果所述第一分析值小于第二预设值，确定所述运行参数呈下降趋势，如果所述第一分析值大于第二预设值且小于第三预设值，确定所述运行参数保持不变，如果所述第一分析值大于所述第三预设值，确定所述运行参数呈上升趋势。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定目标时间段，包括：
获取所述循环水系统的第一容量，所述循环水系统的第二容量以及所述循环水系统的循环水流量；
根据所述第一容量，所述第二容量和所述循环水流量确定所述目标时间段。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述运行参数进行分析，得到所述循环水系统的优化值之前，所述方法还包括：
获取所述循环水系统的终端的信息，所述终端的信息包括：所述终端的类型和所述终端的运行模式；
根据所述终端的信息将所述运行参数划分为以下几种类型：被控参数，因变参数和环境参数，其中，所述被控参数为所述循环水系统的输入，所述因变参数为由所述循环水系统控制的终端的输出，所述环境参数为所述循环水系统在所述目标时间段内的运行环境。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述运行参数进行分析，还包括：
如果所述第一判定系数小于所述第一预设值，确定所述运行参数系数的第三矩阵和所述运行参数的第四矩阵，其中，所述第三矩阵中元素的数量大于所述第一矩阵中元素的数量，所述第四矩阵中元素的数量大于所述第二矩阵中元素的数量，根据所述第三矩阵，所述第四矩阵和所述平均值确定所述运行参数的第二判定系数；
如果所述第二判定系数大于或者等于第四预设值，根据所述第三矩阵和所述第四矩阵确定所述运行参数的第二分析值，如果所述第二分析值小于第五预设值，确定所述运行参数呈先上升后下降趋势，如果所述第二分析值大于第五预设值确定所述运行参数呈先下降后上升趋势。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，得到所述循环水系统的优化值，包括：如果所述运行参数为所述环境参数，
如果所述环境参数呈先上升后下降趋势，或者所述环境参数保持不变，或者所述环境参数呈上升趋势，如果所述被控参数为第一被控参数且所述被控参数的参数值大于第六预设值，将所述被控参数的参数值降低为第一优化值，如果所述被控参数为第二被控参数，将所述被控参数的参数值增加为第二优化值；
如果所述环境参数呈先上升后下降趋势，或者所述环境参数保持不变，或者所述环境参数呈下降趋势，如果所述被控参数为第一被控参数且所述被控参数的参数值小于第六预设值，将所述被控参数的参数值增加为第三优化值，如果所述被控参数为第二被控参数，将所述被控参数的参数值降低为第四优化值。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述运行参数进行分析，得到所述循环水系统的优化值，还包括：如果所述运行参数为因变参数，
如果所述因变参数呈上升趋势，或者所述因变参数保持不变，且被控参数的参数值大于第七预设值，将所述被控参数的参数值增加为第五优化值，如果所述因变参数呈下降趋势，将所述被控参数的参数值降低为第六优化值；
如果所述第一判定系数小于第一预设值，且所述第二判定系数小于第四预设值，确定所述因变参数中参数值大于第八预设值的多个因变参数的多个比例值，如果所述多个比例值均大于第九预设值，将所述被控参数的参数值增加为第五优化值，如果所述多个比例值均小于第九预设值，将所述被控参数的参数值降低为第六优化值。
7.一种循环水系统的实时优化节能控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于确定目标时间段，并获取循环水系统在所述目标时间段内的运行参数，其中，所述目标时间段为用于对所述循环水系统进行优化的优化方案的运行周期；
分析模块，用于对所述运行参数进行分析，得到所述循环水系统的优化值，其中，所述优化值为所述循环水系统优化后的运行参数的数值；
所述分析模块，还用于根据所述运行参数确定运行参数系数，所述运行参数系数与所述运行参数是一组对应的值，确定取样数量，根据所述取样数量对所述运行参数系数和所述运行参数取样，确定所述运行参数系数的第一矩阵及其对应的所述运行参数的第二矩阵；获取所述运行参数的平均值，根据所述第一矩阵，所述第二矩阵和所述平均值确定所述运行参数的第一判定系数，如果所述第一判定系数大于或者等于第一预设值，根据所述第一矩阵和所述第二矩阵确定所述运行参数的第一分析值；如果所述第一分析值小于第二预设值，确定所述运行参数呈下降趋势，如果所述第一分析值大于第二预设值且小于第三预设值，确定所述运行参数保持不变，如果所述第一分析值大于所述第三预设值，确定所述运行参数呈上升趋势；
对比模块，用于确定所述运行参数的参数值区间，并与所述优化值进行对比；
第一处理模块，用于在所述优化值位于所述参数值区间内的情况下，将所述优化值写为所述循环水系统的被控变量的参数值，所述被控变量用于对所述循环水系统进行控制；
第二处理模块，用于在所述优化值没有位于所述参数值区间的情况下，拒绝将所述优化值写为所述被控变量的参数值，并重新获取所述循环水系统在所述目标时间段内的运行参数。
8.一种非易失性存储介质，其特征在于，所述非易失性存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述非易失性存储介质所在设备执行权利要求1至6中任意一项所述的循环水系统的实时优化节能控制方法。
9.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行存储在存储器中的程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至6中任意一项所述的循环水系统的实时优化节能控制方法。
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