CN116562022A - 一种基于特性曲线运算的风机智能调频方法及系统 - Google Patents

一种基于特性曲线运算的风机智能调频方法及系统 Download PDF

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CN116562022A CN202310527904.9A CN202310527904A CN116562022A CN 116562022 A CN116562022 A CN 116562022A CN 202310527904 A CN202310527904 A CN 202310527904A CN 116562022 A CN116562022 A CN 116562022A
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杨帆
王占军
苏晓蓉
姚文浩
金朝辉
陈睿
陶亮亮
张心玥
罗明睿
刘荣
谢慧
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Chengdu Liangjiang Blower Co ltd
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Chengdu Liangjiang Blower Co ltd
Southwest Jiaotong University
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Abstract

本发明公开一种基于特性曲线运算的风机智能调频方法及系统，涉及隧道施工通风调频领域，方法包括：获取风机在不同频率工况下的风机特性曲线，并对每一风机特征曲线求解极值点的位置；对所有极值点的位置进行曲线拟合，得到极值点函数曲线；根据极值点函数曲线和满频风机特性曲线确定风机正常工作时的正常工作区域，并判断目标点是否处于正常工作区域；当目标点处于所述正常工作区域时，根据目标点和若干条风机特征曲线确定风机输出计算风量和计算风压时的能耗最优频率。在计算出风机需要提供的风量和风压后，结合风机特性曲线，确定出满足能耗最低情况下的最优频率，从而能够避免能耗浪费，实现节能的目的。

Description

一种基于特性曲线运算的风机智能调频方法及系统
技术领域
本发明涉及隧道施工通风调频领域，特别是涉及一种适用于轴流风机的基于特性曲线运算的风机智能调频方法及系统。
背景技术
目前隧道施工通风大多采用轴流风机，而风机在什么时候开多少频率还大多由经验确定，经常是处于要么关闭、要么满频运行的状态。经过调研发现，目前的智能通风或者智能风机的研究，都停留在“智能控制系统、智能风机的组成”等宏观层面，对于智能控制中最重要的控制算法，并没有相关研究。即：在算出风机需要提供的风量和风压后，采用何种控制调频算法计算风机应输出的对应频率并未有相关研究。例如，王坚等人研究的“甚于大数据的隧道通风智能控制系统”和乔吉龙等人研究的“基于人工智能的隧道施工通风控制系统”只是在宏观探讨，没有具体的控制算法。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于特性曲线运算的风机智能调频方法及系统，可在计算出风机需要提供的风量和风压后，结合风机特性曲线，确定出满足能耗最低情况下的最优频率，从而能够避免能耗浪费，实现节能的目的。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种基于特性曲线运算的风机智能调频方法，所述方法包括：
获取风机在不同频率工况下的风机特性曲线，并对每一所述风机特征曲线求解极值点的位置；
对所有所述极值点的位置进行曲线拟合，得到极值点函数曲线；
根据所述极值点函数曲线和满频风机特性曲线确定所述风机正常工作时的正常工作区域，并判断目标点是否处于所述正常工作区域；所述满频风机特性曲线为最大频率工况下的风机特性曲线；所述目标点为由风机的计算风量和计算风压构成的坐标点；
当所述目标点处于所述正常工作区域时，根据所述目标点和若干条所述风机特征曲线确定所述风机输出所述计算风量和所述计算风压时的能耗最优频率。
可选的，至少获取所述风机在10个不同频率工况下的所述风机特性曲线。
可选的，所述根据所述极值点函数曲线和满频风机特性曲线确定所述风机正常工作时的正常工作区域，具体包括：
根据所述极值点函数曲线和所述满频风机特性曲线对平面直角坐标系的第一象限进行区域划分；
确定所述极值点函数曲线、所述满频风机特性曲线和所述平面直角坐标系的横坐标围成的封闭区域为所述正常工作区域。
可选的，所述判断所述目标点是否处于所述正常工作区域，具体包括：
计算所述极值点函数曲线和所述满频风机特性曲线的交点横坐标；
当所述目标点的所述计算风量大于等于所述交点横坐标时，将所述计算风量带入所述满频风机特性曲线得到对应的第一纵坐标值；
当所述计算风压小于等于所述第一纵坐标值时，则所述目标点处于所述正常工作区域；
当所述目标点的所述计算风量小于所述交点横坐标时，将所述计算风量带入所述极值点函数曲线得到对应的第二纵坐标值；
当所述计算风压小于等于所述第二纵坐标值时，则所述目标点处于所述正常工作区域。
可选的，当所述目标点处于所述正常工作区域时，根据所述目标点和若干条所述风机特征曲线确定所述风机输出所述计算风量和所述计算风压时的能耗最优频率，具体包括：
将所述计算风量分别带入各所述风机特性曲线中，得到若干个曲线风压值；
按照频率值由低到高的顺序，计算所述计算风压与每一所述曲线风压值的差值；
确定第一次出现所述差值大于零时的所述曲线风压值，记为初零曲线风压值；
将所述初零曲线风压值对应的风机频率确定为所述能耗最优频率。
可选的，当所述目标点处于所述正常工作区域时，根据所述目标点和若干条所述风机特征曲线确定所述风机输出所述计算风量和所述计算风压时的能耗最优频率，具体包括：
将所述计算风量分别带入各所述风机特性曲线中，得到若干个曲线风压值；
将每相邻两个所述曲线风压值之间进行若干等分处理，得到等分风压值；
按照频率值由低到高的顺序，计算所述计算风压与每一参考风压值的差值，所述参考风压值包括所述曲线风压值和所述等分风压值；
确定第一次出现所述差值大于零时的所述参考风压值，记为初零曲线风压值；
将所述初零曲线风压值对应的风机频率确定为所述能耗最优频率。
本发明还提供一种基于特性曲线运算的风机智能调频系统，所述系统包括：
特征曲线及极值点获取模块，用于获取风机在不同频率工况下的风机特性曲线，并对每一所述风机特征曲线求解极值点的位置；
曲线拟合模块，用于对所有所述极值点的位置进行曲线拟合，得到极值点函数曲线；
风机工作区域判断模块，用于根据所述极值点函数曲线和满频风机特性曲线确定所述风机正常工作时的正常工作区域，并判断目标点是否处于所述正常工作区域；所述满频风机特性曲线为最大频率工况下的风机特性曲线；所述目标点为由风机的计算风量和计算风压构成的坐标点；
能耗最优频率计算模块，用于当所述目标点处于所述正常工作区域时，根据所述目标点和若干条所述风机特征曲线确定所述风机输出所述计算风量和所述计算风压时的能耗最优频率；。
可选的，所述风机工作区域判断模块具体包括：
区域划分单元，用于根据所述极值点函数曲线和所述满频风机特性曲线对平面直角坐标系的第一象限进行区域划分；
工作区域确定单元，用于确定所述极值点函数曲线、所述满频风机特性曲线和所述平面直角坐标系的横坐标围成的封闭区域为所述正常工作区域；
目标点所属区域判断单元，用于判断目标点是否处于所述正常工作区域。
可选的，所述目标点所属区域判断单元具体包括：
交点坐标计算子单元，用于计算所述极值点函数曲线和所述满频风机特性曲线的交点横坐标；
第一纵坐标计算子单元，用于当所述目标点的所述计算风量大于等于所述交点横坐标时，将所述计算风量带入所述满频风机特性曲线得到对应的第一纵坐标值；
第一所属区域确定子单元，用于当所述计算风压小于等于所述第一纵坐标值时，则所述目标点处于所述正常工作区域；
第二纵坐标计算子单元，用于当所述目标点的所述计算风量小于所述交点横坐标时，将所述计算风量带入所述极值点函数曲线得到对应的第二纵坐标值；
第二所属区域确定子单元，用于当所述计算风压小于等于所述第二纵坐标值时，则所述目标点处于所述正常工作区域。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-6任一项所述方法的步骤。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明公开一种基于特性曲线运算的风机智能调频方法及系统，涉及隧道施工通风调频领域，方法包括：获取风机在不同频率工况下的风机特性曲线，并对每一风机特征曲线求解极值点的位置；对所有极值点的位置进行曲线拟合，得到极值点函数曲线；根据极值点函数曲线和满频风机特性曲线确定风机正常工作时的正常工作区域，并判断目标点是否处于正常工作区域；当目标点处于所述正常工作区域时，根据目标点和若干条风机特征曲线确定风机输出计算风量和计算风压时的能耗最优频率。在计算出风机需要提供的风量和风压后，结合风机特性曲线，确定出满足能耗最低情况下的最优频率，从而能够避免能耗浪费，实现节能的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的一种基于特性曲线运算的风机智能调频方法流程图；
图2为本发明实施例1提供的一种基于特性曲线运算的风机智能调频方法整体计算思路；
图3为本发明实施例1提供的符合正常工作状态的各风机特性曲线图；
图4为本发明实施例1提供的拟合后的极值点函数曲线图；
图5为本发明实施例1提供的目标风量对应的各风机特性曲线的纵坐标示意图；
图6为本发明实施例1提供的目标风量对应的各风机特性曲线的等分后的纵坐标示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种基于特性曲线运算的风机智能调频方法及系统，可在计算出风机需要提供的风量和风压后，结合风机特性曲线，确定出满足能耗最低情况下的最优频率，从而能够避免能耗浪费，实现节能的目的。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
如图1和2所示，本实施例提供一种基于特性曲线运算的风机智能调频方法。本发明适用的隧道施工通风硬件组成包括：风机、风管、plc(可编程逻辑控制器)、触摸屏、变频柜。其中，本实施例的核心算法就是导入到可编程逻辑控制器中进行调频计算。
所述方法包括：
S1：获取风机在不同频率工况下的风机特性曲线，并对每一所述风机特征曲线求解极值点的位置。
风机不同频率的特性曲线
风机特性曲线指风机在某个频率工况下所提供的风量和风压之间的关系曲线，根据实测一般为开口向下的二次函数曲线，且只在极值点右侧的数据是稳定状态。风机的特性曲线一般由风机生产厂商提供，也可以通过测试后进行二次函数拟合。本发明所使用的智能风机为满足节能功能，至少需要提供风机在5HZ、10HZ、15HZ…50HZ共计10条风机特性曲线函数。
5HZ:H＝a1Q2+b1Q+c1
10HZ:H＝a2Q2+b2Q+c2
……
50HZ:H＝a10Q2+b10Q+c10。
故，本实施例中，至少获取所述风机在10个不同频率工况下的所述风机特性曲线。为了满足不同的需求，可根据实际情况调整特性曲线的条数，这里的10条仅是一个具体的例子，并不具有限定作用。
求解极值点
由于风机特性曲线只有在极值点右侧的区域才是稳定可取的区域，所以需要对每一条特性曲线求解极值点的位置。如图3示出了符合正常工作状态的风机特性曲线图。
10个极值点位置如下：
……
S2：对所有所述极值点的位置进行曲线拟合，得到极值点函数曲线。
拟合极值点函数
根据实际工况，极值点群和y＝ax2的二次函数拟合性很好。导入10个极值点的横纵坐标，利用origin软件即可拟合出其函数曲线和相关性。如图4所示，拟合后的极值点函数为：H＝mQ2。
S3：根据所述极值点函数曲线和满频风机特性曲线确定所述风机正常工作时的正常工作区域，并判断目标点是否处于所述正常工作区域；所述满频风机特性曲线为最大频率工况下的风机特性曲线；所述目标点为由风机的计算风量和计算风压构成的坐标点。
判断目标点位所属区域
极值点曲线和50HZ特性曲线将一象限划分为了3个区域，如图4中的A区、B区和C区。将所需要的(Qo，Ho)点定义为目标点，即需要风机达到的状态点。
当目标点位于A区时，风管的阻力曲线H＝RQ2无法与风机特性曲线产生交点，说明摩擦风阻R太大，通风设计不合理，需要重新进行通风设计，以减小R值。
当目标点位位于B区时，说明当前所需要的风量风压点已经超过了风机极限，需要采用更高功率的风机。
目标点位于C区时，满足正常工作区间，需要进一步计算从而获取能耗最优频率点。
具体的判断过程：
令mQ2＝a10Q2+b10Q+c10，可以得出极值点函数和50HZ满频特性曲线的交点P的横坐标。
解得交点的横坐标位Qp＝n，
Qo≥n时：
若若Ho≤a10Q2+b10Q+c10，，目标点位于C区，进行后续计算。
反之，Ho＞a10Q2+b10Q+c10，，目标点位于B区，超过了风机极限，需要采用更高功率的风机。
Qo＜n时：
若若目标点位于C区，进一步后续最优频率的计算。
反之，目标点位于A区，通风设计不合理，需要重新进行通风设计，以减小R值。
综合上述描述可总结为：
步骤S3中，根据所述极值点函数曲线和满频风机特性曲线确定所述风机正常工作时的正常工作区域，具体包括：
S311：根据所述极值点函数曲线和所述满频风机特性曲线对平面直角坐标系的第一象限进行区域划分；
S312：确定所述极值点函数曲线、所述满频风机特性曲线和所述平面直角坐标系的横坐标围成的封闭区域为所述正常工作区域。
其中，步骤S3中，判断所述目标点是否处于所述正常工作区域，具体包括：
S21：计算所述极值点函数曲线和所述满频风机特性曲线的交点横坐标。
S22：当所述目标点的所述计算风量大于等于所述交点横坐标时，将所述计算风量带入所述满频风机特性曲线得到对应的第一纵坐标值。
S23：当所述计算风压小于等于所述第一纵坐标值时，则所述目标点处于所述正常工作区域。
S24：当所述目标点的所述计算风量小于所述交点横坐标时，将所述计算风量带入所述极值点函数曲线得到对应的第二纵坐标值。
S25：当所述计算风压小于等于所述第二纵坐标值时，则所述目标点处于所述正常工作区域。
S4：当所述目标点处于所述正常工作区域时，根据所述目标点和若干条所述风机特征曲线确定所述风机输出所述计算风量和所述计算风压时的能耗最优频率。
求解能耗最优频率
当确定目标点位于正常工作区间C区时，便可以寻找其既能满足供风要求基础上能耗最小的频率点。
取Q＝Qo，会与特性曲线产生10个交点，如图5所示，其纵坐标分别为：
作为一种可选的实施方式，即在步骤S1中获取的不同频率的特性曲线的数量足够多时，步骤S4具体包括：
(1)将所述计算风量分别带入各所述风机特性曲线中，得到若干个曲线风压值。
(2)按照频率值由低到高的顺序，计算所述计算风压与每一所述曲线风压值的差值。
(3)确定第一次出现所述差值大于零时的所述曲线风压值，记为初零曲线风压值；将所述初零曲线风压值对应的风机频率确定为所述能耗最优频率。
作为另一种可选的实施方式，即在步骤S1中获取的不同频率的特性曲线的数量比较少时，为了更精确的确定能耗最优频率，步骤S4具体包括：
(1)将所述计算风量分别带入各所述风机特性曲线中，得到若干个曲线风压值。
(2)将每相邻两个所述曲线风压值之间进行若干等分处理，得到等分风压值。
为了进一步增大调频精度，如图6所示，在5～50Hz之间，每5Hz再按风压值取5等分，进而得到目标风量与5～50Hz(精度1Hz)特性曲线之间的交点纵坐标。此处需要注意的是，由于在实际工况中，5Hz以下的频率值风量极小，没有实践意义，故以5Hz作为最低通风频率。
(3)按照频率值由低到高的顺序，计算所述计算风压与每一参考风压值的差值，所述参考风压值包括所述曲线风压值和所述等分风压值的差值。
将H5～H50与目标点的Ho作差值：
(4)确定第一次出现所述差值大于零时的所述参考风压值，记为初零曲线风压值；将所述初零曲线风压值对应的风机频率确定为所述能耗最优频率。
从S5开始至S50进行遍历，第一个满足Si>0的点即为能满足供风要求的最佳能耗的风压点。其对应的风机频率即为智能调节的频率值。假设S30是第一个为大于0的，则满足供风要求且能耗最低的频率为30Hz。
下面为求解风机节能优势
假设风机工作效率为η，采用智能调频方法后，工作点的功率为：
而传统方法中，在不知道风机对应频率下，常常采用满频进行持续工作，此时的功率需首先求解阻力特性曲线与满频风机特性曲线的交点，再根据上式计算功率。
风管的阻力特性曲线为H＝RQ2，摩擦风阻
联立：
解得满频运行的工作点为：
功率为
对比两者的功率即可算出节省的能耗。
算例
下面给出的是基于本实施的调频方法的算例。
某隧道在施工通风设计中，存在三种施工工况，分别对应的风机供风量和风压如下：
工况1：(Q1，H1)＝(2.33m3/s，560Pa)
工况2：(Q2，H2)＝(5m3/s，900Pa)
工况3：(Q3，H3)＝(3.16m3/s，500Pa)
现拟使用某品牌轴流风机，采用压入式通风，对该隧道进行供风。根据厂商提供的10个不同频率档位对应的特性曲线，编制出系数矩阵如下表1所示：
表1系数矩阵
风机效率为η＝0.8。
求解：
(1)三种不同工况对应的能耗最优频率点。
(2)相比传统满频“一风吹”(风机以1种频率一直工作)相比能够节约的能耗。
解：
(1)求解各频率对应的特性曲线的极值点：
根据公式：
使用excel计算得出各频率对应的特性曲线的极值点如下表2。
表2极值点
(2)求解极值点函数
设极值点函数为：
H＝mQ2
使用origin软件拟合得到极值点函数为：
H＝55.27Q2，相关系数平方＝0.97619，相关性较好(3)确定不同工况下风机的工作的区间：
联立极值点函数曲线与50Hz对应的特性曲线：
解得交点坐标：
(Qp，Hp)＝(3.89m3/s，835.27Pa)
工况1：
Q1＝2.33m3/s＜Qp＝3.89m3/s
位于A区，通风设计不合理，需要重新进行通风设计。
工况2：
Q2＞Qp
H2＝900Pa>-104.79Q2+830.82Q-810.825＝723.66pa
位于B区，当前所需要的风量风压点已经超过了风机极限，需要采用更高功率的风机。
工况3：(Q3，H3)＝(3.16m3/s，500Pa)
Q3＜Qp
位于C区，可进一步求解能耗最优频率：
(4)求解能耗最优频率点
根据公式：
Q＝Q3
H＝aQ2+bQ+c
Si＝Hi-H
使用excel计算，计算结果如下表3：
表3能耗最优频率计算表
/>
/>
由表内数据可知：第一个S＞0的频率点为39Hz，故39Hz为恰好能够满足工况要求，又不浪费多余能耗的能耗最优频率点。
(5)计算能耗节省量
采用智能调频方法后，工作点的功率为：
工况3对应的摩擦阻力R为：
联立阻力方程与50Hz对应的风机特性曲线：
解得风机工作点：
(Q50，H50)＝(4.09m3/min，834.21Pa)
风机功率：
节省能耗：(P(50)-P)/P(50)＝52.44％
相对于以满频50Hz“一风吹”的频率运行，能耗降低了52.44％。
本实施例中，解决智能施工通风中关于控制器算法缺失的问题，理论推导出能够用于隧道工程实际的风机智能调频算法。算出风机需要提供的风量和风压后，通过对风机特性曲线的比较运算，最终使风机能够根据对应工序自动调频，从而避免能耗浪费，实现节能的目的。
实施例2
本实施例提供一种基于特性曲线运算的风机智能调频系统，所述系统包括：
特征曲线及极值点获取模块，用于获取风机在不同频率工况下的风机特性曲线，并对每一所述风机特征曲线求解极值点的位置。
曲线拟合模块，用于对所有所述极值点的位置进行曲线拟合，得到极值点函数曲线。
风机工作区域判断模块，用于根据所述极值点函数曲线和满频风机特性曲线确定所述风机正常工作时的正常工作区域，并判断目标点是否处于所述正常工作区域；所述满频风机特性曲线为最大频率工况下的风机特性曲线；所述目标点为由风机的计算风量和计算风压构成的坐标点。
所述风机工作区域判断模块具体包括：
区域划分单元，用于根据所述极值点函数曲线和所述满频风机特性曲线对平面直角坐标系的第一象限进行区域划分；
工作区域确定单元，用于确定所述极值点函数曲线、所述满频风机特性曲线和所述平面直角坐标系的横坐标围成的封闭区域为所述正常工作区域；
目标点所属区域判断单元，用于判断目标点是否处于所述正常工作区域。
所述目标点所属区域判断单元具体包括：
交点坐标计算子单元，用于计算所述极值点函数曲线和所述满频风机特性曲线的交点横坐标。
第一纵坐标计算子单元，用于当所述目标点的所述计算风量大于等于所述交点横坐标时，将所述计算风量带入所述满频风机特性曲线得到对应的第一纵坐标值。
第一所属区域确定子单元，用于当所述计算风压小于等于所述第一纵坐标值时，则所述目标点处于所述正常工作区域。
第二纵坐标计算子单元，用于当所述目标点的所述计算风量小于所述交点横坐标时，将所述计算风量带入所述极值点函数曲线得到对应的第二纵坐标值。
第二所属区域确定子单元，用于当所述计算风压小于等于所述第二纵坐标值时，则所述目标点处于所述正常工作区域。
能耗最优频率计算模块，用于当所述目标点处于所述正常工作区域时，根据所述目标点和若干条所述风机特征曲线确定所述风机输出所述计算风量和所述计算风压时的能耗最优频率。
实施例3
本实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现实施例1所述方法的步骤。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种基于特性曲线运算的风机智能调频方法，其特征在于，所述方法包括：
获取风机在不同频率工况下的风机特性曲线，并对每一所述风机特征曲线求解极值点的位置；
对所有所述极值点的位置进行曲线拟合，得到极值点函数曲线；
根据所述极值点函数曲线和满频风机特性曲线确定所述风机正常工作时的正常工作区域，并判断目标点是否处于所述正常工作区域；所述满频风机特性曲线为最大频率工况下的风机特性曲线；所述目标点为由风机的计算风量和计算风压构成的坐标点；
当所述目标点处于所述正常工作区域时，根据所述目标点和若干条所述风机特征曲线确定所述风机输出所述计算风量和所述计算风压时的能耗最优频率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少获取所述风机在10个不同频率工况下的所述风机特性曲线。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述极值点函数曲线和满频风机特性曲线确定所述风机正常工作时的正常工作区域，具体包括：
根据所述极值点函数曲线和所述满频风机特性曲线对平面直角坐标系的第一象限进行区域划分；
确定所述极值点函数曲线、所述满频风机特性曲线和所述平面直角坐标系的横坐标围成的封闭区域为所述正常工作区域。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断所述目标点是否处于所述正常工作区域，具体包括：
计算所述极值点函数曲线和所述满频风机特性曲线的交点横坐标；
当所述目标点的所述计算风量大于等于所述交点横坐标时，将所述计算风量带入所述满频风机特性曲线得到对应的第一纵坐标值；
当所述计算风压小于等于所述第一纵坐标值时，则所述目标点处于所述正常工作区域；
当所述目标点的所述计算风量小于所述交点横坐标时，将所述计算风量带入所述极值点函数曲线得到对应的第二纵坐标值；
当所述计算风压小于等于所述第二纵坐标值时，则所述目标点处于所述正常工作区域。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述目标点处于所述正常工作区域时，根据所述目标点和若干条所述风机特征曲线确定所述风机输出所述计算风量和所述计算风压时的能耗最优频率，具体包括：
将所述计算风量分别带入各所述风机特性曲线中，得到若干个曲线风压值；
按照频率值由低到高的顺序，计算所述计算风压与每一所述曲线风压值的差值；
确定第一次出现所述差值大于零时的所述曲线风压值，记为初零曲线风压值；
将所述初零曲线风压值对应的风机频率确定为所述能耗最优频率。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述目标点处于所述正常工作区域时，根据所述目标点和若干条所述风机特征曲线确定所述风机输出所述计算风量和所述计算风压时的能耗最优频率，具体包括：
将所述计算风量分别带入各所述风机特性曲线中，得到若干个曲线风压值；
将每相邻两个所述曲线风压值之间进行若干等分处理，得到等分风压值；
按照频率值由低到高的顺序，计算所述计算风压与每一参考风压值的差值，所述参考风压值包括所述曲线风压值和所述等分风压值；
确定第一次出现所述差值大于零时的所述参考风压值，记为初零曲线风压值；
将所述初零曲线风压值对应的风机频率确定为所述能耗最优频率。
7.一种基于特性曲线运算的风机智能调频系统，其特征在于，所述系统包括：
特征曲线及极值点获取模块，用于获取风机在不同频率工况下的风机特性曲线，并对每一所述风机特征曲线求解极值点的位置；
曲线拟合模块，用于对所有所述极值点的位置进行曲线拟合，得到极值点函数曲线；
风机工作区域判断模块，用于根据所述极值点函数曲线和满频风机特性曲线确定所述风机正常工作时的正常工作区域，并判断目标点是否处于所述正常工作区域；所述满频风机特性曲线为最大频率工况下的风机特性曲线；所述目标点为由风机的计算风量和计算风压构成的坐标点；
能耗最优频率计算模块，用于当所述目标点处于所述正常工作区域时，根据所述目标点和若干条所述风机特征曲线确定所述风机输出所述计算风量和所述计算风压时的能耗最优频率。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述风机工作区域判断模块具体包括：
区域划分单元，用于根据所述极值点函数曲线和所述满频风机特性曲线对平面直角坐标系的第一象限进行区域划分；
工作区域确定单元，用于确定所述极值点函数曲线、所述满频风机特性曲线和所述平面直角坐标系的横坐标围成的封闭区域为所述正常工作区域；
目标点所属区域判断单元，用于判断目标点是否处于所述正常工作区域。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述目标点所属区域判断单元具体包括：
交点坐标计算子单元，用于计算所述极值点函数曲线和所述满频风机特性曲线的交点横坐标；
第一纵坐标计算子单元，用于当所述目标点的所述计算风量大于等于所述交点横坐标时，将所述计算风量带入所述满频风机特性曲线得到对应的第一纵坐标值；
第一所属区域确定子单元，用于当所述计算风压小于等于所述第一纵坐标值时，则所述目标点处于所述正常工作区域；
第二纵坐标计算子单元，用于当所述目标点的所述计算风量小于所述交点横坐标时，将所述计算风量带入所述极值点函数曲线得到对应的第二纵坐标值；
第二所属区域确定子单元，用于当所述计算风压小于等于所述第二纵坐标值时，则所述目标点处于所述正常工作区域。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-6任一项所述方法的步骤。
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