CN117145742B - 空压机节能方法、装置、设备及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空压机节能方法、装置、设备及计算机可读存储介质，属于空压机节能技术领域。本发明通过与空压系统连接后，收集空压系统中每一台空压机的运行数据，并基于空压系统中每一台空压机的运行数据，对应建立空压系统中每一台空压机的能效机理模型；基于空压系统中每一台空压机的能效机理模型，确定空压系统中每一台空压机的最佳运行方案；加载预设的约束条件，并基于空压系统中每一台空压机的最佳运行方案，以及空压系统中每一台空压机的能效机理模型，通过预设的节能调优算法，生成约束条件下的节能调优方案。本发明提高了空压系统的整体运行效率，降低了能源消耗。
Description
技术领域
本发明涉及空压机节能领域，尤其涉及一种空压机节能方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
背景技术
在钢铁、电力、冶金、纺织、化工、石油、机械制造、航天航空等工业领域中，经常需要使用大批量的空压机来获取大量压缩空气以满足生产需求，这使得工业生产中对空压机组并联运行时的能效产生了更高的追求。
现行的空压系统，在并联组合运行时，单台空压机未选择最佳运行模式，运行效率未达到最高，且并联组合不合理，存在整体运行效率低导致的能源浪费的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种空压机节能方法、装置、设备及计算机可读存储介质，旨在解决空压系统整体运行效率低导致的能源浪费的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种空压机节能方法，所述方法包括：
与空压系统连接后，收集所述空压系统中每一台空压机的运行数据，并基于所述空压系统中每一台空压机的运行数据，对应建立所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，所述能效机理模型表征空压机在各个运行模式下运行预设时间后的运行功率与空压机参数之间的映射关系，所述空压机参数包括排气量、功耗和比功率；
基于所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，确定所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案，所述最佳运行方案为空压机运行预设时间后的比功率最低时对应的运行模式和运行功率；
加载预设的约束条件，并基于所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案，以及所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，通过预设的节能调优算法，生成所述约束条件下的节能调优方案，其中，所述节能调优方案包括所述空压系统中每一台空压机的启停状态、运行模式和运行功率，所述启停状态包括启用和停用。
可选地，所述收集所述空压系统中每一台空压机的运行数据的步骤，包括：
收集所述空压系统中每一台空压机在各个运行模式下以不同运行功率运行预设时间后的排气量和功耗，并将所述空压系统中每一台空压机在各个运行模式下以不同运行功率运行预设时间后的运行参数，对应确定为所述空压系统中每一台空压机的运行数据。
可选地，所述基于所述空压系统中每一台空压机的运行数据，对应建立所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型的步骤，包括：
基于所述空压系统中每一台空压机的运行数据，对应计算所述空压系统中每一台空压机在各个运行模式下以不同运行功率运行预设时间后的比功率；
基于所述空压系统中每一台空压机的运行数据，以及所述空压系统中每一台空压机在各个运行模式下以不同运行功率运行预设时间后的比功率，对应建立所述空压系统中每一台空压机各个运行模式下运行功率与空压机参数之间的映射关系，其中，所述空压机参数包括排气量、功耗和比功率；
将所述空压系统中每一台空压机各个运行模式下运行功率与空压机参数之间的映射关系，对应确定为所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型。
可选地，所述基于所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，确定所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案的步骤，包括：
基于所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，对应确定所述空压系统中每一台空压机运行预设时间后的比功率最低时的运行模式和运行功率；
将所述空压系统中每一台空压机运行预设时间后的比功率最低时的运行模式和运行功率，对应作为所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案。
可选地，所述基于所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案，以及所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，通过预设的节能调优算法，生成所述约束条件下的节能调优方案的步骤，包括：
基于所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案，以及所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，确定所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案对应的空压机参数；
基于所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案对应的空压机参数，通过预设的节能调优算法，确定所述约束条件下所述空压系统中每一台空压机的启停状态、运行模式和运行功率；
将所述约束条件下所述空压系统中每一台空压机的启停状态、运行模式和运行功率，确定为所述约束条件下的节能调优方案。
可选地，所述预设的约束条件包括目标排气量下所述空压系统的比功率最低；
所述基于所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案对应的空压机参数，通过预设的节能调优算法，确定所述约束条件下所述空压系统中每一台空压机的启停状态、运行模式和运行功率的步骤，包括：
基于所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案对应的空压机参数，将所述空压系统中的空压机按最佳运行方案对应的比功率从低到高的顺序插入待调优列表中；
从所述待调优列表中取出最佳运行方案对应的比功率最低的空压机插入调优列表中，并判断所述调优列表中所有空压机最佳运行方案的总排气量是否满足所述目标排气量；
若所述总排气量不满足所述目标排气量，则返回执行所述从所述待调优列表中取出最佳运行方案对应的比功率最低的空压机插入调优列表中的步骤；
若所述总排气量满足所述目标排气量，则将所述调优列表中的目标空压机的启停状态确定为启用，将所述目标空压机对应最佳运行方案的运行模式，作为所述目标空压机的运行模式，将所述目标空压机对应最佳运行方案的运行功率，作为目标空压机的运行功率，并将待调优列表中未取出的空压机的启停状态确定为停用。
可选地，所述生成所述约束条件下的节能调优方案的步骤之后，还包括：
基于所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，获取所述空压系统按照所述节能调优方案运行前的第一比功率；
基于所述节能调优方案和所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，获取所述空压系统按照所述节能调优方案运行后的第二比功率；
基于所述第一比功率和所述第二比功率，计算所述节能调优方案的节能率；
若所述节能率满足预设条件，则将所述节能调优方案设为推荐方案。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种空压机节能装置，所述装置包括：
单机能效寻优模块，用于与空压系统连接后，收集所述空压系统中每一台空压机的运行数据，并基于所述空压系统中每一台空压机的运行数据，对应建立所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，所述能效机理模型表征空压机在各个运行模式下运行预设时间后的运行功率与空压机参数之间的映射关系，所述空压机参数包括排气量、功耗和比功率；基于所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，确定所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案，所述最佳运行方案为空压机运行预设时间后的比功率最低时对应的运行模式和运行功率；
多机能效寻优模块，用于加载预设的约束条件，并基于所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案，以及所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，通过预设的节能调优算法，生成所述约束条件下的节能调优方案，其中，所述节能调优方案包括所述空压系统中每一台空压机的启停状态、运行模式和运行功率，所述启停状态包括启用和停用。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种空压机节能设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的空压机节能程序，所述空压机节能程序配置为实现如上所述的空压机节能方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有空压机节能程序，所述空压机节能程序被处理器执行时实现如上所述的空压机节能方法的步骤。
本发明通过与空压系统连接后，收集所述空压系统中每一台空压机的运行数据，并基于所述空压系统中每一台空压机的运行数据，对应建立所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，所述能效机理模型表征空压机在各个运行模式下运行预设时间后的运行功率与空压机参数之间的映射关系，所述空压机参数包括排气量、功耗和比功率；基于所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，确定所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案，所述最佳运行方案为空压机运行预设时间后的比功率最低时对应的运行模式和运行功率。加载预设的约束条件，并基于所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案，以及所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，通过预设的节能调优算法，生成所述约束条件下的节能调优方案，其中，所述节能调优方案包括所述空压系统中每一台空压机的启停状态、运行模式和运行功率，所述启停状态包括启用和停用。本发明通过建立空压系统中每一台空压机的能效机理模型，确定每一台空压机的最佳运方案，实现对空压系统中每一台空压机的单机能效寻优，大幅降低每一台空压机的放散，提高每一台空压机的运行效率，进而减少能源浪费；通过加载预设的约束条件后基于预设的节能调优算法，获取约束条件下空压系统运行效率最高（也即比功率最低）的节能调优方案，对空压系统中的每一台空压机的启停状态、运行模式和运行功率进行优化，实现整个空压系统的多机能效寻优，提高整个空压系统的运行效率，从而降低能源浪费。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的空压机节能设备的结构示意图；
图2为本发明空压机节能方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明实施例单机能效寻优的流程示意图；
图4为本发明实施例中节能调优的流程示意图；
图5为本发明实施例方案涉及的空压机节能装置的模块示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的空压机节能设备的结构示意图。
如图1所示，该空压机节能设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器（CentralProcessing Unit，CPU），通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏（Display）、输入单元比如键盘（Keyboard），可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如无线保真（WIreless-FIdelity，WI-FI）接口）。存储器1005可以是高速的随机存取存储器（RandomAccess Memory，RAM）存储器，也可以是稳定的非易失性存储器（Non-Volatile Memory，NVM），例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对空压机节能设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、数据存储模块、网络通信模块、用户接口模块以及空压机节能程序。
在图1所示的空压机节能设备中，网络接口1004主要用于与其他设备进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明空压机节能设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在空压机节能设备中，所述空压机节能设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的空压机节能程序，并执行本发明实施例提供的空压机节能方法。
本发明实施例提供了一种空压机节能方法，参照图2，图2为本发明空压机节能方法第一实施例的流程示意图。
本实施例中，所述空压机节能方法包括：
步骤S100：与空压系统连接后，收集所述空压系统中每一台空压机的运行数据，并基于所述空压系统中每一台空压机的运行数据，对应建立所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，所述能效机理模型表征空压机在各个运行模式下运行预设时间后的运行功率与空压机参数之间的映射关系，所述空压机参数包括排气量、功耗和比功率；
在本实施例中，通过通讯隔离模块将空压系统中每一台空压机的RS485接口接入交换机连接空压系统，也通过该通讯隔离模块和交换机收集空压系统中每一台空压机的运行数据，其中，运行数据包括空压机在各个运行模式下以不同运行功率运行预设时间后的排气量和功耗，运行预设时间是为了让空压机处于稳定运行的状态，此时收集到的运行数据可靠性更高。
其中，能效是指在能源利用中，发挥作用的与实际消耗的能源量之比。机理模型（亦称白箱模型）是指根据对象、生产过程的内部机制或者物质流的传递机理建立起来的精确数学模型。
在本实施例中，本领域技术人员可知的是，该运行模式可包括基本控制模式和进气节流控制模式等。
本领域技术人员可以理解的是，该运行功率可包括从0%至100%的功率开度比率（100%的功率开度比率即为全负荷运行），该空压机参数包括排气量、功耗和比功率，功耗指在单位时间中所消耗的能源的数量。另外，比功率是指压缩一个立方的空气所要消耗的能耗，是功耗和排气量的比值。本实施例采用比功率反映空压机的能效，比功率越低，能效越高。
需要说明的是，能效机理模型用于表征空压机在各个运行模式下运行预设时间后的运行功率与空压机参数之间的映射关系。
为了助于理解本实施例的核心构思，根据空压机的运行数据，建立对应的能效机理模型的过程具体可为：根据该空压机在各个运行模式下以不同运行功率运行预设时间后的排气量与功耗（即运行数据），计算空压机在各个运行模式下以不同运行功率运行预设时间后的比功率，建立各个运行模式下运行功率与空压机参数（包括排气量、功耗和比功率）之间的映射关系，并将该映射关系作为该空压机对应的能效机理模型。也即该能效机理模型用于表征空压机在各个运行模式下运行预设时间后的运行功率与空压机参数之间的映射关系，所述空压机参数包括排气量、功耗和比功率。
为了进一步地助于理解，在一示例中，空压系统包括四台空压机，分别为空压机a、空压机b、空压机c和空压机d，然后分别收集空压机a、空压机b、空压机c和空压机d的运行数据，然后基于空压系统中空压机a的运行数据，建立空压机a的能效机理模型，基于空压机b的运行数据，建立空压机b的能效机理模型，基于空压机c的运行数据，建立空压机c的能效机理模型，以及基于空压机d的运行数据，建立空压机d的能效机理模型。
步骤S200：基于所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，确定所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案，所述最佳运行方案为空压机运行预设时间后的比功率最低时对应的运行模式和运行功率；
在本实施例中，最佳运行方案为空压机运行预设时间后的比功率最低时对应的运行模式和运行功率。为了助于理解，基于空压系统中每一台空压机的能效机理模型，确定空压系统中每一台空压机的最佳运行方案的过程具体可为：根据空压系统中每一台空压机的能效机理模型，确定空压系统中每一台空压机的比功率最低时的运行模式和运行功率，并将空压系统中每一台空压机的比功率最低时的运行模式和运行功率，作为空压系统中每一台空压机的最佳运行方案。
为了助于理解，在一示例中，空压系统包括四台空压机，分别为空压机A、空压机B、空压机C和空压机D，然后分别确定空压机A的比功率最低时的运行模式和运行功率、空压机B的比功率最低时的运行模式和运行功率、空压机C的比功率最低时的运行模式和运行功率，以及空压机D的比功率最低时的运行模式和运行功率。然后，将空压机A的比功率最低时的运行模式和运行功率，作为空压系统中空压机A的最佳运行方案，将空压机B的比功率最低时的运行模式和运行功率，作为空压机B的最佳运行方案，将空压机C的比功率最低时的运行模式和运行功率，作为空压机C的最佳运行方案，将空压机D的比功率最低时的运行模式和运行功率，作为空压机D的最佳运行方案。
步骤S300：加载预设的约束条件，并基于所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案，以及所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，通过预设的节能调优算法，生成所述约束条件下的节能调优方案，其中，所述节能调优方案包括所述空压系统中每一台空压机的启停状态、运行模式和运行功率，所述启停状态包括启用和停用；
其中，该约束条件可包括目标排气量下空压系统的比功率最低，目标排气量为整个空压系统需要满足的排气量，该目标排气量本领域技术人员可根据实际情况进行设置，本实施例不作具体的限定。该节能调优方案包括空压系统中每一台空压机的启停状态、运行模式和运行功率，启停状态包括启用和停用。
在本实施例中，在空压系统中空压机数量≤5时，节能调优算法可采用穷举法列出所有组合方案，从中选出满足约束条件的空压系统运行效率最高（也即比功率最低）的节能调优方案。而在空压系统中空压机数量＞5时，采用贪心算法生成满足约束条件的空压系统运行效率最高的节能调优方案。
本实施例通过节能调优方案对空压系统中的每一台空压机的启停状态、运行模式和运行功率进行优化，实现整个空压系统的多机能效寻优，提高空压系统整体运行效率，从而降低能源浪费。
本实施例通过建立空压系统中每一台空压机的能效机理模型，确定每一台空压机的最佳运方案，实现对空压系统中每一台空压机的单机能效寻优，大幅降低每一台空压机的放散，提高每一台空压机的运行效率，进而减少能源浪费；通过加载预设的约束条件后基于预设的节能调优算法，获取约束条件下空压系统运行效率最高（也即比功率最低）的节能调优方案，对空压系统中的每一台空压机的启停状态、运行模式和运行功率进行优化，实现整个空压系统的多机能效寻优，提高整个空压系统的运行效率，从而降低能源浪费。
在一种可能的实施方式中，所述收集所述空压系统中每一台空压机的运行数据的步骤，包括：
步骤S110：收集所述空压系统中每一台空压机在各个运行模式下以不同运行功率运行预设时间后的排气量和功耗，并将所述空压系统中每一台空压机在各个运行模式下以不同运行功率运行预设时间后的运行参数，对应确定为所述空压系统中每一台空压机的运行数据。
在本实施例中，通过通讯隔离模块将空压系统中每一台空压机的RS485接口接入交换机连接空压系统，也通过该通讯隔离模块和交换机收集空压系统中每一台空压机的运行数据，也即空压系统中每一台空压机在各个运行模式下以不同运行功率运行预设时间后的排气量和功耗。其中，该运行模式包括基本模式和进气节流模式，该运行预设时间是为了让空压机处于稳定运行的状态，此时收集到的运行数据可靠性更高。
本实施例通过收集空压机在各个运行模式下以不同运行功率运行预设时间后排气量和功耗作为对应的运行数据，保证运行数据的可靠性，从而建立更加精准可靠的能效机理模型。
在一种可能的实施方式中，所述基于所述空压系统中每一台空压机的运行数据，对应建立所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型的步骤，包括：
步骤S120：基于所述空压系统中每一台空压机的运行数据，对应计算所述空压系统中每一台空压机在各个运行模式下以不同运行功率运行预设时间后的比功率；
在本实施例中，比功率是功耗与排气量之比，用于反映能效。比功率越低，能效越高。运行数据包括空压机在各个运行模式下以不同运行功率运行预设时间后的排气量和功耗，根据空压系统中每一台空压机的运行数据，对应计算每一台空压机在各个运行模式下以不同运行功率运行预设时间后的比功率，通过计算得到用于反映能效水平的比功率，从而为后续准确地建立每一台空压机的能效机理模型作准备（该比功率为建立能效机理模型的基础）。
步骤S130：基于所述空压系统中每一台空压机的运行数据，以及所述空压系统中每一台空压机在各个运行模式下以不同运行功率运行预设时间后的比功率，对应建立所述空压系统中每一台空压机各个运行模式下运行功率与空压机参数之间的映射关系，其中，所述空压机参数包括排气量、功耗和比功率；
在本实施例中，运行数据包括空压机在各个运行模式下以不同运行功率运行预设时间后的排气量和功耗。
本实施例可通过分析每一台空压机在各个运行模式下运行功率和空压机参数之间的相互关系，结合采用回归、支持向量机等数据方法，来建立每一台空压机各个运行模式下运行功率与空压机参数之间的映射关系，从而建立空压系统中每一台空压机的能效机理模型。
步骤S140：将所述空压系统中每一台空压机各个运行模式下运行功率与空压机参数之间的映射关系，对应确定为所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型。
在本实施例中，能效机理模型表征空压机在各个运行模式下运行预设时间后的运行功率与空压机参数之间的映射关系，空压机参数包括排气量、功耗和比功率。
本实施例将空压系统中每一台空压机各个运行模式下运行功率与空压机参数之间的映射关系，对应确定为空压系统中每一台空压机的能效机理模型，以对应建立空压系统中每一台空压机的能效机理模型，从而实现对空压系统中每一台空压机的单机能效寻优，大幅降低每一台空压机的放散，提高每一台空压机的运行效率，减少能源浪费。
在一种可能的实施方式中，请参照图3，图3为本发明实施例单机能效寻优的流程示意图，所述基于所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，确定所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案的步骤，包括：
步骤S210：基于所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，对应确定所述空压系统中每一台空压机运行预设时间后的比功率最低时的运行模式和运行功率；
本实施例中，能效机理模型表征空压机在各个运行模式下运行预设时间后的运行功率与空压机参数之间的映射关系，空压机参数包括排气量、功耗和比功率。
容易理解的是，由于能效机理模型用于表征空压机在各个运行模式下运行预设时间后的运行功率与空压机参数之间的映射关系，因此可通过该映射关系，确定每一台空压机运行预设时间后最低的比功率，进而确定比功率最低时每一台空压机的运行功率和运行模式。
步骤S220：将所述空压系统中每一台空压机运行预设时间后的比功率最低时的运行模式和运行功率，对应作为所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案。
在本实施例中，最佳运行方案包括空压机运行预设时间后的比功率最低时的运行模式和运行功率。也即，本实施例将空压系统中每一台空压机运行预设时间后的比功率最低时对应的运行模式和运行功率，确定为空压系统中每一台空压机的最佳运行方案，从而对空压系统中每一台空压机进行单机能效寻优，大幅降低每一台空压机的放散，提高每一台空压机的运行效率，减少能源浪费。
本实施例通过根据空压系统中每一台空压机的能效机理模型，对应确定每一台空压机运行预设时间后的比功率最低时的运行模式和运行功率，从而确定每一台空压机的最佳运行方案。在对空压系统中的空压机进行能效寻优时，根据本实施例确定的每一台空压机的最佳运行方案，将空压系统中的每一台空压机按最佳运行方案中的运行模式和运行功率运行，使每一台空压机都处于比功率最低的运行状态，从而有效减低空压机放散，大幅提高每一台空压机的运行效率，降低能源消耗。
在一种可能的实施方式中，所述基于所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案，以及所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，通过预设的节能调优算法，生成所述约束条件下的节能调优方案的步骤，包括：
步骤S310：基于所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案，以及所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，确定所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案对应的空压机参数；
在本实施例中，最佳运行方案包括空压机运行预设时间后的比功率最低时的运行模式和运行功率，能效机理模型表征空压机在各个运行模式下运行预设时间后的运行功率与空压机参数之间的映射关系，空压机参数包括排气量、功耗和比功率。
本实施例通过空压系统中每一台空压机的最佳运行方案对应的运行模式和运行功率，以及每一台空压机的能效机理模型，确定空压系统中每一台空压机的最佳运行方案对应的空压机参数，便于后续通过预设的节能调优算法生成预设的约束条件下的节能调优方案，从而提升整个空压系统的运行效率，降低空压系统的能源消耗。
步骤S320：基于所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案对应的空压机参数，通过预设的节能调优算法，确定所述约束条件下所述空压系统中每一台空压机的启停状态、运行模式和运行功率；
在本实施例中，启停状态包括启用和停用。在空压系统中空压机数量≤5时，节能调优算法采用穷举法列出所有组合方案，从中选出约束条件下整个空压系统的运行效率最高的节能调优方案，在空压系统中空压机数量＞5时，采用贪心算法获取约束条件下空压系统整体运行效率最高的节能调优方案，依次选取最佳运行方案对应的比功率最低的空压机，确定选取出来的空压机按对应的最佳运行方案运行，也即所选取出来的空压机（下述将所选取出来的空压机后续命名为第一空压机）的启停状态为启用，第一空压机的运行模式为比功率最低时对应的运行模式（即第一空压机的最佳运行方案中的运行模式），第一空压机的运行功率为比功率最低时对应的运行功率（即第一空压机的最佳运行方案中的运行功率），直至满足约束条件，并将其余未选取出来的空压机的启停状态确定为停用，从而确定约束条件下空压系统中每一台空压机的启停状态、运行模式和运行功率。
步骤S330：将所述约束条件下所述空压系统中每一台空压机的启停状态、运行模式和运行功率，确定为所述约束条件下的节能调优方案。
本实施例通过将此前确定的约束条件下空压系统中的每一台空压机的启停状态、运行模式和运行功率，确定为约束条件下空压系统的节能调优方案。在满足约束调节的同时，保证整个空压系统的比功率最低，实现对空压系统的多机能效寻优，有效提升整个空压系统的运行效率，从而降低空压系统的能源消耗。
在一种可能的实施方式中，请参照图4，图4为本发明实施例中节能调优的流程示意图，所述预设的约束条件包括目标排气量下所述空压系统的比功率最低；
所述基于所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案对应的空压机参数，通过预设的节能调优算法，确定所述约束条件下所述空压系统中每一台空压机的启停状态、运行模式和运行功率的步骤，包括：
步骤S321：基于所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案对应的空压机参数，将所述空压系统中的空压机按最佳运行方案对应的比功率从低到高的顺序插入待调优列表中；
在本实施例中，最佳运行方案对应的空压机参数，也即比功率最低时对应的排气量、功耗和比功率。本实施例通过将待调优列表中按最佳运行方案对应的比功率从低到高的顺序排列空压系统中的所有空压机，便于通过算法确定约束条件下空压系统中每一台空压机的启停状态、运行模式和运行功率。
步骤S322：从所述待调优列表中取出最佳运行方案对应的比功率最低的空压机插入调优列表中，并判断所述调优列表中所有空压机最佳运行方案的总排气量是否满足所述目标排气量；
在本实施例中，调优列表用于存放需要进行节能调优的空压机，总排气量是调优列表中所有空压机的最佳运行方案对应的比功率之和，目标排气量为约束条件限定的整个空压系统需要满足的排气量，本实施例通过采用贪心策略，从待调优列表中取出最佳运行方案对应的比功率最低的空压机插入调优列表，同时判断总排气量是否满足目标排气量，保证最终生成的节能调优方案中启用的空压机比功率最低，从而提高整个空压系统的运行效率，减低能源浪费。
步骤S323：若所述总排气量不满足所述目标排气量，则返回执行所述从所述待调优列表中取出最佳运行方案对应的比功率最低的空压机插入调优列表中的步骤；
步骤S324：若所述总排气量满足所述目标排气量，则将所述调优列表中的目标空压机的启停状态确定为启用，将所述目标空压机对应最佳运行方案的运行模式，作为所述目标空压机的运行模式，将所述目标空压机对应最佳运行方案的运行功率，作为目标空压机的运行功率，并将待调优列表中未取出的空压机的启停状态确定为停用。
其中，该目标空压机是指调优列表中的空压机。
在本实施例中，若不满足目标排气量，则继续从待调优列表中选取最佳运行方案对应的比功率最低的空压机加入调优列表中，取出后，对应从待调优列表中删除该所取出的空压机，若满足目标排气量，则将调优列表中的空压机的启停状态确定为启用，运行模式确定为最佳运行方案中的运行模式，运行功率确定为最佳运行方案中的运行功率，将待调优列表中未取出的空压机的启停状态确定为停用。
本实施例通过贪心算法，优先从待调优列表中选取最佳运行方案对应的比功率最低的空压机插入到调优列表中，保证加入调优列表的空压机的最佳运行方案在空压系统中比功率最低，从而保证最终生成的节能调优方案满足约束条件，也即目标排气量下空压系统的比功率最低，有效提升整个空压系统的运行效率，降低能源消耗。
在一种可能的实施方式中，所述生成所述约束条件下的节能调优方案的步骤之后，还包括：
步骤S400：基于所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，获取所述空压系统按照所述节能调优方案运行前的第一比功率；
在本实施例中，按照节能调优方案运行前，空压系统中每一台空压机的运行模式为基本模式，运行功率为100%的功率开度比率，第一比功率为空压系统按照节能调优方案运行前的比功率。也即空压系统中每一台空压机按基本模式和100%功率开度比率运行时对应的空压系统的比功率，根据空压系统中每一台空压机的能效机理模型，获取空压系统按照所述节能调优方案运行前每一台空压机的比功率，进而计算得到第一比功率。
步骤S500：基于所述节能调优方案和所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，获取所述空压系统按照所述节能调优方案运行后的第二比功率；
在本实施例中，第二比功率为空压系统按照节能调优方案运行后的空压系统的比功率。根据节能调优方案和空压系统中每一台空压机的能效机理模型，获取空压系统按照节能调优方案运行后每一台空压机的比功率，进而计算第二比功率。
步骤S600：基于所述第一比功率和所述第二比功率，计算所述节能调优方案的节能率；
本实施例中，基于第一比功率和第二比功率，可以计算得到节能调优方案的节能率；
步骤S700：若所述节能率满足预设条件，则将所述节能调优方案设为推荐方案。
本实施例通过第一比功率和第二比功率，计算节能调优方案的节能率，若节能率满足预设条件，则设为推荐方案辅助用户决策，示例性地，预设条件可以为节能率大于5%，通过设置预设条件，对节能调优方案进行节能效果跟踪，节能调优方案的节能率满足预设条件才设为推荐方案辅助用户决策，避免在根据推荐方案对空压系统进行调优时浪费的能源，比推荐方案所能节省的能源更多，从而实现整个提高空压系统的运行效率，降低能源浪费。
此外，本发明还提供一种空压机节能装置，请参照图5，图5为本发明实施例方案涉及的空压机节能装置的模块示意图，所述装置包括：
单机能效寻优模块10，用于与空压系统连接后，收集所述空压系统中每一台空压机的运行数据，并基于所述空压系统中每一台空压机的运行数据，对应建立所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，所述能效机理模型表征空压机在各个运行模式下运行预设时间后的运行功率与空压机参数之间的映射关系，所述空压机参数包括排气量、功耗和比功率；基于所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，确定所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案，所述最佳运行方案为空压机运行预设时间后的比功率最低时对应的运行模式和运行功率；
多机能效寻优模块20，用于加载预设的约束条件，并基于所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案，以及所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，通过预设的节能调优算法，生成所述约束条件下的节能调优方案，其中，所述节能调优方案包括所述空压系统中每一台空压机的启停状态、运行模式和运行功率，所述启停状态包括启用和停用。
在一些实施例中，单机能效寻优模块10，还用于：
收集所述空压系统中每一台空压机在各个运行模式下以不同运行功率运行预设时间后的排气量和功耗，并将所述空压系统中每一台空压机在各个运行模式下以不同运行功率运行预设时间后的运行参数，对应确定为所述空压系统中每一台空压机的运行数据。
在一些实施例中，单机能效寻优模块10，还用于：
基于所述空压系统中每一台空压机的运行数据，对应计算所述空压系统中每一台空压机在各个运行模式下以不同运行功率运行预设时间后的比功率；
基于所述空压系统中每一台空压机的运行数据，以及所述空压系统中每一台空压机在各个运行模式下以不同运行功率运行预设时间后的比功率，对应建立所述空压系统中每一台空压机各个运行模式下运行功率与空压机参数之间的映射关系，其中，所述空压机参数包括排气量、功耗和比功率；
将所述空压系统中每一台空压机各个运行模式下运行功率与空压机参数之间的映射关系，对应确定为所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型。
在一些实施例中，单机能效寻优模块10，还用于：
基于所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，对应确定所述空压系统中每一台空压机运行预设时间后的比功率最低时的运行模式和运行功率；
将所述空压系统中每一台空压机运行预设时间后的比功率最低时的运行模式和运行功率，对应作为所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案。
在一些实施例中，多机能效寻优模块20，还用于：
基于所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案，以及所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，确定所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案对应的空压机参数；
基于所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案对应的空压机参数，通过预设的节能调优算法，确定所述约束条件下所述空压系统中每一台空压机的启停状态、运行模式和运行功率；
将所述所述约束条件下所述空压系统中每一台空压机的启停状态、运行模式和运行功率，确定为所述约束条件下的节能调优方案。
在一些实施例中，所述约束条件包括目标排气量下空压系统比功率最低，多机能效寻优模块20，还用于：
所述基于所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案对应的空压机参数，通过预设的节能调优算法，确定所述约束条件下所述空压系统中每一台空压机的启停状态、运行模式和运行功率的步骤，包括：
基于所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案对应的空压机参数，将所述空压系统中的空压机按最佳运行方案对应的比功率从低到高的顺序插入待调优列表中；
从所述待调优列表中取出最佳运行方案对应的比功率最低的空压机插入调优列表中，并判断所述调优列表中所有空压机最佳运行方案的总排气量是否满足所述目标排气量；
若所述总排气量不满足所述目标排气量，则返回执行所述从所述待调优列表中取出最佳运行方案对应的比功率最低的空压机插入调优列表中的步骤；
若所述总排气量满足所述目标排气量，则将所述调优列表中的目标空压机的启停状态确定为启用，将所述目标空压机对应最佳运行方案的运行模式，作为所述目标空压机的运行模式，将所述目标空压机对应最佳运行方案的运行功率，作为目标空压机的运行功率，并将待调优列表中未取出的空压机的启停状态确定为停用。
在一些实施例中，多机能效寻优模块20，还用于：
基于所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，获取所述空压系统按照所述节能调优方案运行前的第一比功率；
基于所述节能调优方案和所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，获取所述空压系统按照所述节能调优方案运行后的第二比功率；
基于所述第一比功率和所述第二比功率，计算所述节能调优方案的节能率；
若所述节能率满足预设条件，则将所述节能调优方案设为推荐方案。
本发明实施例提供的空压机节能装置，采用上述实施例中的空压机节能方法，能解决空压系统整体运行效率低导致的能源浪费的技术问题。与现有技术相比，本发明实施例提供的空压机节能装置的有益效果与上述实施例提供的空压机节能方法的有益效果相同，且所述空压机节能装置中的其他技术特征与上述实施例方法公开的特征相同，在此不做赘述。
此外，本发明还提供一种空压机节能设备，其包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的空压机节能程序，所述空压机节能程序被所述处理器执行时实现如上述的空压机节能方法的步骤。
此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有空压机节能程序，所述空压机节能程序被处理器执行时实现如上述的空压机节能方法的步骤。
本发明计算机可读存储介质具体实施方式与上述空压机节能方法各实施例基本相同，在此不再赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还 包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、 方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
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上述 实施例方法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，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的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，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光 盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种空压机节能方法，其特征在于，所述空压机节能方法包括以下步骤：
与空压系统连接后，收集所述空压系统中每一台空压机的运行数据，并基于所述空压系统中每一台空压机的运行数据，对应建立所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，所述能效机理模型表征空压机在各个运行模式下运行预设时间后的运行功率与空压机参数之间的映射关系，所述空压机参数包括排气量、功耗和比功率，其中，所述比功率为功耗和排气量的比值；
基于所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，确定所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案，所述最佳运行方案为空压机运行预设时间后的比功率最低时对应的运行模式和运行功率；
加载预设的约束条件，并基于所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案，以及所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，通过预设的节能调优算法，生成所述约束条件下的节能调优方案，其中，所述节能调优方案包括所述空压系统中每一台空压机的启停状态、运行模式和运行功率，所述启停状态包括启用和停用。
2.如权利要求1所述的空压机节能方法，其特征在于，所述收集所述空压系统中每一台空压机的运行数据的步骤，包括：
收集所述空压系统中每一台空压机在各个运行模式下以不同运行功率运行预设时间后的排气量和功耗，并将所述空压系统中每一台空压机在各个运行模式下以不同运行功率运行预设时间后的运行参数，对应确定为所述空压系统中每一台空压机的运行数据。
3.如权利要求2所述的空压机节能方法，其特征在于，所述基于所述空压系统中每一台空压机的运行数据，对应建立所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型的步骤，包括：
基于所述空压系统中每一台空压机的运行数据，对应计算所述空压系统中每一台空压机在各个运行模式下以不同运行功率运行预设时间后的比功率；
基于所述空压系统中每一台空压机的运行数据，以及所述空压系统中每一台空压机在各个运行模式下以不同运行功率运行预设时间后的比功率，对应建立所述空压系统中每一台空压机各个运行模式下运行功率与空压机参数之间的映射关系，其中，所述空压机参数包括排气量、功耗和比功率；
将所述空压系统中每一台空压机各个运行模式下运行功率与空压机参数之间的映射关系，对应确定为所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型。
4.如权利要求3所述的空压机节能方法，其特征在于，所述基于所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，确定所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案的步骤，包括：
基于所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，对应确定所述空压系统中每一台空压机运行预设时间后的比功率最低时的运行模式和运行功率；
将所述空压系统中每一台空压机运行预设时间后的比功率最低时的运行模式和运行功率，对应作为所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案。
5.如权利要求1所述的空压机节能方法，其特征在于，所述基于所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案，以及所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，通过预设的节能调优算法，生成所述约束条件下的节能调优方案的步骤，包括：
基于所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案，以及所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，确定所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案对应的空压机参数；
基于所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案对应的空压机参数，通过预设的节能调优算法，确定所述约束条件下所述空压系统中每一台空压机的启停状态、运行模式和运行功率；
将所述约束条件下所述空压系统中每一台空压机的启停状态、运行模式和运行功率，确定为所述约束条件下的节能调优方案。
6.如权利要求5所述的空压机节能方法，其特征在于，所述约束条件包括目标排气量下所述空压系统的比功率最低；
所述基于所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案对应的空压机参数，通过预设的节能调优算法，确定所述约束条件下所述空压系统中每一台空压机的启停状态、运行模式和运行功率的步骤，包括：
基于所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案对应的空压机参数，将所述空压系统中的空压机按最佳运行方案对应的比功率从低到高的顺序插入待调优列表中；
从所述待调优列表中取出最佳运行方案对应的比功率最低的空压机插入调优列表中，并判断所述调优列表中所有空压机最佳运行方案的总排气量是否满足所述目标排气量；
若所述总排气量不满足所述目标排气量，则返回执行所述从所述待调优列表中取出最佳运行方案对应的比功率最低的空压机插入调优列表中的步骤；
若所述总排气量满足所述目标排气量，则将所述调优列表中的目标空压机的启停状态确定为启用，将所述目标空压机对应最佳运行方案的运行模式，作为所述目标空压机的运行模式，将所述目标空压机对应最佳运行方案的运行功率，作为目标空压机的运行功率，并将待调优列表中未取出的空压机的启停状态确定为停用。
7.如权利要求1所述的空压机节能方法，其特征在于，所述生成所述约束条件下的节能调优方案的步骤之后，还包括：
基于所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，获取所述空压系统按照所述节能调优方案运行前的第一比功率；
基于所述节能调优方案和所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，获取所述空压系统按照所述节能调优方案运行后的第二比功率；
基于所述第一比功率和所述第二比功率，计算所述节能调优方案的节能率；
若所述节能率满足预设条件，则将所述节能调优方案设为推荐方案。
8.一种空压机节能装置，其特征在于，所述装置包括：
单机能效寻优模块，用于与空压系统连接后，收集所述空压系统中每一台空压机的运行数据，并基于所述空压系统中每一台空压机的运行数据，对应建立所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，所述能效机理模型表征空压机在各个运行模式下运行预设时间后的运行功率与空压机参数之间的映射关系，所述空压机参数包括排气量、功耗和比功率，其中，所述比功率为功耗和排气量的比值；基于所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，确定所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案，所述最佳运行方案为空压机运行预设时间后的比功率最低时对应的运行模式和运行功率；
多机能效寻优模块，用于加载预设的约束条件，并基于所述空压系统中每一台空压机的最佳运行方案，以及所述空压系统中每一台空压机的能效机理模型，通过预设的节能调优算法，生成所述约束条件下的节能调优方案，其中，所述节能调优方案包括所述空压系统中每一台空压机的启停状态、运行模式和运行功率，所述启停状态包括启用和停用。
9.一种空压机节能设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的空压机节能程序，所述空压机节能程序配置为实现如权利要求1至7中任一项所述的空压机节能方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有空压机节能程序，所述空压机节能程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的空压机节能方法的步骤。
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