CN117267910B - 中央空调制冷系统负荷柔性调节方法、装置、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种中央空调制冷系统负荷柔性调节方法、装置、设备及介质，涉及空调节能智控技术领域。所述方法是先在外部环境处于高温时段时构建得到中央空调制冷系统的调温变化数据模型，然后将所述中央空调制冷系统的整体用电功率目标值输入所述调温变化数据模型，输出得到与所述整体用电功率目标值匹配的出水温度设置值以及至少一个调温间隔时长，再然后将所述中央空调制冷系统的出水温度初次调节为与所述整体用电功率目标值匹配的出水温度设置值，最后根据所述至少一个调温间隔时长，定时调节中央空调制冷系统的出水温度，如此可通过调整出水温度来调整冷机输出功率，并在一定时间范围内使功率维持在一个所需要的设定值，达到负荷调峰效果。
Description
技术领域
本发明属于空调节能智控技术领域，具体涉及一种中央空调制冷系统负荷柔性调节方法、装置、设备及介质。
背景技术
中央空调系统是现代大型建筑物不可缺少的配套设施之一，其装机功率和能耗占比高，在建筑中占到40%～60%的比例，使得其能源消耗和电力需求呈现逐年上升的趋势。在楼宇能耗中，空调尖峰负荷一般占总负荷的40%，用电量占比20%～30%，具有灵活性大、响应量高和影响性小等优势。因此,充分挖掘用电高峰时段内大规模公共楼宇空调负荷的调峰潜力,并采用合理的调控方式削减其高峰用电,对改善夏季电网负荷特性和实现电网的安全、稳定和经济运行具有重要意义。
目前，国内外对于空调负荷的柔性控制已经有了一些初步的尝试与探索，即在市面上的主流方案是通过安装智能控制终端，由用户自动响应或由综合能源服务公司进行控制，以便实现节能降耗或获得需求侧响应补贴。但是大型聚合调控技术还在持续开发阶段，且在此过程中采用的调控策略还不成熟，大多是牺牲一段时间空调房间的舒适度来达到短时间降低能耗。而若想做到精准调控，则需要安装智能控制器和前端应用侧的数据支撑以及部署BP神经网络算法。因此，就当前建筑空调系统而言，现有空调负荷柔性控制方案存在投入过大且不具有普及性的问题，使得迫切需要一种所需参数较少且调控方式较简单的空调负荷调峰技术新方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种中央空调制冷系统负荷柔性调节方法、装置、计算机设备及计算机可读存储介质，用以解决现有空调负荷柔性控制方案对当前建筑空调系统而言存在投入过大且不具有普及性的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，提供了一种中央空调制冷系统负荷柔性调节方法，包括：
在外部环境处于高温时段时，对中央空调制冷系统进行第一轮空调柔性调控测试，得到与所述中央空调制冷系统的且按照从小到大顺序依次排列的M个出水温度设置值一一对应的M 个整体用电功率值，其中，M表示大于等于3的正整数；
针对在所述M个整体用电功率值中的第m+1个整体用电功率值，在所述外部环境处于所述高温时段时对所述中央空调制冷系统进行第二轮空调柔性调控测试，得到对应的M-m个调温间隔时长，其中，m表示小于M的正整数，所述调温间隔时长是指在调温至某个出水温度设置值后起至为使整体用电功率维持在对应整体用电功率值左右而需要再次升温调节的时间间隔，所述M-m个调温间隔时长与从在所述M个出水温度设置值中的第m+1个出水温度设置值到末尾出水温度值的M-m个出水温度设置值一一对应；
根据所述M个出水温度设置值与所述M 个整体用电功率值的一一对应关系和所述第m+1个整体用电功率值与所述M-m个调温间隔时长的对应关系，构建得到所述中央空调制冷系统的调温变化数据模型，其中，所述调温变化数据模型用于在输入某个整体用电功率值后，输出与所述某个整体用电功率值匹配的出水温度设置值以及至少一个调温间隔时长；
在所述外部环境处于所述高温时段时，将所述中央空调制冷系统的整体用电功率目标值输入所述调温变化数据模型，输出得到与所述整体用电功率目标值匹配的出水温度设置值以及至少一个调温间隔时长；
将所述中央空调制冷系统的出水温度初次调节为与所述整体用电功率目标值匹配的出水温度设置值，并启动第一计时器；
根据与所述整体用电功率目标值匹配的至少一个调温间隔时长，按照如下方式定时调节所述中央空调制冷系统的出水温度：依次针对在至少一个出水温度设置值中的各个出水温度设置值，在所述第一计时器的计时值达到对应的调温间隔时长时，将所述中央空调制冷系统的出水温度调节为对应设置值，然后重启所述第一计时器，其中，与所述整体用电功率目标值匹配的至少一个调温间隔时长与所述至少一个出水温度设置值一一对应。
基于上述发明内容，提供了一种所需参数较少且调控方式较简单的空调负荷调峰技术新方案，即先在外部环境处于高温时段时构建得到中央空调制冷系统的调温变化数据模型，然后将所述中央空调制冷系统的整体用电功率目标值输入所述调温变化数据模型，输出得到与所述整体用电功率目标值匹配的出水温度设置值以及至少一个调温间隔时长，再然后将所述中央空调制冷系统的出水温度初次调节为与所述整体用电功率目标值匹配的出水温度设置值，最后根据所述至少一个调温间隔时长，定时调节中央空调制冷系统的出水温度，如此可通过调整出水温度来调整冷机输出功率，并在一定时间范围内使冷机功率维持在一个所需要的设定值，达到负荷调峰效果，便于实际应用和推广。
在一个可能的设计中，在外部环境处于高温时段时，对中央空调制冷系统进行第一轮空调柔性调控测试，得到与所述中央空调制冷系统的且按照从小到大顺序依次排列的M个出水温度设置值一一对应的M 个整体用电功率值，包括：
获取所述中央空调制冷系统的且按照从小到大顺序依次排列的M个出水温度设置值，其中，M表示大于等于3的正整数；
根据所述M个出水温度设置值，在外部环境处于高温时段时按照如下步骤S121～S125对所述中央空调制冷系统进行第一轮空调柔性调控测试：
S121.将所述中央空调制冷系统的出水温度初始化为在所述M个出水温度设置值中的首个出水温度设置值，然后执行步骤S122；
S122.在初始化后起至第一预设时长时，记录与所述首个出水温度设置值对应的整体用电功率值，然后执行步骤S123；
S123.在初始化后起至第二预设时长时，将数值k初始化为2，然后执行步骤S124，其中，所述第二预设时长大于所述第一预设时长；
S124.将所述中央空调制冷系统的出水温度升温调节为在所述M个出水温度设置值中的第k个出水温度设置值，并在升温调节后起至所述第一预设时长时，记录与所述第k个出水温度设置值对应的整体用电功率值，然后执行步骤S125；
S125.使k自加1，然后若k小于等于M，则在升温调节后起至第三预设时长时，返回执行步骤S124。
在一个可能的设计中，针对在所述M个整体用电功率值中的第m+1个整体用电功率值，在所述外部环境处于所述高温时段时对所述中央空调制冷系统进行第二轮空调柔性调控测试，得到对应的M-m个调温间隔时长，包括：
设m表示小于M的正整数，然后针对在所述M个整体用电功率值中的第m+1个整体用电功率值，在所述外部环境处于所述高温时段时按照如下步骤S211～S214对所述中央空调制冷系统进行第二轮空调柔性调控测试：
S211.将所述中央空调制冷系统的出水温度初始化为在所述M个出水温度设置值中的首个出水温度设置值，然后执行步骤S212；
S212.在初始化后起至第四预设时长时，初始化n=1，并将所述中央空调制冷系统的出水温度升温调节为在所述M个出水温度设置值中的且与所述第m+1个整体用电功率值对应的第m+1个出水温度设置值，然后执行步骤S213；
S213.在升温调节后起至整体用电功率超过所述第m+1个整体用电功率值与预设倍数的积数时，将在升温调节后起至当前时刻的时长记录为与所述第m+1个整体用电功率值对应的第n个调温间隔时长，然后执行步骤S214；
S214.使n自加1，然后若m+n小于等于M，则将所述中央空调制冷系统的出水温度升温调节为在所述M个出水温度设置值中的第m+n个出水温度设置值，然后执行步骤S213。
在一个可能的设计中，在将所述中央空调制冷系统的整体用电功率目标值输入所述调温变化数据模型之前，所述方法还包括：
根据针对所述外部环境处于所述高温时段而上报的虚拟电厂负荷响应量，确定所述中央空调制冷系统的整体用电功率目标值。
在一个可能的设计中，在根据针对所述外部环境处于所述高温时段而上报的虚拟电厂负荷响应量，确定所述中央空调制冷系统的整体用电功率目标值之前，所述方法还包括：
根据空调作用建筑数据、空调历史负荷数据以及环境历史天气数据，构建空调负荷预测模型，其中，所述空调作用建筑数据是指被所述中央空调制冷系统作用的建筑的信息数据，所述空调历史负荷数据是指所述中央空调制冷系统的历史负荷数据，所述环境历史天气数据是指与所述空调历史负荷数据同期的所述外部环境的天气数据，所述空调负荷预测模型用于在输入某个温度值后，输出所述中央空调制冷系统在所述外部环境处于所述某个温度值时的空调负荷量；
将所述高温时段的温度下限值输入所述空调负荷预测模型，输出得到所述中央空调制冷系统在所述外部环境处于所述温度下限值时的空调负荷量；
根据所述中央空调制冷系统在所述外部环境处于所述温度下限值时的空调负荷量，确定针对所述外部环境处于所述高温时段的虚拟电厂负荷响应量并予以上报。
在一个可能的设计中，在构建得到所述中央空调制冷系统的调温变化数据模型之后，所述方法还包括：
判断另一中央空调制冷系统是否与所述中央空调制冷系统相似；
若是，则在所述外部环境处于所述高温时段时，将所述另一中央空调制冷系统的另一整体用电功率目标值输入所述调温变化数据模型，输出得到与所述另一整体用电功率目标值匹配的出水温度设置值以及至少一个调温间隔时长；
将所述另一中央空调制冷系统的出水温度初次调节为与所述另一整体用电功率目标值匹配的出水温度设置值，并启动第二计时器；
根据与所述另一整体用电功率目标值匹配的至少一个调温间隔时长，按照如下方式定时调节所述另一中央空调制冷系统的出水温度：依次针对在与所述另一整体用电功率目标值匹配的至少一个调温间隔时长中的各个调温间隔时长，在所述第二计时器的计时值达到对应时长时，将所述另一中央空调制冷系统的出水温度调节为对应的出水温度设置值，然后重启所述第二计时器。
在一个可能的设计中，所述高温时段是指外部环境温度大于等于32摄氏度的时段，所述M个出水温度设置值中的任意两个相邻出水温度设置值相差1摄氏度。
第二方面，提供了一种中央空调制冷系统负荷柔性调节装置，包括有依次通信连接的第一调控测试模块、第二调控测试模块、数据模型构建模块、功率目标匹配模块、水温初次调节模块和水温定时调节模块；
所述第一调控测试模块，用于在外部环境处于高温时段时，对中央空调制冷系统进行第一轮空调柔性调控测试，得到与所述中央空调制冷系统的且按照从小到大顺序依次排列的M个出水温度设置值一一对应的M 个整体用电功率值，其中，M表示大于等于3的正整数；
所述第二调控测试模块，用于针对在所述M个整体用电功率值中的第m+1个整体用电功率值，在所述外部环境处于所述高温时段时对所述中央空调制冷系统进行第二轮空调柔性调控测试，得到对应的M-m个调温间隔时长，其中，m表示小于M的正整数，所述调温间隔时长是指在调温至某个出水温度设置值后起至为使整体用电功率维持在对应整体用电功率值左右而需要再次升温调节的时间间隔，所述M-m个调温间隔时长与从在所述M个出水温度设置值中的第m+1个出水温度设置值到末尾出水温度值的M-m个出水温度设置值一一对应；
所述数据模型构建模块，用于根据所述M个出水温度设置值与所述M 个整体用电功率值的一一对应关系和所述第m+1个整体用电功率值与所述M-m个调温间隔时长的对应关系，构建得到所述中央空调制冷系统的调温变化数据模型，其中，所述调温变化数据模型用于在输入某个整体用电功率值后，输出与所述某个整体用电功率值匹配的出水温度设置值以及至少一个调温间隔时长；
所述功率目标匹配模块，用于在所述外部环境处于所述高温时段时，将所述中央空调制冷系统的整体用电功率目标值输入所述调温变化数据模型，输出得到与所述整体用电功率目标值匹配的出水温度设置值以及至少一个调温间隔时长；
所述水温初次调节模块，用于将所述中央空调制冷系统的出水温度初次调节为与所述整体用电功率目标值匹配的出水温度设置值，并启动第一计时器；
所述水温定时调节模块，用于根据与所述整体用电功率目标值匹配的至少一个调温间隔时长，按照如下方式定时调节所述中央空调制冷系统的出水温度：依次针对在至少一个出水温度设置值中的各个出水温度设置值，在所述第一计时器的计时值达到对应的调温间隔时长时，将所述中央空调制冷系统的出水温度调节为对应设置值，然后重启所述第一计时器，其中，与所述整体用电功率目标值匹配的至少一个调温间隔时长与所述至少一个出水温度设置值一一对应。
第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括有依次通信连接的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如第一方面或第一方面中任意可能设计所述的中央空调制冷系统负荷柔性调节方法。
第四方面，本发明提供了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指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如第一方面或第一方面中任意可能设计所述的中央空调制冷系统负荷柔性调节方法。
第五方面，本发明提供了一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行如第一方面或第一方面中任意可能设计所述的中央空调制冷系统负荷柔性调节方法。
上述方案的有益效果：
（1）本发明创造性提供了一种所需参数较少且调控方式较简单的空调负荷调峰技术新方案，即先在外部环境处于高温时段时构建得到中央空调制冷系统的调温变化数据模型，然后将所述中央空调制冷系统的整体用电功率目标值输入所述调温变化数据模型，输出得到与所述整体用电功率目标值匹配的出水温度设置值以及至少一个调温间隔时长，再然后将所述中央空调制冷系统的出水温度初次调节为与所述整体用电功率目标值匹配的出水温度设置值，最后根据所述至少一个调温间隔时长，定时调节中央空调制冷系统的出水温度，如此可通过调整出水温度来调整冷机输出功率，并在一定时间范围内使冷机功率维持在一个所需要的设定值，达到负荷调峰效果，便于实际应用和推广；
（2）可通过调温控制冷机运行功率做到短时间内稳定响应，且调控程序简单；
（3）可快速稳定接入空调系统，自动分析各类系统运行数据，对耗能量做准确估算；
（4）可聚焦冷机供水温度调节，保证调控的稳定性；
（5）可基于温度与功率变化形成成熟计算模型，使负荷响应过程完成度较高。
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，下面将对实施例或现有技术描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的中央空调制冷系统负荷柔性调节方法的流程示意图。
图2为本申请实施例提供的中央空调制冷系统负荷柔性调节装置的结构示意图。
图3为本申请实施例提供的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
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，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本发明作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
应当理解，尽管本文可能使用术语第一和第二等等来描述各种对象，但是这些对象不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个对象和另一个对象。例如可以将第一对象称作第二对象,并且类似地可以将第二对象称作第一对象，同时不脱离本发明的示例实施例的范围。
应当理解，对于本文中可能出现的术语“和/或”，其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、单独存在B或者同时存在A和B等三种情况；又例如，A、B和/或C，可以表示存在A、B和C中的任意一种或他们的任意组合；对于本文中可能出现的术语“/和”，其是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A或者同时存在A和B等两种情况；另外，对于本文中可能出现的字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
实施例
如图1所示，本实施例第一方面提供的所述中央空调制冷系统负荷柔性调节方法，可以但不限于由具有一定计算资源的且与中央空调制冷系统通信互联的云服务器执行。具体的，所述中央空调制冷系统负荷柔性调节方法可以但不限于包括有如下步骤S1～S6。
S1.在外部环境处于高温时段时，对中央空调制冷系统进行第一轮空调柔性调控测试，得到与所述中央空调制冷系统的且按照从小到大顺序依次排列的M个出水温度设置值一一对应的M 个整体用电功率值，其中，M表示大于等于3的正整数。
在所述步骤S1中，所述外部环境具体是指室外环境，所述高温时段可以但不限于具体是指外部环境温度大于等于32摄氏度的时段。所述中央空调制冷系统为现有系统，一般可具有如下两种形式：（1）包括但不限于有制冷主机、第一冷冻水泵（变频式或非变频式）、冷却水泵（变频式或非变频式）、冷却水塔（含变频风机或不含）和第一末端设备等，如此可构成两路水循环——冷却水循环和第一冷冻水循环，其中，所述冷却水循环包括但不限于有所述制冷主机、所述冷却水泵和所述冷却水塔，所述制冷主机出水至所述冷却水塔，形成冷却水供水管路，所述冷却水塔出水至所述制冷主机，形成冷却水回水管路，所述冷却水泵布置在所述冷却水供水管路或所述冷却水回水管路中；所述第一冷冻水循环包括但不限于有所述制冷主机、所述第一冷冻水泵和所述第一末端设备，所述制冷主机出水至所述第一末端设备，形成第一冷冻水供水管路，所述第一末端设备出水至所述制冷主机，形成第一冷冻水回水管路，所述第一冷冻水泵布置在所述第一冷冻水供水管路或所述第一冷冻水回水管路中；（2）包括但不限于有风冷热泵、第二冷冻水泵（变频式或非变频式）和第二末端设备等，如此可构成一路水循环——第二冷冻水循环，其中，第二冷冻水循环包括但不限于有所述风冷热泵、所述第二冷冻水泵和所述第二末端设备，所述风冷热泵出水至所述第二末端设备，形成第二冷冻水供水管路，所述第二末端设备出水至所述风冷热泵，形成第二冷冻水回水管路，所述第二冷冻水泵布置在所述第二冷冻水供水管路或所述第二冷冻水回水管路中。如此所述中央空调制冷系统的且按照从小到大顺序依次排列的M个出水温度设置值，可以但不限于根据所述制冷主机或所述风冷热泵的出水温度设置范围来具体确定。另外，考虑市面上应用的大部分主机的调温最小单位及机组具体反馈：部分冷机通讯支持的最小调温单位为1℃和采用小于1℃的调温时主机发生喘振的概况大于80%，因此把1℃定为调温的最小单位，即优选的，所述M个出水温度设置值中的任意两个相邻出水温度设置值相差1摄氏度；例如，若风冷热泵的出水温度设置范围为7℃～16℃，则M等于9，并且所述M个出水温度设置值将依次有：7℃、8℃、9℃、10℃、11℃、12℃、13℃、14℃、15℃和16℃。
在所述步骤S1中，具体的，在外部环境处于高温时段时，对中央空调制冷系统进行第一轮空调柔性调控测试，得到与所述中央空调制冷系统的且按照从小到大顺序依次排列的M个出水温度设置值一一对应的M 个整体用电功率值，包括但不限于有如下步骤S11～S12。
S11.获取所述中央空调制冷系统的且按照从小到大顺序依次排列的M个出水温度设置值，其中，M表示大于等于3的正整数。
在所述步骤S11中，具体可以但不限于通过读取制冷主机或风冷热泵的设计参数来得到所述M个出水温度设置值。
S12.根据所述M个出水温度设置值，在外部环境处于高温时段时按照如下步骤S121～S125对所述中央空调制冷系统进行第一轮空调柔性调控测试。
S121.将所述中央空调制冷系统的出水温度初始化为在所述M个出水温度设置值中的首个出水温度设置值，然后执行步骤S122。
在所述步骤S121中，将所述中央空调制冷系统的出水温度初始化为所述首个出水温度设置值，是为了确保所述中央空调制冷系统中的冷机满载100%运行。此外，所述首个出水温度设置值可举例为7℃。
S122.在初始化后起至第一预设时长时，记录与所述首个出水温度设置值对应的整体用电功率值，然后执行步骤S123。
在所述步骤S122中，所述第一预设时长可举例为3分钟。另外，所述整体用电功率值可以但不限于通过读取所述中央空调制冷系统的电表数据而常规得到。
S123.在初始化后起至第二预设时长时，将数值k初始化为2，然后执行步骤S124，其中，所述第二预设时长大于所述第一预设时长。
在所述步骤S123中，所述第二预设时长可举例为30～60分钟。
S124.将所述中央空调制冷系统的出水温度升温调节为在所述M个出水温度设置值中的第k个出水温度设置值，并在升温调节后起至所述第一预设时长时，记录与所述第k个出水温度设置值对应的整体用电功率值，然后执行步骤S125。
S125.使k自加1，然后若k小于等于M，则在升温调节后起至第三预设时长时，返回执行步骤S124。
在所述步骤S125中，所述第三预设时长优选为冷机出水后水在管道里走一圈再回到冷机的所需预估时间，其为一个经验值，在实际测试时，可根据具体空调系统的实际体量，以15分钟为中线，在10～20分钟的区间内作6次观测再确定具体的所述第三预设时长。
S2.针对在所述M个整体用电功率值中的第m+1个整体用电功率值，在所述外部环境处于所述高温时段时对所述中央空调制冷系统进行第二轮空调柔性调控测试，得到对应的M-m个调温间隔时长，其中，m表示小于M的正整数，所述调温间隔时长是指在调温至某个出水温度设置值后起至为使整体用电功率维持在对应整体用电功率值左右而需要再次升温调节的时间间隔，所述M-m个调温间隔时长与从在所述M个出水温度设置值中的第m+1个出水温度设置值到末尾出水温度值的M-m个出水温度设置值一一对应。
在所述步骤S2中，具体的，针对在所述M个整体用电功率值中的第m+1个整体用电功率值，在所述外部环境处于所述高温时段时对所述中央空调制冷系统进行第二轮空调柔性调控测试，得到对应的M-m个调温间隔时长，包括但不限于有：设m表示小于M的正整数，然后针对在所述M个整体用电功率值中的第m+1个整体用电功率值，在所述外部环境处于所述高温时段时按照如下步骤S211～S214对所述中央空调制冷系统进行第二轮空调柔性调控测试。
S211.将所述中央空调制冷系统的出水温度初始化为在所述M个出水温度设置值中的首个出水温度设置值，然后执行步骤S212。
在所述步骤S211中，将所述中央空调制冷系统的出水温度初始化为所述首个出水温度设置值，同样是为了确保所述中央空调制冷系统中的冷机满载100%运行。
S212.在初始化后起至第四预设时长时，初始化n=1，并将所述中央空调制冷系统的出水温度升温调节为在所述M个出水温度设置值中的且与所述第m+1个整体用电功率值对应的第m+1个出水温度设置值，然后执行步骤S213。
在所述步骤S212中，所述第四预设时长可举例为30分钟。
S213.在升温调节后起至整体用电功率超过所述第m+1个整体用电功率值与预设倍数的积数（也即所述第m+1个整体用电功率值与所述预设倍数的相乘结果）时，将在升温调节后起至当前时刻的时长记录为与所述第m+1个整体用电功率值对应的第n个调温间隔时长，然后执行步骤S214。
在所述步骤S213中，所述预设倍数可举例为1.05。此外，还可以记录当前时刻的回水温度和/或回风温度等空调系统运行状态监控数据。
S214.使n自加1，然后若m+n小于等于M，则将所述中央空调制冷系统的出水温度升温调节为在所述M个出水温度设置值中的第m+n个出水温度设置值，然后执行步骤S213。
S3.根据所述M个出水温度设置值与所述M 个整体用电功率值的一一对应关系和所述第m+1个整体用电功率值与所述M-m个调温间隔时长的对应关系，构建得到所述中央空调制冷系统的调温变化数据模型，其中，所述调温变化数据模型用于在输入某个整体用电功率值后，输出与所述某个整体用电功率值匹配的出水温度设置值以及至少一个调温间隔时长。
在所述步骤S3中，所述调温变化数据模型的具体构建方式可以但不限于采用现有的数据拟合方式。
S4.在所述外部环境处于所述高温时段时，将所述中央空调制冷系统的整体用电功率目标值输入所述调温变化数据模型，输出得到与所述整体用电功率目标值匹配的出水温度设置值以及至少一个调温间隔时长。
在所述步骤S4中，所述整体用电功率目标值可由用户针对所述高温时段自行确定，也可以为了应用于VPP（Virtual Power Plant，虚拟电厂，本质上是将分布式电源、可控负荷和储能等利用计算机通信网络技术将其聚合成一个虚拟的集中式电厂）负荷响应场景，按照如下方式具体确定：在将所述中央空调制冷系统的整体用电功率目标值输入所述调温变化数据模型之前，所述方法还包括但不限于有：根据针对所述外部环境处于所述高温时段而上报的虚拟电厂负荷响应量，确定所述中央空调制冷系统的整体用电功率目标值。所述虚拟电厂负荷响应量是指当电力公司确定好在预定时段（例如所述高温时段）内的调峰或者调谷的电量并发布后，省电力需求侧管理平台内的电力用户（即作为一个虚拟电厂方的所述中央空调制冷系统）自己预计的可节省电量，因此可以常规确定出所述整体用电功率目标值。另外，为了实现准确上报所述虚拟电厂负荷响应量的目的，优选的，在根据针对所述外部环境处于所述高温时段而上报的虚拟电厂负荷响应量，确定所述中央空调制冷系统的整体用电功率目标值之前，所述方法还包括但不限于有如下步骤S401～S403。
S401.根据空调作用建筑数据、空调历史负荷数据以及环境历史天气数据，构建空调负荷预测模型，其中，所述空调作用建筑数据是指被所述中央空调制冷系统作用的建筑的信息数据（例如隔热层材料及设计厚度等信息），所述空调历史负荷数据是指所述中央空调制冷系统的历史负荷数据，所述环境历史天气数据是指与所述空调历史负荷数据同期的所述外部环境的天气数据，所述空调负荷预测模型用于在输入某个温度值后，输出所述中央空调制冷系统在所述外部环境处于所述某个温度值时的空调负荷量。
在所述步骤S401中，所述空调作用建筑数据及所述环境历史天气数据用于作为历史样本数据，所述空调历史负荷数据用于作为与所述历史样本数据绑定的历史标签数据，如此所述空调负荷预测模型可以但不限于基于所述历史样本数据和所述历史标签数据，通过应用诸如BP神经网络算法等机器学习算法常规训练并率定建模得到。
S402.将所述高温时段的温度下限值输入所述空调负荷预测模型，输出得到所述中央空调制冷系统在所述外部环境处于所述温度下限值时的空调负荷量。
在所述步骤S402中，所述温度下限值举例为32摄氏度。
S403.根据所述中央空调制冷系统在所述外部环境处于所述温度下限值时的空调负荷量，确定针对所述外部环境处于所述高温时段的虚拟电厂负荷响应量并予以上报。
S5.将所述中央空调制冷系统的出水温度初次调节为与所述整体用电功率目标值匹配的出水温度设置值，并启动第一计时器。
S6.根据与所述整体用电功率目标值匹配的至少一个调温间隔时长，按照如下方式定时调节所述中央空调制冷系统的出水温度：依次针对在至少一个出水温度设置值中的各个出水温度设置值，在所述第一计时器的计时值达到对应的调温间隔时长时，将所述中央空调制冷系统的出水温度调节为对应设置值，然后重启所述第一计时器，其中，与所述整体用电功率目标值匹配的至少一个调温间隔时长与所述至少一个出水温度设置值一一对应。
在所述步骤S6中，由于通过分析冷机性能和空调系统运行规律，可以看出空调机组输出功率是受供回水温度变化与流量变化影响，而回水温度判断时间存在滞后性，因此本实施例正是利用此点，通过调整出水温度来调整冷机输出功率，并在一定时间范围内使冷机功率维持在一个所需要的设定值，达到负荷调峰效果。为了是在保证末端空调房间舒适度的情况下使冷机功率维持在一个所需要的设定值，优选的，将所述中央空调制冷系统的出水温度调节为对应设置值，然后重启所述第一计时器，包括但不限于有：先判断所述中央空调制冷系统的当前整体用电功率是否超过所述整体用电功率目标值与所述预设倍数的积，若是，则将所述中央空调制冷系统的出水温度调节为对应设置值，然后重启所述第一计时器，否则直接重启所述第一计时器。
考虑所述调温变化数据模型的建模步骤S1～S3需要耗费大量的测试时间，为了实现向其它相似系统分享该调温变化数据模型的目的，优选的，在构建得到所述中央空调制冷系统的调温变化数据模型之后，所述方法还包括但不限于有如下步骤S71～S74。
S71.判断另一中央空调制冷系统是否与所述中央空调制冷系统相似。
在所述步骤S71中，可以但不限于具体从诸如气候区域、建筑业态、主机及配套设备类型及型号、系统所负担末端的数量、类型和服务区域的高度及宽度值等多维度特征数据来常规分类或判断所述另一中央空调制冷系统是否与所述中央空调制冷系统相似。
S72.若是，则在所述外部环境处于所述高温时段时，将所述另一中央空调制冷系统的另一整体用电功率目标值输入所述调温变化数据模型，输出得到与所述另一整体用电功率目标值匹配的出水温度设置值以及至少一个调温间隔时长。
S73.将所述另一中央空调制冷系统的出水温度初次调节为与所述另一整体用电功率目标值匹配的出水温度设置值，并启动第二计时器；
S74.根据与所述另一整体用电功率目标值匹配的至少一个调温间隔时长，按照如下方式定时调节所述另一中央空调制冷系统的出水温度：依次针对在至少一个出水温度设置值中的各个出水温度设置值，在所述第二计时器的计时值达到对应的调温间隔时长时，将所述另一中央空调制冷系统的出水温度调节为对应设置值，然后重启所述第二计时器，其中，与所述另一整体用电功率目标值匹配的至少一个调温间隔时长与所述至少一个出水温度设置值一一对应。
前述步骤S72～S74的具体细节可参见前述步骤S4～S6常规推导得到，于此不再赘述。
由此基于前述步骤S1～S6所描述的中央空调制冷系统负荷柔性调节方法，提供了一种所需参数较少且调控方式较简单的空调负荷调峰技术新方案，即先在外部环境处于高温时段时构建得到中央空调制冷系统的调温变化数据模型，然后将所述中央空调制冷系统的整体用电功率目标值输入所述调温变化数据模型，输出得到与所述整体用电功率目标值匹配的出水温度设置值以及至少一个调温间隔时长，再然后将所述中央空调制冷系统的出水温度初次调节为与所述整体用电功率目标值匹配的出水温度设置值，最后根据所述至少一个调温间隔时长，定时调节中央空调制冷系统的出水温度，如此可通过调整出水温度来调整冷机输出功率，并在一定时间范围内使冷机功率维持在一个所需要的设定值，达到负荷调峰效果，便于实际应用和推广。
如图2所示，本实施例第二方面提供了一种实现第一方面所述的中央空调制冷系统负荷柔性调节方法的虚拟装置，包括有依次通信连接的第一调控测试模块、第二调控测试模块、数据模型构建模块、功率目标匹配模块、水温初次调节模块和水温定时调节模块；
所述第一调控测试模块，用于在外部环境处于高温时段时，对中央空调制冷系统进行第一轮空调柔性调控测试，得到与所述中央空调制冷系统的且按照从小到大顺序依次排列的M个出水温度设置值一一对应的M 个整体用电功率值，其中，M表示大于等于3的正整数；
所述第二调控测试模块，用于针对在所述M个整体用电功率值中的第m+1个整体用电功率值，在所述外部环境处于所述高温时段时对所述中央空调制冷系统进行第二轮空调柔性调控测试，得到对应的M-m个调温间隔时长，其中，m表示小于M的正整数，所述调温间隔时长是指在调温至某个出水温度设置值后起至为使整体用电功率维持在对应整体用电功率值左右而需要再次升温调节的时间间隔，所述M-m个调温间隔时长与从在所述M个出水温度设置值中的第m+1个出水温度设置值到末尾出水温度值的M-m个出水温度设置值一一对应；
所述数据模型构建模块，用于根据所述M个出水温度设置值与所述M 个整体用电功率值的一一对应关系和所述第m+1个整体用电功率值与所述M-m个调温间隔时长的对应关系，构建得到所述中央空调制冷系统的调温变化数据模型，其中，所述调温变化数据模型用于在输入某个整体用电功率值后，输出与所述某个整体用电功率值匹配的出水温度设置值以及至少一个调温间隔时长；
所述功率目标匹配模块，用于在所述外部环境处于所述高温时段时，将所述中央空调制冷系统的整体用电功率目标值输入所述调温变化数据模型，输出得到与所述整体用电功率目标值匹配的出水温度设置值以及至少一个调温间隔时长；
所述水温初次调节模块，用于将所述中央空调制冷系统的出水温度初次调节为与所述整体用电功率目标值匹配的出水温度设置值，并启动第一计时器；
所述水温定时调节模块，用于根据与所述整体用电功率目标值匹配的至少一个调温间隔时长，按照如下方式定时调节所述中央空调制冷系统的出水温度：依次针对在至少一个出水温度设置值中的各个出水温度设置值，在所述第一计时器的计时值达到对应的调温间隔时长时，将所述中央空调制冷系统的出水温度调节为对应设置值，然后重启所述第一计时器，其中，与所述整体用电功率目标值匹配的至少一个调温间隔时长与所述至少一个出水温度设置值一一对应。
本实施例第二方面提供的前述装置的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见第一方面所述的中央空调制冷系统负荷柔性调节方法，于此不再赘述。
如图3所示，本实施例第三方面提供了一种执行如第一方面所述的中央空调制冷系统负荷柔性调节方法的计算机设备，包括有依次通信连接的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如第一方面所述的中央空调制冷系统负荷柔性调节方法。具体举例的，所述存储器可以但不限于包括随机存取存储器（Random-Access Memory，RAM）、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、闪存（Flash Memory）、先进先出存储器（First Input FirstOutput，FIFO）和/或先进后出存储器（First Input Last Output，FILO）等等；所述处理器可以但不限于采用型号为STM32F105系列的微处理器。此外，所述计算机设备还可以但不限于包括有电源模块、显示屏和其它必要的部件。
本实施例第三方面提供的前述计算机设备的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见第一方面所述的中央空调制冷系统负荷柔性调节方法，于此不再赘述。
本实施例第四方面提供了一种存储包含如第一方面所述的中央空调制冷系统负荷柔性调节方法的指令的计算机可读存储介质，即所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如第一方面所述的中央空调制冷系统负荷柔性调节方法。其中，所述计算机可读存储介质是指存储数据的载体，可以但不限于包括软盘、光盘、硬盘、闪存、优盘和/或记忆棒(Memory Stick)等计算机可读存储介质，所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络或者其他可编程装置。
本实施例第四方面提供的前述计算机可读存储介质的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见如第一方面所述的中央空调制冷系统负荷柔性调节方法，于此不再赘述。
本实施例第五方面提供了一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行如第一方面所述的中央空调制冷系统负荷柔性调节方法。其中，所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络或者其他可编程装置。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种中央空调制冷系统负荷柔性调节方法，其特征在于，包括：
在外部环境处于高温时段时，对中央空调制冷系统进行第一轮空调柔性调控测试，得到与所述中央空调制冷系统的且按照从小到大顺序依次排列的M个出水温度设置值一一对应的M 个整体用电功率值，其中，M表示大于等于3的正整数；
针对在所述M个整体用电功率值中的第m+1个整体用电功率值，在所述外部环境处于所述高温时段时对所述中央空调制冷系统进行第二轮空调柔性调控测试，得到对应的M-m个调温间隔时长，其中，m表示小于M的正整数，所述调温间隔时长是指在调温至某个出水温度设置值后起至为使整体用电功率维持在对应整体用电功率值左右而需要再次升温调节的时间间隔，所述M-m个调温间隔时长与从在所述M个出水温度设置值中的第m+1个出水温度设置值到末尾出水温度值的M-m个出水温度设置值一一对应；
根据所述M个出水温度设置值与所述M 个整体用电功率值的一一对应关系和所述第m+1个整体用电功率值与所述M-m个调温间隔时长的对应关系，构建得到所述中央空调制冷系统的调温变化数据模型，其中，所述调温变化数据模型用于在输入某个整体用电功率值后，输出与所述某个整体用电功率值匹配的出水温度设置值以及至少一个调温间隔时长；
在所述外部环境处于所述高温时段时，将所述中央空调制冷系统的整体用电功率目标值输入所述调温变化数据模型，输出得到与所述整体用电功率目标值匹配的出水温度设置值以及至少一个调温间隔时长；
将所述中央空调制冷系统的出水温度初次调节为与所述整体用电功率目标值匹配的出水温度设置值，并启动第一计时器；
根据与所述整体用电功率目标值匹配的至少一个调温间隔时长，按照如下方式定时调节所述中央空调制冷系统的出水温度：依次针对在至少一个出水温度设置值中的各个出水温度设置值，在所述第一计时器的计时值达到对应的调温间隔时长时，将所述中央空调制冷系统的出水温度调节为对应设置值，然后重启所述第一计时器，其中，与所述整体用电功率目标值匹配的至少一个调温间隔时长与所述至少一个出水温度设置值一一对应。
2.根据权利要求1所述的中央空调制冷系统负荷柔性调节方法，其特征在于，在外部环境处于高温时段时，对中央空调制冷系统进行第一轮空调柔性调控测试，得到与所述中央空调制冷系统的且按照从小到大顺序依次排列的M个出水温度设置值一一对应的M 个整体用电功率值，包括：
获取所述中央空调制冷系统的且按照从小到大顺序依次排列的M个出水温度设置值，其中，M表示大于等于3的正整数；
根据所述M个出水温度设置值，在外部环境处于高温时段时按照如下步骤S121～S125对所述中央空调制冷系统进行第一轮空调柔性调控测试：
S121.将所述中央空调制冷系统的出水温度初始化为在所述M个出水温度设置值中的首个出水温度设置值，然后执行步骤S122；
S122.在初始化后起至第一预设时长时，记录与所述首个出水温度设置值对应的整体用电功率值，然后执行步骤S123；
S123.在初始化后起至第二预设时长时，将数值k初始化为2，然后执行步骤S124，其中，所述第二预设时长大于所述第一预设时长；
S124.将所述中央空调制冷系统的出水温度升温调节为在所述M个出水温度设置值中的第k个出水温度设置值，并在升温调节后起至所述第一预设时长时，记录与所述第k个出水温度设置值对应的整体用电功率值，然后执行步骤S125；
S125.使k自加1，然后若k小于等于M，则在升温调节后起至第三预设时长时，返回执行步骤S124。
3.根据权利要求1所述的中央空调制冷系统负荷柔性调节方法，其特征在于，针对在所述M个整体用电功率值中的第m+1个整体用电功率值，在所述外部环境处于所述高温时段时对所述中央空调制冷系统进行第二轮空调柔性调控测试，得到对应的M-m个调温间隔时长，包括：
设m表示小于M的正整数，然后针对在所述M个整体用电功率值中的第m+1个整体用电功率值，在所述外部环境处于所述高温时段时按照如下步骤S211～S214对所述中央空调制冷系统进行第二轮空调柔性调控测试：
S211.将所述中央空调制冷系统的出水温度初始化为在所述M个出水温度设置值中的首个出水温度设置值，然后执行步骤S212；
S212.在初始化后起至第四预设时长时，初始化n=1，并将所述中央空调制冷系统的出水温度升温调节为在所述M个出水温度设置值中的且与所述第m+1个整体用电功率值对应的第m+1个出水温度设置值，然后执行步骤S213；
S213.在升温调节后起至整体用电功率超过所述第m+1个整体用电功率值与预设倍数的积数时，将在升温调节后起至当前时刻的时长记录为与所述第m+1个整体用电功率值对应的第n个调温间隔时长，然后执行步骤S214；
S214.使n自加1，然后若m+n小于等于M，则将所述中央空调制冷系统的出水温度升温调节为在所述M个出水温度设置值中的第m+n个出水温度设置值，然后执行步骤S213。
4.根据权利要求1所述的中央空调制冷系统负荷柔性调节方法，其特征在于，在将所述中央空调制冷系统的整体用电功率目标值输入所述调温变化数据模型之前，所述方法还包括：
根据针对所述外部环境处于所述高温时段而上报的虚拟电厂负荷响应量，确定所述中央空调制冷系统的整体用电功率目标值，其中，所述虚拟电厂负荷响应量是指当电力公司确定好在预定时段内的调峰或者调谷的电量并发布后，省电力需求侧管理平台内的电力用户自己预计的可节省电量。
5.根据权利要求4所述的中央空调制冷系统负荷柔性调节方法，其特征在于，在根据针对所述外部环境处于所述高温时段而上报的虚拟电厂负荷响应量，确定所述中央空调制冷系统的整体用电功率目标值之前，所述方法还包括：
根据空调作用建筑数据、空调历史负荷数据以及环境历史天气数据，构建空调负荷预测模型，其中，所述空调作用建筑数据是指被所述中央空调制冷系统作用的建筑的信息数据，所述空调历史负荷数据是指所述中央空调制冷系统的历史负荷数据，所述环境历史天气数据是指与所述空调历史负荷数据同期的所述外部环境的天气数据，所述空调负荷预测模型用于在输入某个温度值后，输出所述中央空调制冷系统在所述外部环境处于所述某个温度值时的空调负荷量；
将所述高温时段的温度下限值输入所述空调负荷预测模型，输出得到所述中央空调制冷系统在所述外部环境处于所述温度下限值时的空调负荷量；
根据所述中央空调制冷系统在所述外部环境处于所述温度下限值时的空调负荷量，确定针对所述外部环境处于所述高温时段的虚拟电厂负荷响应量并予以上报。
6.根据权利要求1所述的中央空调制冷系统负荷柔性调节方法，其特征在于，在构建得到所述中央空调制冷系统的调温变化数据模型之后，所述方法还包括：
判断另一中央空调制冷系统是否与所述中央空调制冷系统相似；
若是，则在所述外部环境处于所述高温时段时，将所述另一中央空调制冷系统的另一整体用电功率目标值输入所述调温变化数据模型，输出得到与所述另一整体用电功率目标值匹配的出水温度设置值以及至少一个调温间隔时长；
将所述另一中央空调制冷系统的出水温度初次调节为与所述另一整体用电功率目标值匹配的出水温度设置值，并启动第二计时器；
根据与所述另一整体用电功率目标值匹配的至少一个调温间隔时长，按照如下方式定时调节所述另一中央空调制冷系统的出水温度：依次针对在与所述另一整体用电功率目标值匹配的至少一个调温间隔时长中的各个调温间隔时长，在所述第二计时器的计时值达到对应时长时，将所述另一中央空调制冷系统的出水温度调节为对应的出水温度设置值，然后重启所述第二计时器。
7.根据权利要求1所述的中央空调制冷系统负荷柔性调节方法，其特征在于，所述高温时段是指外部环境温度大于等于32摄氏度的时段，所述M个出水温度设置值中的任意两个相邻出水温度设置值相差1摄氏度。
8.一种中央空调制冷系统负荷柔性调节装置，其特征在于，包括有依次通信连接的第一调控测试模块、第二调控测试模块、数据模型构建模块、功率目标匹配模块、水温初次调节模块和水温定时调节模块；
所述第一调控测试模块，用于在外部环境处于高温时段时，对中央空调制冷系统进行第一轮空调柔性调控测试，得到与所述中央空调制冷系统的且按照从小到大顺序依次排列的M个出水温度设置值一一对应的M 个整体用电功率值，其中，M表示大于等于3的正整数；
所述第二调控测试模块，用于针对在所述M个整体用电功率值中的第m+1个整体用电功率值，在所述外部环境处于所述高温时段时对所述中央空调制冷系统进行第二轮空调柔性调控测试，得到对应的M-m个调温间隔时长，其中，m表示小于M的正整数，所述调温间隔时长是指在调温至某个出水温度设置值后起至为使整体用电功率维持在对应整体用电功率值左右而需要再次升温调节的时间间隔，所述M-m个调温间隔时长与从在所述M个出水温度设置值中的第m+1个出水温度设置值到末尾出水温度值的M-m个出水温度设置值一一对应；
所述数据模型构建模块，用于根据所述M个出水温度设置值与所述M 个整体用电功率值的一一对应关系和所述第m+1个整体用电功率值与所述M-m个调温间隔时长的对应关系，构建得到所述中央空调制冷系统的调温变化数据模型，其中，所述调温变化数据模型用于在输入某个整体用电功率值后，输出与所述某个整体用电功率值匹配的出水温度设置值以及至少一个调温间隔时长；
所述功率目标匹配模块，用于在所述外部环境处于所述高温时段时，将所述中央空调制冷系统的整体用电功率目标值输入所述调温变化数据模型，输出得到与所述整体用电功率目标值匹配的出水温度设置值以及至少一个调温间隔时长；
所述水温初次调节模块，用于将所述中央空调制冷系统的出水温度初次调节为与所述整体用电功率目标值匹配的出水温度设置值，并启动第一计时器；
所述水温定时调节模块，用于根据与所述整体用电功率目标值匹配的至少一个调温间隔时长，按照如下方式定时调节所述中央空调制冷系统的出水温度：依次针对在至少一个出水温度设置值中的各个出水温度设置值，在所述第一计时器的计时值达到对应的调温间隔时长时，将所述中央空调制冷系统的出水温度调节为对应设置值，然后重启所述第一计时器，其中，与所述整体用电功率目标值匹配的至少一个调温间隔时长与所述至少一个出水温度设置值一一对应。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括有依次通信连接的存储器、处理器和收发器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述收发器用于收发消息，所述处理器用于读取所述计算机程序，执行如权利要求1～7中任意一项所述的中央空调制冷系统负荷柔性调节方法。
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指令，当所述指令在计算机上运行时，执行如权利要求1～7中任意一项所述的中央空调制冷系统负荷柔性调节方法。
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| CN202311559487.2A CN117267910B (zh) | 2023-11-22 | 2023-11-22 | 中央空调制冷系统负荷柔性调节方法、装置、设备及介质 |
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