CN117760028A - 一种地铁环控节能系统及其控制方法 - Google Patents
一种地铁环控节能系统及其控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117760028A CN117760028A CN202311772633.XA CN202311772633A CN117760028A CN 117760028 A CN117760028 A CN 117760028A CN 202311772633 A CN202311772633 A CN 202311772633A CN 117760028 A CN117760028 A CN 117760028A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- chilled water
- water
- frequency
- temperature
- contactor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 title claims abstract description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 243
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 15
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 claims description 9
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 claims description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 7
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 claims description 7
- 230000009191 jumping Effects 0.000 description 15
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 238000013075 data extraction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- YHXISWVBGDMDLQ-UHFFFAOYSA-N moclobemide Chemical compound C1=CC(Cl)=CC=C1C(=O)NCCN1CCOCC1 YHXISWVBGDMDLQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Air Conditioning Control Device (AREA)
Abstract
本申请提供了一种地铁环控节能系统及其控制方法,包括:冷水机组、冷冻水泵、变频器、KM1接触器、KM2接触器、终端控制设备;变频器设置在冷水机组和冷冻水泵之间形成的连接线路上,KM1接触器和KM2接触器形成冗余结构,并设置在连接线路上;KM1接触器、KM2接触器、冷水机组和变频器设备与终端控制设备保持远程通信,终端控制设备用以远程控制KM1接触器、KM2接触器的启闭;响应于系统处于变频模式,终端控制设备控制KM1接触器动作,以控制变频器设备所在线路通断,进而控制冷冻水泵的启停;响应于系统处于工频模式,终端控制设备控制KM2接触器动作,以控制冷冻水泵的备用启停。本申请可在满足地铁车站的环境需求下,实现节能目标。
Description
技术领域
本申请属于地铁环控节能技术领域,尤其涉及一种地铁环控节能系统及其控制方法。
背景技术
地铁环控系统用电是仅次于地铁牵引用电,其用电量占比约占整个地铁系统中的35%。随着国家经济水平的快速提升,人们对能源效率和社会环境可持续性的关注也在不断增加。为了提高地铁环控系统的能源利用率,不但新建的车站开始设计增加了环控节能系统,而且许多既有的车站已经开始进行环控系统节能改造。这些改造的目标是优化现有的系统,使其更加节能和环保。
对于既有线的车站环控系统,由于设计时间早,可能存在设计不合理、施工不规范等问题;同时,既有线的车站环控系统设备众多、设备运行时间长,大规模的系统改造会增加改造难度和改造成本,极大的制约了地铁环控系统的有效更新迭代。
发明内容
有鉴于此,本申请旨在提出一种地铁环控节能系统及其控制方法,以解决大规模的系统改造导致改造难度和改造成本增加的问题。
为达到上述目的,本申请的技术方案是这样实现的:
第一方面,本申请提供了一种地铁环控节能系统,包括:
冷水机组、冷冻水泵、变频器、KM1接触器、KM2接触器、终端控制设备;
所述变频器设置在所述冷水机组和所述冷冻水泵之间形成的连接线路上,所述KM1接触器和所述KM2接触器形成冗余结构,并设置在所述连接线路上;
所述KM1接触器、所述KM2接触器、所述冷水机组和所述变频器设备与所述终端控制设备保持远程通信,所述终端控制设备用以远程控制所述KM1接触器、所述KM2接触器的启闭;
响应于所述系统处于变频模式,所述终端控制设备控制所述KM1接触器动作,以控制所述变频器设备所在线路通断,进而控制所述冷冻水泵的启停;
响应于所述系统处于工频模式,所述终端控制设备控制所述KM2接触器动作,以控制所述冷冻水泵的备用启停。
第二方面,基于同一发明构思,本申请还提供了一种地铁环控节能控制方法,应用如第一方面所述的一种地铁环控节能系统,所述控制方法包括:
响应于检测到地铁站台、站厅以及设备房环境温度增加或降低,执行预先设定好的节能控制策略,控制冷水机组的出水温度或冷冻水泵的运行频率,进而调节地铁室内环境温度满足预设的阈值。
相对于现有技术,本申请所述的一种地铁环控节能系统及其控制方法具有以下有益效果:
本申请所述的一种地铁环控节能系统及其控制方法在不改变原有环控系统连锁控制逻辑的基础上,以最小代价实现环控系统的节能控制,本申请通过对地铁车站环境监测,实现对冷冻水变流量控制和冷水机组出水温度变温控制,最终达到满足地铁车站环境需求下实现节能目标。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解,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为本申请实施例所述的一种地铁环控节能系统结构示意图;
图2为本申请实施例所述的服务器各模块运行流程图;
图3为本申请实施例所述的智能控制算法运行流程图;
图4为本申请实施例所述的智能控制算法停止流程图;
图5为本申请实施例所述的节能系统开机流程图;
图6为本申请实施例所述的节能系统关机流程图;
图7为本申请实施例所述的节能系统工频模式切换到变频模式流程图;
图8为本申请实施例所述的节能系统变频模式切换到工频模式流程图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本申请进一步详细说明。
需要说明的是,除非另外定义,本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
请参阅图1和图2所示,本实施例提供了一种地铁环控节能系统,包括:
冷水机组、冷冻水泵、变频器、KM1接触器、KM2接触器、终端控制设备;
变频器设置在冷水机组和冷冻水泵之间形成的连接线路上,KM1接触器和KM2接触器形成冗余结构,并设置在连接线路上;
KM1接触器、KM2接触器、冷水机组和变频器设备与终端控制设备保持远程通信,终端控制设备用以远程控制KM1接触器、KM2接触器的启闭;
响应于系统处于变频模式,终端控制设备控制KM1接触器动作,以控制变频器设备所在线路通断,进而控制冷冻水泵的启停;
响应于系统处于工频模式,终端控制设备控制KM2接触器动作,以控制冷冻水泵的备用启停。
具体地,在本实施例中,根据变频器设备的功能特点,在冷水机组和冷冻水泵之间增加变频器设备的设计图如图1所示,通过变频器输出电源控制冷冻水泵运行,可以显著的减少冷冻水泵的能源消耗,实现节能目的。
在原先电路中,切断连线,增加KM1、KM2接触器,其中KM1接触器控制变频器设备,让变频器设备接通电源,之后可以对变频器设备进行控制,输出相应频率的电源,启动冷冻水泵,使系统处于变频模式。KM2用于接通旁路,将变频器控制冷冻水泵切换为原先的直接由冷水机组控制冷冻水泵的工频模式。
KM2旁路是用于当变频器设备出现故障,无法控制冷冻水泵启停的时候备用,确保冷水机组和冷冻水泵之间持续稳定运行。
本实施例所述的一种地铁环控节能系统在不改变原有环控系统连锁控制逻辑的基础上,以最小代价实现环控系统的节能控制,本申请通过对地铁车站环境监测,实现对冷冻水变流量控制和冷水机组出水温度变温控制,最终达到满足地铁车站环境需求下实现节能目标。
在一些实施方式中,终端控制设备包括PLC设备和服务器,服务器用于对PLC设备的数据下发和控制命令转发;
PLC设备还连接有温湿度传感器、CO2传感器、流量传感器和水温传感器。
变频器设备通信是与新增设备PLC之间进行,冷水机组启动、停止和温度设置的通信也是与PLC设备之间进行,均为ModBus 485通信协议。新增站台、站厅以及设备房环境温湿度传感器和CO2传感器,用于监测环境温湿度。为了尽量不影响原水管结构,新增水温传感器和水流量传感器,均为外壁式,改进了传统环控节能系统传感器使用形式,采用管内式安装水温传感器和流量传感器,不需要对原先管道进行破坏。
需要说明的是,上述温湿度传感器、CO2传感器、水温传感器和水流量传感器均走硬线连接,所有的数据和控制命令转发均由PLC设备向服务器上级转发。
本申请通过对冷水机组和冷冻水泵之间连锁控制的情形进行节能改造,增加变频器,并增加相关回路控制程序,同时通过通信接口实现对冷水机组相关参数读取和控制,实现既有线车站环控系统节能改造。
首先通过变频器输出电源控制冷冻泵运行,可以显著的减少冷冻泵的能源消耗,实现节能目的。
其次增加与冷水机组的通信接口,能够实时掌握冷水机组的运行状况,并能替换部分人工操作的控制指令,增加系统的智能控制水平,减少人为干预的工作量。
最后增加水温传感器对冷冻水回水温度和冷冻水出水温度及温差进行水系统监测,以及车站内温湿度传感器监测,通过智能控制算法生成相应控制策略(如图3和图4所示),能够实时分析冷冻水泵不同频率下以及冷水机组不同工况下的运行效率,为算法设置冷水机组的工作参数以及冷冻水泵的运行频率提供数据支撑,从整体上协调冷冻水水泵和冷水机组的运行状态,实现最优节能。
进一步地,本实施例所述的服务器上部署有各运行模块,其具体功能如下:
采集模块,用于生成实时采集任务,地铁中实时采集任务包括站台、站厅以及设备房温湿度传感器和CO2传感器,水温传感器,冷冻水泵,变频器,水流量传感器,冷水机组电表,冷冻水泵电表的实时数据。采集模块主要是向PLC设备获取上述设备的数据,主要是用于生成采集任务。
通信模块,用于与PLC等终端设备进行通信,具有能够将采集任务生成对应通信规约报文的能力,然后将通信规约报文发送到PLC等终端设备,并能接受PLC等终端设备返回的报文。
数据处理模块,用于处理从通信模块获取并处理PLC等终端设备返回的通信报文模块,解析不同的设备返回数据,并将数据按照数据清洗、数据转化、数据抽取、数据合并、数据计算等处理方法,将各种原始数据加工成为数据分析所要求的样式。
监测模块,用于监测地铁站台、站厅以及设备房的温湿度情况,以及设备运行状态。当监测到温湿度数据出现超出设定范围后,启动算法分析模块进行分析并执行节能策略。当监测到设备运行异常时候,会弹出系统告警界面,让维护人员及时处理。
算法分析模块,根据内置人工智能算法模型分析温湿度超限时刻及之前的数据,进行节能策略的生成并调用算法控制模块,实现相关设备控制。该智能算法控制冷冻水系统温度和流量,实现对站台、站厅以及设备房环境温湿度调节。
算法控制模块。接收到算法分析模块分析出的设备控制参数,并根据不同设备的对应的控制方式和地址,生成相关控制指令,之后将该控制指令发送到通信模块,生成控制报文,下发到所需控制设备,实现设备控制调节,主要是通过PID算法实现上述冷冻水泵频率和冷水机组出水温度设置,完成设备节能调控过程。
地铁中实时采集任务包括站台、站厅以及设备房温湿度传感器和CO2传感器,水温传感器,冷冻泵变频器,水流量传感器,冷水机组电表,冷冻泵电表的实时数据。采集模块主要是向PLC设备获取上述设备的数据,主要是用于生成采集任务。
在环控系统中增加服务器设备,在该设备中部署智能控制算法,该智能控制算法通过获取PLC转发过来的站台、站厅以及设备房的温湿度传感器和CO2传感器数据,获知当前车站中的环境状况;该智能算法通过与PLC通信,获取冷冻水出水温度和回水温度以及水流量的监测;该智能算法通过与PLC通信,实现让PLC对KM1、KM2接触器控制,包含断开和合闸两种操作;该服务器通过与PLC通信,实现让PLC对冷水机组当前状态以及启停控制和温度控制。
开机流程:如图5所示为冷水机组与冷冻泵增加变频器的开机逻辑。在原先冷水机组检测水流量超时前,需要启动变频器设备。
S101接通总电源开关;
S102开启冷水机组,按下冷水机组控制面板;
S103闭合KM1,断开KM2;通过程序下发命令使KM1线圈闭合,并且同时下发命令使线圈KM2断开;
S104判断时间T内KM1线圈状态是否处于闭合状态。当KM1处于闭合时候跳到步骤S105上运行。当KM1处于断开的时候跳到S112上运行;
S105通过PLC与变频器之间通信状态判断此时变频器通信状态是否正常。当变频器通信状态正常时候,跳到步骤S106上运行,否则系统输出变频器告警信息,并跳到步骤S112上运行;
S106 PLC下发命令设置变频器运行频率50HZ;
S107 PLC下发开启变频器命令;
S108判断变频器输出状态是否为50HZ,此时通过PLC读取变频器的反馈值来判断,当变频器的工作状态为50HZ时候,跳到步骤S109上运行,否则跳到步骤S115运行;
S109 PLC下发命令设置冷水机组初始供水温度;
S110执行智能控制算法;
S111根据环境因素变化动态调节变频器频率和冷水机组供水温度,不断进行此步骤运行;
S112下发命令闭合KM2线圈,断开KM1线圈,此时使电路保持在旁路工频状态;
S113冷冻泵工作在50HZ定频工作状态;
S114 PLC下发命令设置冷水机组初始供水温度,不执行智能控制算法;
S115变频器故障;
S116下发KM2闭合命令,KM1断开命令;
S117旁路状态运行,工频50HZ导通冷冻水泵;
S118 PLC下发停止变频器运行命令;
S118系统输出变频器告警信息,跳到步骤S114。
关机流程:图6中为冷水机组与冷冻水泵增加变频器的关机逻辑。在原先的冷水机组关机逻辑中,冷水机组停止运行后,在定时时间后才断开冷冻水泵运行。当冷水机组和冷冻水泵之间增加了变频器后,为了正常启停变频器,需要在变频器电源被断开前,接收到系统的停止命令,关闭变频器。当变频器停止运行后,下面接的冷冻水泵被断开电源,冷冻水泵停止运行。当冷水机组关闭后定时时间到了后,冷水机组控制系统断开变频器的电路,变频器失电。
S201 PLC下冷水机组关闭命令;
S202 PLC通过不断读取冷水机组的状态信息检测冷水机组运行状态;
S202当时间T5内冷机停止运行,跳到步骤S203,否则跳到步骤S206;
S203 PLC读取KM1线圈的状态,判断此时KM1是否闭合状态;当KM1是闭合状态时,跳到步骤S204中运行,否则跳到步骤S210;
S204 PLC下发变频器停止运行命令;
S205冷冻水泵因电源断开而停止运行;
S206系统产生冷机故障告警;
S207工作人员看到告警会进行人工干预;
S208手动关闭冷水机组;
S209冷冻水泵因冷水机组关闭后级联电路电源断开而停止运行;
S210断开KM2,即断开旁路,停止工频运行,跳到步骤S205。
工频模式切换变频模式流程:图7中为冷水机组与冷冻水泵之间的工频切换到变频模式过程。
S301 PLC下发工频模式切换变频模式命令;
S302 PLC读取变频器的工作状态信息,判断变频器是否正常,当变频器正常运行时,跳到步骤S303,否则跳到S312;
S303 PLC发送变频器停止运行命令;
S304 PLC发送命令断开KM2线圈,闭合KM1线圈;
S305当时间T7内KM1线圈闭合时,跳到线圈S306,否则跳到步骤S312;
S306 PLC下发设置变频器频率50HZ命令;
S307 PLC启动变频器;
S308冷冻水泵电路导通,冷冻水泵运行;
S309 PLC设置冷水机组初始供水温度;
S310执行智能控制算法;
S311根据环境因素变化动态调节变频器频率和冷水机组供水温度。不断进行此步骤运行;
S312发出告警;
S313人工干预;
S314手动设置变频器频率。
变频模式切换工频流程:图8中为冷水机组与冷冻水泵之间的变频切换到工频模式过程。
S401系统人机交互界面下发变频模式切换工频模式命令;
S402 PLC下发变频器停止运行命令;
S403当时间T8内变频器停止运行,跳到步骤S407,否则跳到步骤S404;
S404发出告警;
S405人工干预;
S406手动关闭变频器,跳到步骤S407中;
S407 PLC下发断开KM1线圈,闭合KM2线圈命令;
S408接通冷冻水泵电路;
S409冷水机组运行在额定供水温度;
基于同一发明构思,与上述任意实施例方法相对应的,本申请的实施例还提供了一种地铁环控节能控制方法,所述控制方法包括:
响应于检测到地铁站台、站厅以及设备房环境温度增加或降低,执行预先设定好的节能控制策略,控制冷水机组的出水温度或冷冻水泵的运行频率,进而调节地铁室内环境温度满足预设的阈值。
在一些实施方式中,响应于检测到地铁站台、站厅以及设备房环境温度增加,基于节能控制策略选择如下操作:
保持冷水机组的出水温度不变,增加冷冻水泵的运行频率,以增大冷冻水循环水流量,使站台、站厅以及设备房换热的冷量增加,进而降低室内环境温度;或,
保持冷冻水泵运行频率不变,降低冷水机组出水温度设置,在冷冻水流量不变的情况下,使站台、站厅以及设备房换热的冷量增加,进而降低室内环境温度;或,
降低冷水机组出水温度,并且增加冷冻水泵运行频率,以增大冷冻水流量以及降低冷冻水水温,使站台、站厅以及设备房换热的冷量增加,进而降低室内环境温度。
在一些实施方式中,响应于检测到地铁站台、站厅以及设备房环境温度降低,基于节能控制策略选择如下操作:
保持冷水机组出水温度不变,降低冷冻水泵运行频率,以增大冷冻水循环水流量,使站台、站厅以及设备房换热的冷量减少,进而升高室内环境温度;或,
保持冷冻水泵运行频率不变,增加冷水机组出水温度设置,在冷冻水流量不变的情况下,使站台、站厅以及设备房换热的冷量减少,进而升高室内环境温度;或,
提高冷水机组出水温度设置,并减少冷冻水泵运行频率,以减少冷冻水流量以及提高冷冻水水温,使站台、站厅以及设备房换热的冷量减少,进而升高室内环境温度。
在一些实施方式中,构建冷水机组模型:
其中,Pchilling为冷水机组运行功率,Qt为系统在t时刻的负荷,为冷水机组冷冻水的进水温度,Gwater为冷冻水流量,k1,k2,k3为拟合系数,k1,k2,k3可以根据现场不同工况的实际数据采用最小二乘法进行拟合求解。
构建冷冻水泵模型:
其中,Ppum为冷冻水泵运行功率,Gwater,Grate为冷冻水泵的实际和额定流量,m0,m1,m2,m3为拟合系数,m0,m1,m2,m3可以根据现场不同工况的实际数据采用最小二乘法进行拟合求解。
建立能耗量最小方程,按照以下公式求取能耗量总和:
求取Ptotal最小值即为智能控制算法要达到的最终效果,其中Qt为系统在t时刻负荷,本申请采用结合历史数据的和时间序列ARIMA算法进行下一阶段负荷预测值,作为一个已知值。因此,需要对水流量Gwater、制冷机组冷冻水的进水温度进行组合,求解使得Ptotal最小值。
利用能耗量最小值情况求解各系数。根据上述2种情况和6种调控情况,智能控制算法中采用粒子群算法和遗传算法相结合,计算Gwater、的不同组合下的能耗量最少的控制方案,通过Gwater计算出当前冷冻水泵的运行频率,通过/>获取冷水机组的进水温度。通过预测的Qt+1时刻的负荷预测值,并依据/>以及/>Gwater计算出冷水机组的出水温度/>
电机转速如公式(1)所示,P为电机极对数,n为电机同步转速,f为供电频率。由公式(4)可知电机的供电频率f与转速成正比关系。
n=60f/p (4)
由公式(4)以及冷冻水泵的相似定律可推导流量与转速公式:
G1/G2=(n1/n2) (5)
故可以得在t时刻冷冻水泵的供电频率为:
其中,Gt为t时刻求出的水流量,G0为在额定供电频率f0下的水流量,为常数。
设备控制。通过设置冷水机组的出水温度,通过ft设置冷冻水泵上的变频器运行频率。
其中,通过判断冷冻水泵频率ft是否超出设备运行频率最大值或最小值范围,将频率限制在该范围内,当超出最大值时,设置此时变频器运行频率在最大值;当小于最小值时,设置此时变频器运行频率在最小值。
通过判断冷水机组出水温度是否超出设备运行温度最大值或最小值范围,将冷冻水出水温度限制在该范围内,当超出最大值时,设置此时冷水机组冷冻水出水温度在最大值;当小于最小值时,设置此时冷水机组冷冻水出水温度在最大值。
通过上述控制方法进行节能改造,可以使地铁环控系统中提供的冷量与地铁室内环境相适应,可以根据当前地铁车站热负荷变化情况自动动态调节,改善地铁车站环境提高人员舒适度。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各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,或者对其中部分或者全部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范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
本申请实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此,凡在本申请实施例的精神和原则之内,所做的任何省略、修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种地铁环控节能系统,其特征在于,包括:
冷水机组、冷冻水泵、变频器、KM1接触器、KM2接触器、终端控制设备;
所述变频器设置在所述冷水机组和所述冷冻水泵之间形成的连接线路上,所述KM1接触器和所述KM2接触器形成冗余结构,并设置在所述连接线路上;
所述KM1接触器、所述KM2接触器、所述冷水机组和所述变频器设备与所述终端控制设备保持远程通信,所述终端控制设备用以远程控制所述KM1接触器、所述KM2接触器的启闭;
响应于所述系统处于变频模式,所述终端控制设备控制所述KM1接触器动作,以控制所述变频器设备所在线路通断,进而控制所述冷冻水泵的启停;
响应于所述系统处于工频模式,所述终端控制设备控制所述KM2接触器动作,以控制所述冷冻水泵的备用启停。
2.根据权利要求1所述的一种地铁环控节能系统,其特征在于,包括:
所述终端控制设备包括PLC设备和服务器,所述服务器用于对所述PLC设备的数据下发和控制命令转发;
所述PLC设备还连接有温湿度传感器、CO2传感器、流量传感器和水温传感器。
3.一种地铁环控节能控制方法,应用如权利要求1至2任意一项所述的一种地铁环控节能系统,所述控制方法包括:
响应于检测到地铁站台、站厅以及设备房环境温度增加或降低,执行预先设定好的节能控制策略,控制冷水机组的出水温度或冷冻水泵的运行频率,进而调节地铁室内环境温度满足预设的阈值。
4.根据权利要求3所述的一种地铁环控节能控制方法,其特征在于:
响应于检测到地铁站台、站厅以及设备房环境温度增加,基于所述节能控制策略选择如下操作:
保持冷水机组的出水温度不变,增加冷冻水泵的运行频率,以增大冷冻水循环水流量,使站台、站厅以及设备房换热的冷量增加,进而降低室内环境温度;或,
保持冷冻水泵运行频率不变,降低冷水机组出水温度设置,在冷冻水流量不变的情况下,使站台、站厅以及设备房换热的冷量增加,进而降低室内环境温度;或,
降低冷水机组出水温度,并且增加冷冻水泵运行频率,以增大冷冻水流量以及降低冷冻水水温,使站台、站厅以及设备房换热的冷量增加,进而降低室内环境温度。
5.根据权利要求3所述的一种地铁环控节能控制方法,其特征在于:
响应于检测到地铁站台、站厅以及设备房环境温度降低,基于所述节能控制策略选择如下操作:
保持冷水机组出水温度不变,降低冷冻水泵运行频率,以增大冷冻水循环水流量,使站台、站厅以及设备房换热的冷量减少,进而升高室内环境温度;或,
保持冷冻水泵运行频率不变,增加冷水机组出水温度设置,在冷冻水流量不变的情况下,使站台、站厅以及设备房换热的冷量减少,进而升高室内环境温度;或,
提高冷水机组出水温度设置,并减少冷冻水泵运行频率,以减少冷冻水流量以及提高冷冻水水温,使站台、站厅以及设备房换热的冷量减少,进而升高室内环境温度。
6.根据权利要求3所述的一种地铁环控节能控制方法,其特征在于,所述节能控制策略包括:
构建冷水机组模型:
其中,Pchilling为冷水机组运行功率,Qt为系统在t时刻的负荷,为冷水机组冷冻水的进水温度,Gwater为冷冻水流量,k1,k2,k3为拟合系数;
构建冷冻水泵模型:
其中,Ppum为冷冻水泵运行功率,Gwater,Grate为冷冻水泵的实际和额定流量,m0,m1,m2,m3为拟合系数;
建立能耗量最小方程,按照以下公式求取能耗量总和:
利用能耗量最小值求解各系数,通过预测的Qt+1时刻的负荷预测值,并依据Gwater计算出冷水机组的出水温度/>
根据所述出水温度设置冷水机组的冷冻水出水温度。
7.根据权利要求6所述的一种地铁环控节能控制方法,其特征在于,所述根据所述出水温度设置冷水机组的冷冻水出水温度,包括:
通过判断冷水机组的出水温度是否超出预设的温度阈值;
响应于所述出水温度大于所述温度阈值的最大值,设置此时的冷水机组冷冻水出水温度为最大值;
响应于所述出水温度小于所述温度阈值的最小值,设置此时的冷水机组的冷冻水出水温度为最小值。
8.根据权利要求6所述的一种地铁环控节能控制方法,其特征在于,还包括:
建立冷冻水泵的供电频率f与转速成正比关系
n=60f/p (4)
由公式(4)以及冷冻水泵的相似定律可得到流量与转速公式:
G1/G2=(n1/n2) (5)
故可得在t时刻冷冻水泵的供电频率为:
其中Gt为t时刻求出的水流量,G0为在额定供电频率f0下的水流量,为常数;
根据所述供电频率设置变频器运行频率。
9.根据权利要求8所述的一种地铁环控节能控制方法,其特征在于,所述根据所述供电频率设置变频器运行频率,包括:
通过判断冷冻水泵供电频率是否超出预设的频率阈值;
响应于所述供电频率大于所述频率阈值的最大值,设置此时的变频器运行频率为最大值;
响应于所述供电频率小于所述频率阈值的最小值,设置此时的变频器运行频率为最小值。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311772633.XA CN117760028A (zh) | 2023-12-21 | 2023-12-21 | 一种地铁环控节能系统及其控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311772633.XA CN117760028A (zh) | 2023-12-21 | 2023-12-21 | 一种地铁环控节能系统及其控制方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117760028A true CN117760028A (zh) | 2024-03-26 |
Family
ID=90315833
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311772633.XA Pending CN117760028A (zh) | 2023-12-21 | 2023-12-21 | 一种地铁环控节能系统及其控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117760028A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118393972A (zh) * | 2024-06-26 | 2024-07-26 | 青岛东湖绿色节能研究院有限公司 | 基于改进遗传算法的地铁场站控制系统及方法 |
-
2023
- 2023-12-21 CN CN202311772633.XA patent/CN117760028A/zh active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118393972A (zh) * | 2024-06-26 | 2024-07-26 | 青岛东湖绿色节能研究院有限公司 | 基于改进遗传算法的地铁场站控制系统及方法 |
CN118393972B (zh) * | 2024-06-26 | 2024-10-18 | 青岛东湖绿色节能研究院有限公司 | 基于改进遗传算法的地铁场站控制系统及方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109059195B (zh) | 用于削减电网负荷峰值的中央空调的控制方法及控制系统 | |
CN105571063B (zh) | 一种浅层地温能能源管理系统及其实现方法 | |
CN117760028A (zh) | 一种地铁环控节能系统及其控制方法 | |
CN101216207B (zh) | 26℃管理中央空调智能节能系统 | |
CN102338448B (zh) | 大型超市中央空调高效节能控制系统 | |
CN105444356A (zh) | 一种中央空调系统的能效优化智能控制系统及其控制方法 | |
CN102374605A (zh) | 一种中央空调水系统自动寻优节能技术及其系统 | |
CN112594904A (zh) | 一种制冷站节能优化控制系统 | |
CN102538133B (zh) | 一种空调运行的控制方法、控制系统及空调智能控制器 | |
CN108168043B (zh) | 中央空调水系统变流量主动节能自控系统 | |
CN102022799B (zh) | 一种用于中央空调器系统的节能控制方法 | |
CN101645602B (zh) | 电力负载节能管控方法及其系统 | |
CN111736509A (zh) | 一种基于物联网的智慧楼宇控制系统 | |
CN2472116Y (zh) | 一种中央空调模糊控制节能装置 | |
CN109028447A (zh) | 一种基于云计算的空调制冷机房智能控制系统以及控制方法 | |
CN110848895A (zh) | 一种非工空调柔性负荷控制方法和系统 | |
CN106288598B (zh) | 基于分布式光伏发电的冷库制冷自动控制系统及方法 | |
CN214536620U (zh) | 地铁车站空调风水协调节能控制装置的网络架构 | |
CN210441402U (zh) | 一种空调系统的自动化控制装置 | |
CN114893886B (zh) | 一种集中式暖通空调综合节能控制系统及其控制方法 | |
CN205692007U (zh) | 智慧能源管理系统 | |
CN105674517A (zh) | 一种用于机房的精密空调节能装置及节能控制方法 | |
CN202254120U (zh) | 大型超市中央空调高效节能控制系统 | |
CN205536392U (zh) | 一种用于机房的精密空调节能装置 | |
CN204373150U (zh) | 中央空调自动化控制装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |