CN201897294U - 一种中央空调冷冻站节能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种中央空调冷冻站节能控制系统，该控制系统是一种具有自学习功能的节能控制系统，包括关联数据库、能耗自寻优控制器、滚动优化控制器、信号采集控制柜、冷却塔控制柜、冷却泵控制柜、冷冻泵控制柜和若干个传感器，通过对中央空调冷冻站内各主要耗电设备进行关联数据库建模，并对关联数据库进行滚动优化，以获得各主要耗电设备间的能耗关联信息，再通过进一步的能耗自寻优过程，获得冷冻站设备运行的优化参数，使整个中央空调冷冻站始终工作在高效节能状态。

Description

一种中央空调冷冻站节能控制系统

技术领域：

本实用新型属于中央空调控制技术领域，特别是涉及一种中央空调冷冻站节能控制系统。

背景技术：

近年来低碳经济发展已经成为一个社会热点，建筑节能受到了前所未有的重视，而中央空调能耗又占据了整个建筑能耗的很大比例，因此，如何降低中央空调系统的能量消耗成为一个重要研究课题。

在中央空调冷冻站系统中，水泵的变频节能技术目前已被较多地应用，作为一种离心设备，水泵的功耗与转速的三次方成正比，因此通过变频器来调节水泵转速对降低水系统的能耗意义重大。此外，变频离心式冷水机组也在国内外也有了一些应用案例，在部分负荷状态下通过对离心式冷水机组的变频运行，能够达到明显的节能效果。

由于冷冻站系统需要控制的输入变量和输出变量众多，且具有非线性、时变、时滞、耦合、惯性特点，而且各生产厂家的供货设备性能不同，运行参数之间互相耦合且多变，很难找出一个精确的动态数学模型，因而控制难度较大。

传统中央空调冷冻站控制方法多为单点控制，例如，恒压差控制对水系统供回水压差进行控制；恒温差控制对水系统供回水温差进行控制。所使用的典型单变量控制模式是PID控制模式，作为最早发展起来的控制策略之一，由于其具有控制算法简单、通用性好和可靠性高等优点，被广泛应用于工业过程控制。针对PID控制存在容易发生振荡、稳定性较差的问题，一些改进的PID控制方法、模糊控制等也被应用到中央空调冷冻站控制中。

但是，这些控制技术存在的一个主要问题是只着重中央空调冷冻站内某个单独设备或局部小系统的节能，没有对系统整体节能进行考虑，因此节能效果受限，有时还会出现某种设备节能，而影响另外设备耗能增加，最终可能出现整体负效益结果。例如，仅关注水泵节电，忽略了可能出现的冷机能耗上升造成的系统能耗上升；冷冻水循环和冷却水循环控制相对独立，不能实现系统效率的综合优化控制。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种中央空调冷冻站节能控制系统，该系统通过采用滚动优化的关联数据库模型、直接针对冷冻站整体能耗的自寻优方法，实现对中央空调冷冻站系统运行参数的监测和优化，提高中央空调冷冻站系统的整体运行效率，达到节能降耗的效果。

本实用新型的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种中央空调冷冻站节能控制系统，包括关联数据库、能耗自寻优控制器、滚动优化控制器、信号采集控制柜、冷却塔控制柜、冷却泵控制柜、冷冻泵控制柜和若干个传感器，其中：

关联数据库：进行中央空调冷冻站关联数据库建模，形成关联数据库模型，并实时接收信号采集控制柜输出的状态参数，将所述关联数据库模型参数和所述状态参数输出给能耗自寻优控制器进行自寻优处理；同时还将所述关联数据库模型参数输出给滚动优化控制器进行实时滚动优化运算，并接收滚动优化控制器返回的优化参数，完成关联数据库模型的更新；

能耗自寻优控制器：接收关联数据库输出的关联数据库模型参数和状态参数，同时接收冷却塔控制柜、冷却泵控制柜、冷冻泵控制柜、中央空调冷冻站冷水机组和各电动阀门输出的状态参数，进行自寻优处理，得到最佳能耗运行参数，并将所述最佳能耗运行参数分别输出给滚动优化控制器、冷却塔控制柜、冷却泵控制柜、冷冻泵控制柜、中央空调冷冻站冷水机组和各电动阀门；

滚动优化控制器：接收关联数据库输出的关联数据库模型参数，接收能耗自寻优控制器输出的最佳能耗运行参数，在每次寻优过程中进行滚动优化运算，并将完成滚动优化运算的参数返回给关联数据库，完成关联数据库模型的更新；

信号采集控制柜：采集若干个传感器测量的中央空调冷冻站中水系统运行参数及环境参数，并将所述参数输出给关联数据库；

冷却塔控制柜：将冷却塔运行状态参数实时输出给关联数据库，并实时接收能耗自寻优控制器输出的最佳能耗运行参数，根据所述最佳能耗运行参数变频控制冷却塔的运行；

冷却泵控制柜：将冷却泵运行状态参数实时输出给关联数据库，并实时接收能耗自寻优控制器输出的最佳能耗运行参数，根据所述最佳能耗运行参数变频控制冷却泵的运行；

冷冻泵控制柜：将冷冻泵运行状态参数实时输出给关联数据库，并实时接收能耗自寻优控制器输出的最佳能耗运行参数，根据所述最佳能耗运行参数变频控制冷冻泵的运行；

传感器：用于测量中央空调冷冻站内的水系统运行参数及环境参数，并将所述参数输出给信号采集控制柜，其中水系统运行参数包括冷冻水流量、冷冻水出水温度、冷冻水回水温度、冷却水流量、冷却水出水温度、冷却水回水温度、冷水机组功率及冷冻水末端压差，环境参数包括室外湿球温度。

在上述中央空调冷冻站节能控制系统中，在关联数据库中进行关联数据库建模，形成关联数据库模型的具体方法如下：

(1)将中央空调冷冻站输出的制冷量在其冷量范围内进行离散，得到输出冷量的m₁项离散函数Q_n：

$Q_n=Q_{\min }+\frac{(n-1)(Q_{\max }-Q_{\min })}{m_1-1}$

其中：

Q_min：冷冻站在典型工况下输出的最低制冷量

Q_max：冷冻站在典型工况下输出的额定制冷量

1≤n≤m₁，且n，m₁∈N，Q_n值的精确度由m₁值确定，其最小分辨率为：

(2)将室外环境的湿球温度在冷冻站的湿球温度工作范围内进行离散，得到湿球温度的m₂项离散函数TW_l：

${\mathrm{TW}}_l={\mathrm{TW}}_{\min }+\frac{(l-1)({\mathrm{TW}}_{\max }-{\mathrm{TW}}_{\min })}{m_2-1}$

其中：

TW_min：冷冻站工作的室外环境最低湿球温度

TW_max：冷冻站工作的室外环境最高湿球温度

1≤l≤m₂，且l，m₂∈N，TW_l值的精确度由m₂值确定，其最小分辨率为：

(3)一个输出冷量的离散函数Q_n与一个室外环境湿球温度的离散函数TW_l对应一个冷冻站初始运行参数数组，共对应m₁×m₂个冷冻站初始运行参数数组(Q_n，TW_l)，对m₁×m₂个冷冻站初始运行参数数组(Q_n，TW_l)中的每个参数预设初值，形成关联数据库模型。

在上述中央空调冷冻站节能控制系统中，能耗自寻优控制器接收关联数据库输出的关联数据库模型参数和各状态参数，进行自寻优处理，得到最佳能耗运行参数的具体方法如下：

(1)通过冷冻站运行状态参数计算当前冷冻站输出冷量Q，

Q＝C·F_CH·ΔT＝C·F_CH·(T_CHI-T_CHO)

其中，F_CH：冷冻水流量，T_CHI：冷冻水回水温度，T_CHO：冷冻水出水温度，C：水的比热，ΔT：冷冻水回水与出水的温差；

(2)计算当前工况下中央空调冷冻站寻优起始点的能耗比f_B，

$f_B={\mathrm{COP}}_B=\frac{Q}{P_{\mathrm{WCU}}+P_{\mathrm{CHB}}+P_{\mathrm{CB}}+P_{\mathrm{TB}}},$

其中：P_WCU：冷水机组功率，P_CHB：冷冻水泵功率，P_CB：冷却水泵功率，P_TB：冷却塔风机功率；

(3)设寻优步长为ΔP，分别计算在冷冻水泵功率为P_CHB±ΔP、冷却水泵功率为P_CB±ΔP、冷却塔风机功率为P_TB±ΔP情况下的中央空调冷冻站能耗比f₁、f₂、f₃、f₄、f₅、f₆，并取其中的最大值标记为f_max，其中：

$f_1={\mathrm{COP}}_1=\frac{Q_n}{P_{\mathrm{WCU}}+(P_{\mathrm{CHB}}+\mathrm{\ΔP})+P_{\mathrm{CB}}+P_{\mathrm{TB}}};$

$f_2={\mathrm{COP}}_2=\frac{Q_n}{P_{\mathrm{WCU}}+(P_{\mathrm{CHB}}-\mathrm{\ΔP})+P_{\mathrm{CB}}+P_{\mathrm{TB}}};$

$f_3={\mathrm{COP}}_3=\frac{Q_n}{P_{\mathrm{WCU}}+P_{\mathrm{CHB}}+(P_{\mathrm{CB}}+\mathrm{\ΔP})+P_{\mathrm{TB}}};$

$f_4={\mathrm{COP}}_4=\frac{Q_n}{P_{\mathrm{WCU}}+P_{\mathrm{CHB}}+(P_{\mathrm{CB}}-\mathrm{\ΔP})+P_{\mathrm{TB}}};$

$f_5={\mathrm{COP}}_5=\frac{Q_n}{P_{\mathrm{WCU}}+P_{\mathrm{CHB}}+P_{\mathrm{CB}}+(P_{\mathrm{TB}}+\mathrm{\ΔP})};$

$f_6={\mathrm{COP}}_6=\frac{Q_n}{P_{\mathrm{WCU}}+P_{\mathrm{CHB}}+P_{\mathrm{CB}}+(P_{\mathrm{TB}}-\mathrm{\ΔP})};$

(4)将寻优起始点的能耗比f_B与最大值能耗比f_max进行比较，

如果f_max＞f_B，则令f_B＝f_max，重复步骤(3)、(4)，继续寻优过程；

否则，设定一个常数ε，0＜ε＜1，

若|f_max-f_B|≥ε，则使

重复步骤(3)、(4)，继续寻优过程；

若|f_max-f_B|＜ε，则令f_O＝f_B，以f_O对应的运行参数作为最佳的能耗自寻优运行参数，结束寻优过程。

在上述中央空调冷冻站节能控制系统中，滚动优化控制器接收关联数据库输出的关联数据库模型参数，接收能耗自寻优控制器输出的最佳能耗运行参数，进行滚动优化运算的具体方法如下：

(1)滚动优化控制器接收关联数据库输出的关联数据库模型参数：冷冻水泵功率P_CHB、冷却水泵功率P_CB、冷却塔风机功率P_TB；

(2)滚动优化控制器接收能耗自寻优控制器输出的最佳能耗运行参数：冷冻水泵功率P_CHO、冷却水泵功率P_CO、冷却塔风机功率P_TO；

(3)冷冻水泵功率P_CHX、冷却水泵功率P_CX、冷却塔风机功率P_TX为完成滚动优化运算的参数，其计算方法如下：

$P_{\mathrm{CHX}}=\frac{(n-1)P_{\mathrm{CHB}}}{n}+\frac{P_{\mathrm{CHO}}}{n};$

$P_{\mathrm{CX}}=\frac{(n-1)P_{\mathrm{CB}}}{n}+\frac{P_{\mathrm{CO}}}{n};$

$P_{\mathrm{TX}}=\frac{(n-1)P_{\mathrm{TB}}}{n}+\frac{P_{\mathrm{TO}}}{n};$

(4)将参数P_CHX、P_CX、P_TX返回给关联数据库，分别更新关联数据库参数P_CHB、P_CB、P_TB。

在上述中央空调冷冻站节能控制系统中，还包括人机界面，用于对冷冻站及其组成设备的运行参数进行显示和管理，其中运行参数包括能耗系数参数及运行状态参数等。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

(1)本实用新型节能控制系统通过对中央空调冷冻站内各主要耗电设备进行关联数据库建模，并采用能耗自寻优控制器进行能耗自寻优过程，获得冷冻站设备运行的优化参数，再采用滚动优化控制器对关联数据库进行滚动优化，实现关联数据库的动态更新，使整个中央空调冷冻站能够适应工况的变化，始终工作在高效节能状态；

(2)本实用新型节能控制系统首先通过对关联数据库数据进行参数优选，确定冷冻站当前基本运行参数，然后通过在冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔等主要耗电设备供电线路上安装功率传感器，监测各主要用电设备的运行耗电情况，并通过进一步在线能耗自寻优过程，将各设备能耗优化后的运行参数传输至冷却塔控制柜，冷却水泵控制柜，冷冻水泵控制柜，调节冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔的控制参数，达到冷冻站整体能耗最低的目的，而不是某一设备能耗最低；

(3)本实用新型中央空调冷冻站控制系统中的关联数据库数据是滚动优化的，即参数优化并非一次性离线完成，而是反复在线进行的，在中央空调冷冻站运行过程中，冷冻水流量传感器、冷却水流量传感器、冷冻水供回水温度传感器、冷却水供回水温度传感器、室外湿球温度传感器、功率传感器、压差传感器的测量数据经过算法优化后在线更新关联数据库，使中央空调冷冻站设备性能参数能够随着设备性能的变化而调整，当设备运行老化或更换设备后，该控制方法仍能保证整个冷冻站的高效节能运行；

(4)本实用新型控制系统是一种具有自学习功能的中央空调冷冻站节能控制系统，实现对中央空调冷冻站系统运行参数的监测和优化，提高中央空调冷冻站系统的整体运行效率，达到节能降耗的效果，具有较强的实用性。

附图说明

图1为本实用新型中央空调冷冻站节能控制系统示意图；

图2为本实用新型能耗自寻优控制器自寻优工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的描述：

如图1所示为本实用新型中央空调冷冻站节能控制系统示意图，由图可知该中央空调冷冻站节能控制系统包括关联数据库、能耗自寻优控制器、滚动优化控制器、信号采集控制柜、冷却塔控制柜、冷却泵控制柜、冷冻泵控制柜、若干个传感器和人机界面。传感器包括温度传感器、湿球温度传感器、流量传感器、功率传感器，具体分为室外湿球温度传感器、冷却水回水温度传感器，冷却水出水温度传感器，冷却水流量传感器，末端压差传感器，冷冻水流量传感器，冷冻水出水温度传感器，冷冻水回水温度传感器等，冷却塔控制柜对中央空调的冷却塔风机运行进行监控，冷却水泵控制柜对中央空调的冷却水泵运行进行监控，冷冻水泵控制柜对中央空调的冷冻水泵运行进行监控。

关联数据库进行中央空调冷冻站关联数据库建模，形成关联数据库模型，

具体方法如下：

(1)将中央空调冷冻站输出的制冷量在其冷量范围内进行离散，得到输出冷量的m₁项离散函数Q_n：

$Q_n=Q_{\min }+\frac{(n-1)(Q_{\max }-Q_{\min })}{m_1-1}---\left(1\right)$

其中：

Q_min：冷冻站在典型工况下输出的最低制冷量

Q_max：冷冻站在典型工况下输出的额定制冷量

1≤n≤m₁，且n，m₁∈N，Q_n值的精确度由m₁值确定，其最小分辨率为：

(2)将室外环境的湿球温度在冷冻站的湿球温度工作范围内进行离散，得到湿球温度的m₂项离散函数TW_l：

${\mathrm{TW}}_l={\mathrm{TW}}_{\min }+\frac{(l-1)({\mathrm{TW}}_{\max }-{\mathrm{TW}}_{\min })}{m_2-1}---\left(2\right)$

其中：

TW_min：冷冻站工作的室外环境最低湿球温度

TW_max：冷冻站工作的室外环境最高湿球温度

1≤l≤m₂，且l，m₂∈N，TW_l值的精确度由m₂值确定，其最小分辨率为：

(3)一个输出冷量的离散函数Q_n与一个室外环境湿球温度的离散函数TW_l对应一个冷冻站初始运行参数数组，共对应m₁×m₂个冷冻站初始运行参数数组(Q_n，TW_l)，如设定某一中央空调冷冻站额定制冷量为Q_max，最小制冷量为额定制冷量的10％，室外湿球温度工作范围为23℃≤TW_l≤32℃，m₁＝m₂＝10，将关联数据库中的数组表示为D(n，l)，建立关联数据库模型如下表1。

表1

对m₁×m₂个冷冻站初始运行参数数组(Q_n，TW_l)中的每个参数预设初值，形成关联数据库模型。

其中每个冷冻站初始运行参数数组(Q_n，TW_l)包括如下参数：

冷冻水流量F_CH、冷冻水回水温度T_CHI、冷冻水出水温度T_CHO、冷冻水泵转速ω_CH、冷冻水泵功率P_CH、冷冻水末端压差ΔP、冷却水流量F_C、冷却水回水温度T_CI、冷却水出水温度T_CO、冷却水泵转速ω_C、冷却水泵功率P_C、冷却塔风机转速ω_T、冷却塔风机功率P_T、冷水机组功率P_WCU，冷冻站制冷能效比COP。

其中对冷冻水泵功率P_CH、冷却水泵功率P_C和冷却塔风机功率P_T预设初值后的运行参数为冷冻水泵功率P_CHB、冷却水泵功率P_CB和冷却塔风机功率P_TB。

关联数据库实时接收信号采集控制柜输出的状态参数，将关联数据库模型参数和各状态参数输出给能耗自寻优控制器进行自寻优处理；同时还将关联数据库模型参数输出给滚动优化控制器进行实时滚动优化运算，并接收滚动优化控制器返回的优化参数，完成关联数据库模型的更新。

能耗自寻优控制器接收关联数据库输出的关联数据库模型参数和各状态参数，同时接收冷却塔控制柜、冷却泵控制柜、冷冻泵控制柜、中央空调冷冻站冷水机组和各电动阀门输出的状态参数，进行自寻优处理，得到最佳能耗运行参数，如图2所示为本实用新型能耗自寻优控制器自寻优工作流程图，自寻优

具体过程如下：

(1)通过冷冻站运行状态参数计算当前冷冻站输出冷量Q，

Q＝C·F_CH·ΔT＝C·F_CH·(T_CHI-T_CHO)(3)

其中，F_CH：冷冻水流量，T_CHI：冷冻水回水温度，T_CHO：冷冻水出水温度，C：水的比热，ΔT：冷冻水回水与出水的温差；

(2)将Q离散化为Q_n，并将关联数据库中参数数组(Q_n，TW_l)对应的运行参数预设值分别输出给冷却塔控制柜、冷却泵控制柜、冷冻泵控制柜、中央空调冷冻站冷水机组和各电动阀门。

计算(Q_n，TW_l)对应中央空调冷冻站寻优起始点的能耗比fB，

$f_B={\mathrm{COP}}_B=\frac{Q}{P_{\mathrm{WCU}}+P_{\mathrm{CHB}}+P_{\mathrm{CB}}+P_{\mathrm{TB}}},$

其中：P_WCU：冷水机组功率，P_CHB：冷冻水泵功率，P_CB：冷却水泵功率，P_TB：冷却塔风机功率；

(3)设寻优步长为ΔP，分别计算在冷冻水泵功率为P_CHB±ΔP、冷却水泵功率为P_CB±ΔP、冷却塔风机功率为P_TB±ΔP情况下的中央空调冷冻站能耗比f₁、f₂、f₃、f₄、f₅、f₆，并取其中的最大值标记为f_max，其中：

$f_1={\mathrm{COP}}_1=\frac{Q_n}{P_{\mathrm{WCU}}+(P_{\mathrm{CHB}}+\mathrm{\ΔP})+P_{\mathrm{CB}}+P_{\mathrm{TB}}};$

$f_2={\mathrm{COP}}_2=\frac{Q_n}{P_{\mathrm{WCU}}+(P_{\mathrm{CHB}}-\mathrm{\ΔP})+P_{\mathrm{CB}}+P_{\mathrm{TB}}};$

$f_3={\mathrm{COP}}_3=\frac{Q_n}{P_{\mathrm{WCU}}+P_{\mathrm{CHB}}+(P_{\mathrm{CB}}+\mathrm{\ΔP})+P_{\mathrm{TB}}};$

$f_4={\mathrm{COP}}_4=\frac{Q_n}{P_{\mathrm{WCU}}+P_{\mathrm{CHB}}+(P_{\mathrm{CB}}-\mathrm{\ΔP})+P_{\mathrm{TB}}};$

$f_5={\mathrm{COP}}_5=\frac{Q_n}{P_{\mathrm{WCU}}+P_{\mathrm{CHB}}+P_{\mathrm{CB}}+(P_{\mathrm{TB}}+\mathrm{\ΔP})};$

$f_6={\mathrm{COP}}_6=\frac{Q_n}{P_{\mathrm{WCU}}+P_{\mathrm{CHB}}+P_{\mathrm{CB}}+(P_{\mathrm{TB}}-\mathrm{\ΔP})}---\left(4\right)$

(4)将寻优起始点的能耗比f_B与最大值能耗比f_max进行比较，

如果f_max＞f_B，则令f_B＝f_max，重复步骤(3)、(4)，继续寻优过程；

否则，设定一个常数ε，0＜ε＜1，

若|f_max-f_B|≥ε，则使

重复步骤(3)、(4)，继续寻优过程；

若|f_max-f_B|＜ε，则令f_O＝f_B，以f_O对应的运行参数作为最佳的能耗自寻优运行参数，结束寻优过程。

举一个具体的例子：

例如在第一轮寻优过程中最大值为f₅，且f₅＞f_B，则令f_B＝f₅，即

重新进入步骤(3)进行第二轮寻优，计算f₁、f₂、f₃、f₄、f₅、f₆，并取其中的最大值标记为f_max，此时：

$f_1={\mathrm{COP}}_1=\frac{Q_n}{P_{\mathrm{WCU}}+(P_{\mathrm{CHB}}+\mathrm{\ΔP})+P_{\mathrm{CB}}+(P_{\mathrm{TB}}+\mathrm{\ΔP})};$

$f_2={\mathrm{COP}}_2=\frac{Q_n}{P_{\mathrm{WCU}}+(P_{\mathrm{CHB}}-\mathrm{\ΔP})+P_{\mathrm{CB}}+(P_{\mathrm{TB}}+\mathrm{\ΔP})};$

$f_3={\mathrm{COP}}_3=\frac{Q_n}{P_{\mathrm{WCU}}+P_{\mathrm{CHB}}+(P_{\mathrm{CB}}+\mathrm{\ΔP})+(P_{\mathrm{TB}}+\mathrm{\ΔP})};$

$f_4={\mathrm{COP}}_4=\frac{Q_n}{P_{\mathrm{WCU}}+P_{\mathrm{CHB}}+(P_{\mathrm{CB}}-\mathrm{\ΔP})+(P_{\mathrm{TB}}+\mathrm{\ΔP})};$

$f_5={\mathrm{COP}}_5=\frac{Q_n}{P_{\mathrm{WCU}}+P_{\mathrm{CHB}}+P_{\mathrm{CB}}+(P_{\mathrm{TB}}+2\mathrm{\ΔP})};$

$f_6={\mathrm{COP}}_6=\frac{Q_n}{P_{\mathrm{WCU}}+P_{\mathrm{CHB}}+P_{\mathrm{CB}}+P_{\mathrm{TB}}};---\left(5\right)$

若第二轮寻优中f₃为最大值，且f₃＞f_B，则令f_B＝f₃，即

重新进入步骤(3)进行第三轮寻优，计算f₁、f₂、f₃、f₄、f₅、f₆，并取其中的最大值标记为f_max。

令ε＝0.5，若第三轮寻优中f_max≤f_B且|f_max-f_B|≥ε，则使重复步骤(3)进行第四轮寻优，计算f₁、f₂、f₃、f₄、f₅、f₆，并取其中的最大值标记为f_max。

$f_1={\mathrm{COP}}_1=\frac{Q_n}{P_{\mathrm{WCU}}+(P_{\mathrm{CHB}}+\frac{1}{2}\mathrm{\ΔP})+(P_{\mathrm{CB}}+\mathrm{\ΔP})+(P_{\mathrm{TB}}+\mathrm{\ΔP})}$

$f_2={\mathrm{COP}}_2=\frac{Q_n}{P_{\mathrm{WCU}}+(P_{\mathrm{CHB}}-\frac{1}{2}\mathrm{\ΔP})+(P_{\mathrm{CB}}+\mathrm{\ΔP})+(P_{\mathrm{TB}}+\mathrm{\ΔP})};$

$f_3={\mathrm{COP}}_3=\frac{Q_n}{P_{\mathrm{WCU}}+P_{\mathrm{CHB}}+(P_{\mathrm{CB}}+\mathrm{\ΔP}+\frac{1}{2}\mathrm{\ΔP})+(P_{\mathrm{TB}}+\mathrm{\ΔP})}$

$f_4={\mathrm{COP}}_4=\frac{Q_n}{P_{\mathrm{WCU}}+P_{\mathrm{CHB}}+(P_{\mathrm{CB}}+\mathrm{\ΔP}-\frac{1}{2}\mathrm{\ΔP})+(P_{\mathrm{TB}}+\mathrm{\ΔP})};$

$f_5={\mathrm{COP}}_5=\frac{Q_n}{P_{\mathrm{WCH}}+P_{\mathrm{CHB}}+(P_{\mathrm{CB}}+\mathrm{\ΔP})+(P_{\mathrm{TB}}+\mathrm{\ΔP}+\frac{1}{2}\mathrm{\ΔP})}$

$f_6={\mathrm{COP}}_6=\frac{Q_n}{P_{\mathrm{WCH}}+P_{\mathrm{CHB}}+(P_{\mathrm{CB}}+\mathrm{\ΔP})+(P_{\mathrm{TB}}+\mathrm{\ΔP}-\frac{1}{2}\mathrm{\ΔP})}---\left(6\right)$

若第四轮寻优中f_max≤f_B且|f_max-f_B|＜ε，则令f_O＝f_B，

以f_O对应的运行参数作为最佳的能耗自寻优运行参数，结束寻优过程。

寻优过程结束后，将最佳能耗运行参数分别输出给滚动优化控制器、冷却塔控制柜、冷却泵控制柜、冷冻泵控制柜、中央空调冷冻站冷水机组和各电动阀门。

冷却塔控制柜将冷却塔运行状态参数实时输出给关联数据库，并实时接收能耗自寻优控制器输出的最佳能耗运行参数，根据最佳能耗运行参数变频控制冷却塔的运行。

冷却泵控制柜将冷却泵运行状态参数实时输出给关联数据库，并实时接收能耗自寻优控制器输出的最佳能耗运行参数，根据最佳能耗运行参数变频控制冷却泵的运行。

冷冻泵控制柜将冷冻泵运行状态参数实时输出给关联数据库，并实时接收能耗自寻优控制器输出的最佳能耗运行参数，根据最佳能耗运行参数变频控制冷冻泵的运行。

滚动优化控制器接收关联数据库输出的关联数据库模型参数，接收能耗自寻优控制器输出的最佳能耗运行参数，在每次寻优过程中进行滚动优化运算，进行滚动优化运算的具体方法如下：

(1)滚动优化控制器接收关联数据库输出的关联数据库模型参数：冷冻水泵功率P_CHB、冷却水泵功率P_CB、冷却塔风机功率P_TB；

(2)滚动优化控制器接收能耗自寻优控制器输出的最佳能耗运行参数：冷冻水泵功率P_CHO、冷却水泵功率P_CO、冷却塔风机功率P_TO；

(3)冷冻水泵功率P_CHX、冷却水泵功率P_CX、冷却塔风机功率P_TX为完成滚动优化运算的参数，其计算方法如下：

$P_{\mathrm{CHX}}=\frac{(n-1)P_{\mathrm{CHB}}}{n}+\frac{P_{\mathrm{CHO}}}{n};$

$P_{\mathrm{CX}}=\frac{(n-1)P_{\mathrm{CB}}}{n}+\frac{P_{\mathrm{CO}}}{n};$

$P_{\mathrm{TX}}=\frac{(n-1)P_{\mathrm{TB}}}{n}+\frac{P_{\mathrm{TO}}}{n};---\left(7\right)$

(4)将参数P_CHX、P_CX、P_TX返回给关联数据库，分别更新关联数据库参数P_CHB、P_CB、P_TB。

传感器测量中央空调冷冻站内的水系统运行参数及环境参数，信号采集控制柜采集传感器测量的上述参数，并将上述参数输出给关联数据库，其中水系统运行参数包括冷冻水流量、冷冻水出水温度、冷冻水回水温度、冷却水流量、冷却水出水温度、冷却水回水温度、冷水机组功率及冷冻水末端压差，环境参数包括室外湿球温度。

人机界面用于对冷冻站及其组成设备的运行参数进行显示和管理，其中运行参数包括能耗系数参数及运行状态参数等。

本实用新型说明书未作详细描述内容属于本领域专业技术人员公知技术。

Claims (2)

1.一种中央空调冷冻站节能控制系统，其特征在于：包括关联数据库、能耗自寻优控制器、滚动优化控制器、信号采集控制柜、冷却塔控制柜、冷却泵控制柜、冷冻泵控制柜和若干个传感器，其中关联数据库分别与滚动优化控制器、能耗自寻优控制器和信号采集柜连接，能耗自寻优控制器分别连接滚动优化控制器、冷却塔控制柜、冷却泵控制柜和冷冻泵控制柜，

能耗自寻优控制器：接收关联数据库输出的关联数据库模型参数和所述状态参数，同时接收冷却塔控制柜、冷却泵控制柜、冷冻泵控制柜、中央空调冷冻站冷水机组和各电动阀门输出的状态参数，进行自寻优处理，得到最佳能耗运行参数，并将所述最佳能耗运行参数分别输出给滚动优化控制器、冷却塔控制柜、冷却泵控制柜、冷冻泵控制柜、中央空调冷冻站冷水机组和各电动阀门；

滚动优化控制器：接收关联数据库输出的关联数据库模型参数，接收能耗自寻优控制器输出的最佳能耗运行参数，在每次寻优过程中进行滚动优化运算，并将完成滚动优化运算的参数返回给关联数据库，完成关联数据库模型的更新；

关联数据库：进行中央空调冷冻站关联数据库建模，形成关联数据库模型，并实时接收信号采集控制柜输出的状态参数，将所述关联数据库模型参数和所述状态参数输出给能耗自寻优控制器进行自寻优处理；同时还将所述关联数据库模型参数输出给滚动优化控制器进行实时滚动优化运算，并接收滚动优化控制器返回的优化参数，完成关联数据库模型的更新；

信号采集控制柜：采集若干个传感器测量的中央空调冷冻站中水系统运行参数及环境参数，并将所述参数输出给关联数据库；

冷却塔控制柜：将冷却塔运行状态参数实时输出给关联数据库，并实时接收能耗自寻优控制器输出的最佳能耗运行参数，根据所述最佳能耗运行参数变频控制冷却塔的运行；

冷却泵控制柜：将冷却泵运行状态参数实时输出给关联数据库，并实时接收能耗自寻优控制器输出的最佳能耗运行参数，根据所述最佳能耗运行参数变频控制冷却泵的运行；

冷冻泵控制柜：将冷冻泵运行状态参数实时输出给关联数据库，并实时接收能耗自寻优控制器输出的最佳能耗运行参数，根据所述最佳能耗运行参数变频控制冷冻泵的运行；

传感器：用于测量中央空调冷冻站内的水系统运行参数及环境参数，并将所述参数输出给信号采集控制柜，其中水系统运行参数包括冷冻水流量、冷冻水出水温度、冷冻水回水温度、冷却水流量、冷却水出水温度、冷却水回水温度、冷水机组功率及冷冻水末端压差，环境参数包括室外湿球温度。

2.根据权利要求1所述的一种中央空调冷冻站节能控制系统，其特征在于：还包括与关联数据库连接的人机界面，用于对冷冻站及其组成设备的运行参数进行显示和管理，其中运行参数包括能耗系数参数及运行状态参数。

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