基于设备性能参数的冷源整体节能寻优方法、系统及介质与流程

本发明涉及冷源工况寻优领域，具体涉及一种基于设备性能参数的冷源整体节能寻优方法、系统及介质。

背景技术：

1、在现有技术中，对于整体的冷源机房，在考虑局部的设备节能情况并对其进行工况寻优之后，其他部分的设备往往无法达到最优的工况效果；即现有的工况寻优方法无法兼顾冷源机房内所有设备的工况情况，进而导致整体工况并非处于最节能的状态。

2、公告号为cn213778766u的中国专利公开了涉及一种新型idc数据中心冷源协同控制系统，包括多组独立的换热管路，每组换热管路上均设有冷却塔、冷冻泵、冷却泵、增压泵以及多个电控阀；但是公告号为cn213778766u的中国专利仅仅涉及若干个控制系统，但并没有如何进行控制以及如何进行工况寻优。

技术实现思路

1、本发明解决了现有的工况寻优方法无法兼顾冷源机房内所有设备的工况情况的问题，提出种基于设备性能参数的冷源整体节能寻优方法、系统及介质，使冷源机房内的所有设备的功耗最低，实现冷源机房内整体节能的目标。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：

3、一种基于设备性能参数的冷源整体节能寻优方法，包括以下步骤：

4、s1，根据天气条件因素预测得到未来建筑冷负荷功率，并检测得到各类设备的参数；

5、s2，构建冷机制冷模型以对冷机进行台数寻优，确定最优冷机台数；

6、s3，构建冷冻泵设备模型计算冷冻泵运行频率，确定最优冷冻泵台数和冷冻泵最优频率；

7、s4，构建冷却泵设备模型计算冷却泵运行频率，确定最优冷却泵台数和冷却泵最优频率；

8、s5，计算冷却塔电功率以及所有设备总电功率，将寻优数据通过控制模块下发至指定设备。

9、本技术方案中，首先，根据一系列天气条件来预测未来时段的建筑冷负荷，同时，检测查询得到关于各类设备的主要参数；随后对冷机进行运行台数寻优，具体通过构建的冷机制冷模型来获取冷机电功率，并最终确定最低功率条件下的最优冷机台数；之后分别计算出冷冻泵负载流量和冷却泵负载流量，结合冷冻泵设备模型以及冷却泵设备模型，计算得到最优泵台数以及最优频率；最后计算得到该温度条件下各类设备的最低总电功率，并将相关的寻优数据发送到指定设备进行执行，上述的过程在温度条件改变的情况能够反复迭代进行，以求出该温度条件下的最低功耗，满足不同工况下的寻优。

10、本发明还进一步设置为：

11、所述步骤s2包括：

12、s21，将所有的冷负荷平均分配给n冷机台冷机，计算单台冷机冷负荷p单台制冷；

13、s22，将冷机冷却侧和冷冻侧的出口和回水温度以及单台冷机冷负荷输入至预先训练完成的冷机制冷模型中以得到单台冷机电功率；

14、s23，计算所有n冷机下的冷机总功率，选择冷机总功率最小时冷机开启的台数为最优冷机台数n冷机。

15、本技术方案中，通过将冷机冷却侧出水温度t1，冷却侧回水温度t2，冷冻侧出水温度t3，冷冻侧回水温度t4以及单台冷机冷负荷输入至神经网络模型中进行训练，以得到对应的冷机制冷模型，最终通过冷机制冷模型能够单台冷机冷机电功率。

16、本发明还进一步设置为：

17、所述步骤s3包括：

18、s31，由冷机冷冻侧所需制冷功率和冷机冷冻侧温度差，计算冷冻侧总流量；

19、s32，将冷冻侧总流量平均分配给n冷冻泵台冷冻泵，计算单台冷冻泵负载流量和冷冻泵实际功率；

20、s33，由冷冻泵设备模型计算冷冻泵运行频率，在冷冻泵总功率最小时，存在有冷冻泵的最优台数n冷冻泵优和最优频率f冷冻泵。

21、本技术方案中，冷冻泵设备模型同样基于神经网络模型建立，通过将单台冷冻泵负载流量和额定扬程作为训练参数进行预先训练得到，通过该冷冻泵设备模型能够得到冷冻泵运行频率。

22、本发明还进一步设置为：

23、所述步骤s4包括：

24、s41，根据冷机冷冻侧所需制冷功率和冷机总功率，得到冷机冷却侧所需制冷功率和冷却侧总流量；

25、s42，计算单台冷却泵负载流量；根据冷却泵设备模型计算冷却泵运行频率和冷却泵实际功率；s43，计算所有n冷却泵情况的冷却泵总电功率，在总功率最小时，存在有冷却泵的最优台数n冷却泵优及最优频率f冷却泵。

26、本技术方案中，冷却泵设备模型与冷冻泵设备模型类似，通过冷却泵设备模型能够得到冷却泵运行频率。

27、本发明还进一步设置为：

28、所述冷机制冷模型表示为：

29、p电功率＝f1(t1,t2,t3,t4,p单台制冷)

30、其中，p电功率为单台冷机电功率，t1为冷机冷却侧出水温度，t2为冷却侧回水温度，t3为冷冻侧出水温度，t4为冷冻侧回水温度，f1()为冷机制冷模型的非线性函数；

31、p单台制冷＝p负荷/n冷机

32、其中，p负荷为冷负荷总功率，n冷机为冷机数量，p单台制冷为单台冷机冷负荷。

33、本技术方案中，将冷负荷平均分配给n冷机台冷机，其中，1≤冷机≤冷机总数，若冷负荷总功率较大，则n冷机从至少开启的冷机数量开始。

34、本发明还进一步设置为：

35、所有设备总电功率为：

36、p总＝p冷机+p冷却泵+p冷冻泵+p冷却塔

37、其中，p冷机、p冷却泵、p冷冻泵、p冷却塔分别为冷机、冷却泵、冷冻泵和冷却塔的功率。

38、本技术方案中，将所有的设备的总功率相加，得到当前温度组条件下的运行最低功耗。

39、本发明还进一步设置为：

40、所述冷冻泵设备模型表示为：

41、f频率＝f2(q单台流量,h)

42、其中，f频率为冷冻泵运行频率，q单台流量为单台冷冻泵负载流量，h为冷冻泵的额定扬程，f2()为冷冻泵设备模型的非线性函数。

43、本技术方案中，首先计算出冷冻侧总流量，随后将冷冻侧总流量平均分配给n冷冻泵，进而计算出单台冷冻泵负载流量。

44、本发明还进一步设置为：

45、所述冷却侧总流量表示为：

46、q冷却＝(p冷冻+p冷机)/(cv*δt)

47、δt＝t2-t1

48、其中，q冷却为冷却侧总流量，p冷冻为冷冻侧所需的制冷功率，p冷机为冷机功率，cv为标准大气压下冷冻水比热容。

49、本技术方案中，冷冻侧制造的冷量需要通过冷却侧释放到大气中，并且需要考虑冷机压缩机做功产生的热量，因此p冷却在原本p冷冻的基础上还需要加上p冷机。

50、一种基于设备性能参数的冷源整体节能寻优系统，采用上述的基于设备性能参数的冷源整体节能寻优方法，包括：

51、检测模块，对未来建筑冷负荷功率进行预测，对各类设备的参数进行检测；

52、寻优模块，包括冷机寻优单元，冷机寻优单元连接有冷冻泵寻优单元，冷冻泵寻优单元连接有冷却泵寻优单元；

53、指令模块，将计算得到的寻优数据下发指定设备。

54、本技术方案中，检测模块包括对未来建筑冷负荷功率进行预测的预测单元以及检测查询得到各类设备参数的查询单元；寻优模块包括有冷机寻优单元、冷冻泵寻优单元以及冷却泵寻优单元，分别采用相应的寻优算法来计算出各类设备达到最低功率下的台数和频率；指令模块能够将计算得到的数据下发至指定设备的控制端，进而使指定设备按照上述的数据进行执行。

55、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计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如上述的基于设备性能参数的冷源整体节能寻优方法的步骤。

56、本技术方案中，通过计算机刻度存储介质的计算机程序，进而来执行上述的一种基于设备性能参数的冷源整体节能寻优方法。

57、本发明能够带来如下的有益效果：

58、本发明涉及的基于设备性能参数的冷源整体节能寻优方法，通过预测得到的建筑冷负荷功率以及设备的参数，进而训练得到各类的设备寻优模型，通过计算得到最佳的工况信息，使冷源机房内的所有设备的功耗最低，实现冷源机房内整体节能的目标。。