用于设备群组的负荷分配方法、装置和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及自动化控制领域，具体涉及群控技术领域，尤其涉及用于设备群组的 负荷分配方法、装置和系统。
【背景技术】
[0002] 大型机电系统的控制系统通常可分解为若干个相对独立的子系统。某些子系统内 设置多台同类设备并联，形成机电设备群组。设备群组可以通过调整投入运行设备的台数， 使得设备及子系统运行在高效范围内。
[0003] 为了能够更高效的适应不同负载率的工况，机电设备群组通常由不同型号或额定 容量的同类设备组成。另一方面，即便完全相同的设备，其性能在长期运行之后也会存在 差异。这使得设备群组在执行优化控制时，需要根据外界需求以及当前运行条件下各台设 备的性能情况综合决策开哪几台以及每一台分别投入多少负荷，以提高系统总体的工作效 率。
[0004] 现阶段在实际工程中，机电设备组群控技术仍以十分保守的运行策略为主，只能 保证设备的有效启停，很难实现系统的实时优化调节。而对于面向系统实时优化的仿真 控制方案，又因为需要在中央机人工组态、扩展性和灵活性较差，不能在实际工程中广泛应 用。因此，亟需对现有技术进行优化和改进。
【发明内容】
[0005] 本申请的目的在于提出一种改进的用于设备群组的负荷分配方法、装置和系统， 来解决以上【背景技术】部分提到的技术问题。
[0006] 第一方面，本申请提供了一种用于设备群组的负荷分配方法，所述设备群组包括 至少一个相同类型的设备，所述方法包括：接收包括工作参数指标以及总负荷指标的外部 指令，其中，所述工作参数指标是对所述设备群组中的设备预设的工作参数，所述总负荷指 标是对所述设备群组预设的总负荷量；根据所述工作参数指标获取所述设备群组中的每个 设备的最佳负荷量，其中，所述最佳负荷量是每个设备以所述工作参数指标工作且达到最 高效率时对应的负荷量；根据所述设备群组中每个设备的最佳负荷量从所述设备群组中选 取第一最优设备组合和第二最优设备组合，其中，所述第一最优设备组合是总最佳负荷量 小于所述总负荷指标的所有设备组合中总最佳负荷量最大的设备组合，所述第二最优设备 组合是总最佳负荷量大于所述总负荷指标的所有设备组合中总最佳负荷量最小的设备组 合；获取使用所述第一最优设备组合承载所述总负荷指标且达到最小能耗时所对应的第一 最优负荷分配方案和使用所述第二最优设备组合承载所述总负荷指标且达到最小能耗时 所对应的第二最优负荷分配方案；选择所述第一最优负荷分配方案与所述第二最优负荷分 配方案中对应能耗较小的负荷分配方案作为所述设备群组工作的实际负荷分配方案。
[0007] 在一些实施例中，所述获取使用所述第一最优设备组合承载所述总负荷指标且达 到最小能耗时所对应的第一最优负荷分配方案或所述使用所述第二最优设备组合承载所 述总负荷指标且达到最小能耗时所对应的第二最优负荷分配方案，包括：将优化参数设置 为预设的初始优化参数；执行优化步骤，所述优化步骤包括：获取所述第一最优设备组合 或第二最优设备组合中的每一个设备在功耗对负荷量的变化率为优化参数时对应的功耗 与负荷量；计算此时所述第一最优设备组合或第二最优设备组合的总负荷量以及总功耗； 判断总负荷量与所述总负荷指标之差是否小于预设阈值；若总负荷量与所述总负荷指标之 差小于或等于预设阈值，则将所述第一最优设备组合或第二最优设备组合中的每一个设备 在功耗与负荷的变化率为优化参数时对应的负荷分配方案作为第一最优负荷分配方案或 第二最优负荷分配方案。
[0008] 在一些实施例中，所述初始优化参数为1。
[0009] 在一些实施例中，在所述执行优化步骤之后，所述获取使用所述第一最优设备组 合承载所述总负荷指标且达到最小能耗时所对应的第一最优负荷分配方案或所述使用第 二最优设备组合承载所述总负荷指标且达到最小能耗时所对应的第二最优负荷分配方案， 还包括：若总负荷量与所述总负荷指标之差大于预设阈值，根据总负荷量与所述总负荷指 标的差值对所述优化参数进行调整，并根据调整后的优化参数继续执行所述优化步骤。
[0010] 在一些实施例中，所述根据总负荷量与所述总负荷指标的差值对所述优化参数进 行调整通过以下公式实现其中，λ'是调整后的优化参数，λ是调整前的 优化参数，A是当前第一最优设备组合或第二最优设备组合的总负荷量减去所述总负荷指 标之后的值，⑦是预设常数。
[0011] 在一些实施例中，在所述选择所述第一最优负荷分配方案与所述第二最优负荷分 配方案中对应能耗较小的负荷分配方案作为所述设备群组工作的实际负荷分配方案之后， 所述方法还包括：根据所述实际负荷分配方案向所述设备群组中相应的设备发送启动或停 止命令。
[0012] 第二方面，本申请提供了一种用于设备群组的负荷分配装置，所述设备群组包括 至少一个相同类型的设备，所述装置包括：指令接收单元，配置用于接收包括工作参数指标 以及总负荷指标的外部指令，其中，所述工作参数指标是对所述设备群组中的设备预设的 工作参数，所述总负荷指标是对所述设备群组预设的总负荷量；最佳负荷量获取单元，配置 用于根据所述工作参数指标获取所述设备群组中的每个设备的最佳负荷量，其中，所述最 佳负荷量是每个设备以所述工作参数指标工作且达到最高效率时对应的负荷量；设备组合 选取单元，配置用于根据所述设备群组中每个设备的最佳负荷量从所述设备群组中选取第 一最优设备组合和第二最优设备组合，其中，所述第一最优设备组合是总最佳负荷量小于 所述总负荷指标的所有设备组合中总最佳负荷量最大的设备组合，所述第二最优设备组合 是总最佳负荷量大于所述总负荷指标的所有设备组合中总最佳负荷量最小的设备组合；负 荷分配方案获取单元，配置用于获取使用所述第一最优设备组合承载所述总负荷指标且达 到最小能耗时所对应的第一最优负荷分配方案和使用所述第二最优设备组合承载所述总 负荷指标且达到最小能耗时所对应的第二最优负荷分配方案；实际负荷分配方案选择单 元，配置用于选择所述第一最优负荷分配方案与所述第二最优负荷分配方案中对应能耗较 小的负荷分配方案作为所述设备群组工作的实际负荷分配方案。
[0013] 在一些实施例中，所述负荷分配方案获取单元包括：参数设置子单元，配置用于将 优化参数设置为预设的初始优化参数；优化子单元，配置用于执行优化步骤，所述优化步骤 包括：获取所述第一最优设备组合或第二最优设备组合中的每一个设备在功耗对负荷量的 变化率为优化参数时对应的功耗与负荷量；计算此时所述第一最优设备组合或第二最优设 备组合的总负荷量以及总功耗；判断总负荷量与所述总负荷指标之差是否小于预设阈值； 若总负荷量与所述总负荷指标之差小于或等于预设阈值，则将所述第一最优设备组合或第 二最优设备组合中的每一个设备在功耗与负荷的变化率为优化参数时对应的负荷分配方 案作为第一最优负荷分配方案或第二最优负荷分配方案。
[0014] 在一些实施例中，所述初始优化参数为1。
[0015] 在一些实施例中，所述负荷分配方案获取单元还包括：继续优化子单元，配置用于 若总负荷量与所述总负荷指标之差大于预设阈值，根据总负荷量与所述总负荷指标的差值 对所述优化参数进行调整，并根据调整后的优化参数继续执行所述优化步骤。
[0016] 在一些实施例中，所述继续优化子单元进一步配置用于：所述根据总负荷量与所 述总负荷指标的差值对所述优化参数进行调整通过以下公式实现：Δ，其中， λ '是调整后的优化参数，λ是调整前的优化参数，△是当前第一最优设备组合或第二最 优设备组合的总负荷量减去所述总负荷指标之后的值，A是预设常数。
[0017] 在一些实施例中，所述装置还包括：命令发送单元，配置用于根据所述实际负荷分 配方案向所述设备群组中相应的设备发送启动或停止命令。
[0018] 本申请提供的用于设备群组的负荷分配方法和装置，通过每个设备效率最高时的 最佳负荷量选取出两个最优的设备组合并计算这两个设备组合达到最小能耗时所对应的 两个最优负荷分配方案，最后通过能耗对比选择两个最优负荷分配方案中选择最终的设备 启停以及负荷分配方案，从而使得设备群组在最终选择的方案下能达到较高的运行效率。
[0019] 第三方面，本申请提供了一种用于设备群组的负荷分配系统，所述负荷分配系统 包括至少一个设备群组控制设备和至少一个设备群组，所述设备群组控制设备和所述至少 一个设备群