动态预测外气与负载智慧节能控制方法与流程

本发明涉及依据实时环境信息智慧调控外气设备的技术领域，特别为一种动态预测外气与负载智慧节能控制方法。

背景技术：

随着节能减碳意识高涨，故如何提升机房能源使用效率(pue,powerusageeffectiveness)则为一重要的节能措施。目前现有技术上外气冷却系统均是由外气传感器来判断外气条件符不符合来开启或关闭，当外气温度迅速上升易使机房空调负载量增加，且空调系统启动至稳定供冷需要一段时间(约20～30分钟)，使得机房更为耗能且稳定度下降。

由此可见，上述现有方式仍有系统可用性差，实非一便捷而容易广泛应用的设计，亟待加以改良。

技术实现要素：

本发明实施例的目的是提供一种动态预测外气与负载智慧节能控制方法，用于降低能耗提高设备运行稳定度。

本发明实施例的目的是通过以下技术方案实现的：

一种动态预测外气与负载智慧节能控制方法，包括：

设备与传感器通信模块接收所连接的机房用电与环境监控模块的用电信息和环境信息；

将所述用电信息送入智慧负载趋势分析模块，产生负载预测值；

气候预测分析模块接收气候观测信息，并产生第一时间外气气候条件与第二时间外气气候条件；

外气冷却效益评估模块将所述负载预测值与所述环境信息得到需求外气湿球温度，并计算得到所述第一时间外气气候条件与所述第二时间外气气候条件分别对应的外气湿球温度，将所述需求外气湿球温度、所述第一时间外气气候条件及第二时间外气气候条件分别对应的外气湿球温度进行比对；

当外气冷却设备处于启动状态，若所述需求外气湿球温度符合所述第一时间外气气候条件对应的外气湿球温度时，则保持所述外气冷却设备处于启动状态，若所述需求外气湿球温度不符合第一时间外气气候条件对应的外气湿球温度时，则停用所述外气冷却设备；以及

当所述外气冷却设备处于停用状态时，若所述需求外气湿球温度同时符合所述第一时间外气气候条件及所述第二时间外气气候条件分别对应的外气湿球温度时，则启动所述外气冷却设备，若所述需求外气湿球温度不符合所述第一时间外气气候条件、所述第二时间外气气候条件分别对应的外气湿球温度其中任一时，则保持所述外气冷却设备处于停用状态。

较佳地，所述环境信息包括机房温度、机房湿度、机房需求设定温度。

较佳地，将所述用电信息送入智慧负载趋势分析模块，产生负载预测值，包括：所述智慧负载趋势分析模块系将所述用电信息进行回归分析，产生所述负载预测值。

较佳地，所述第二时间外气气候条件大于所述第一时间外气气候条件。

较佳地，所述第一时间外气气候条件为30分钟的气候条件预测，所述第二时间外气气候条件为60分钟的气候条件预测。

本发明实施例的有益效果如下：

本发明通过接收外部气象资料平台(如气象局)提供的气象资料，以预测气候为边界值，利用演算函数分析得知30分钟、60分钟后的外气气候条件，并以智慧负载趋势分析模块利用负载率的回归分析公式预测30分钟后负载率变化趋势。将预测的外气气候条件与负载预测值提供给外气冷却效益评估模块，并依据当前的预测的外气气候条件与负载预测值，评估分析当前外气冷却设备应为开启或关闭，通过增加外气冷却设备的使用率来降低空调主机运转时数，同时于外气气候不适合运转前关闭外气冷却设备并提前开启空调主机来适应机房空调负载，提高整体设备运行稳定度。搭配机房设备负载变化趋势，并智慧学习设备负载变化并评估预测负载变化趋势。

附图说明

图1为本发明实施例提供的动态预测外气与负载智慧节能控制方法的模块示意图；

图2为本发明实施例提供的外气气候条件预测的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的动态预测外气与负载智慧节能控制方法的流程示意图。

附图标记：

101气候预测分析模块

102智慧负载趋势分析模块

103外气冷却效益评估模块

104设备与传感器通信模块

105机房用电与环境监控模块

s201～s203步骤流程

s301～s306步骤流程

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明提供的一种动态预测外气与负载智慧节能控制方法进行更详细地说明。

请参阅图1，为本发明实施例提供的动态预测外气与负载智慧节能控制方法的模块示意图，包括气候预测分析模块101、智慧负载趋势分析模块102、外气冷却效益评估模块103、设备与传感器通信模块104、机房用电与环境监控模块105。其中，利用设备与传感器通信模块104通过机房用电与环境监控模块105收集取得机房全部设备用电信息与机房的环境信息(包括机房温度、机房湿度、机房需求设定温度)并将用电信息提供至智慧负载趋势分析模块102产生负载预测值，将该负载预测值提供给外气冷却效益评估模块103。气候预测分析模块101将分析计算预测的外气气候条件提供至外气冷却效益评估模块103。外气冷却效益评估模块103根据分析判断结果，通过设备与传感器通信模块104控制外气冷却设备启动或停用。

请参阅图2，为本发明实施例提供的外气气候条件预测的流程示意图，其步骤如下：

s201：由气候预测分析模块向外部气象资料平台(如气象局)获取气象观测资料xml文件与乡镇天气预报资料xml文件；

s202：过滤分析观测气候条件，将气象观测资料xml文件资料及乡镇天气预报资料xml文件资料过滤；

s203：将预报资料时间作为边界值，并根据30分钟后、60分钟后的时间与预报边界值时间的比例进行内插计算预测气候条件，预测30分钟后气候条件、60分钟后气候条件。

其中，过滤分析举例如下：将气象观测资料xml文件资料过滤找出现在时间(9：30)测量的气候资料(9：30时测量记录的温度与湿度数值)，由乡镇天气预报资料xml文件资料过滤找出未来时段(12：00)的气候资料与时间(预测12：00时的温度与湿度数值)，最后通过分析预测气候计算将预报资料时间作为边界值，并依30分钟后、60分钟后的时间与预报边界值时间的比例进行内插计算预测气候条件(如温度与湿度)，预测30、60分钟后气候条件。其中分析函数关系如下：

wp，30min＝fp，30min(x，y，tnow)

wp，60min＝fp，60min(x，y，tnow)

x：过滤分析后的观测气候条件；

y：过滤分析后的预报气候条件；

tnow：现在时间(datetime)；

fp，30min：30分钟后气候预测函数；

fp，60min：60分钟后气候预测函数；

wp，30min：预测30分钟后气候条件；

wp，60min：预测60分钟后气候条件。

为本发明的智慧负载趋势分析模块每预定时间内(如5分钟)获取的机房用电信息储存于资料库中，并进行回归分析负载率预测公式(多元一次方程式)，最后将目前的pit，pit，max，tnow的数值代入回归分析出的多元一次方程式，预测30分钟后负载预测值。其中函数关系如下：

rit，p＝fp(pit，pit，max，tnow)

rit，p：预测30分钟后负载率(％)；fp：负载率预测函数；

pit：设备消耗功率(kw)；pit，max：最大设备消耗功率(kw)；

tnow：现在时间(datetime)。

外气冷却效益评估模块，根据机房温度、机房湿度、预测的外气气候条件、负载预测值、机房需求设定温度，分析控制外气冷却设备启动或停用。其中函数关系如下：

twb，oa100％＝tit，need-tconst

twb，oa100％：it负载率100％所需的外气湿球温度(℃)

tit，need：机房需求温度设定值(℃)

tconst：温度常数(℃)

twb，oaneed：需求外气湿球条件(℃)

rit，p：预测30分钟后it负载率(％)

tds：it负载率温度级距(℃)

tit：机房目前温度(℃)

气候符合定义：twb，oaneed-twb，oaprediction＞0.5℃

twb，oaneed：需求外气湿球条件(℃)

twb，oaprediction：预测的外气湿球温度。

请参阅图3，为本发明提供的动态预测外气与负载智慧节能控制方法的流程示意图，包括：

s301：设备与传感器通信模块接收所连接的机房用电与环境监控模块的用电信息和环境信息；

s302：将用电信息送入智慧负载趋势分析模块，产生负载预测值；

s303：气候预测分析模块接收气候观测信息，并产生第一时间外气气候条件与第二时间外气气候条件；

s304：外气冷却效益评估模块根据负载预测值与环境信息得到需求外气湿球温度，并计算得到第一时间外气气候条件与第二时间外气气候条件分别对应的外气湿球温度，将需求外气湿球温度、第一时间外气气候条件及第二时间外气气候条件分别对应的外气湿球温度进行比对；

s305：当外气冷却设备处于启动状态，若需求外气湿球温度符合第一时间外气气候条件对应的外气湿球温度时，则保持外气冷却设备处于启动状态，若需求外气湿球温度不符合第一时间外气气候条件对应的外气湿球温度时，则停用外气冷却设备；以及

s306：当外气冷却设备处于停用状态时，若需求外气湿球温度同时符合第一时间外气气候条件及第二时间外气气候条件分别对应的外气湿球温度时，则启动外气冷却设备，若需求外气湿球温度不符合第一时间外气气候条件、第二时间外气气候条件分别对应的外气湿球温度其中任一时，则保持外气冷却设备处于停用状态。

其中，环境信息包括机房温度、机房湿度、机房需求设定温度等。

其中，将用电信息送入智慧负载趋势分析模块，产生负载预测值，具体可以是：智慧负载趋势分析模块将用电信息进行回归分析，产生负载预测值。参见以上相关实施例。

其中，第二时间外气气候条件大于第一时间外气气候条件。

较佳地，第一时间外气气候条件为30分钟的气候条件预测，第二时间外气气候条件为60分钟的气候条件预测。

以下为一个实际场景的实施例：

一场房位于桃园市中坜区，现在时间为09：30。

由气候预测分析模块101的程序向气象局资料平台获取场房所属的气象观测资料xml文件与获取场房所属的乡镇天气预报资料xml文件，由过滤分析观测气候条件进行气象观测资料xml资料过滤取得案场所在地中坜区09：30目前的温度与湿度为22.5℃、76％，由过滤分析预报气候条件进行乡镇天气预报xml资料过滤取得案场所在地中坜区12：00的预报温度与湿度为26℃、62％，将过滤取得的气候信息分析预测气候计算出中坜区30分钟后、60分钟后的温度与湿度分别为23.2℃、73.2％，23.9℃、70.4％。

智慧负载趋势分析模块102向机房取得的当前信息技术(informationtechnology，it)设备消耗功率为23.9kw、最大设备消耗功率为36kw及现在时间，并将获取的用电信息储存于资料库，程序自动以资料库历史用电信息进行回归分析负载率预测公式，根据现在时间09：30与目前机房用电信息预测30分钟后负载率为63.8％。

将机房需求温度设定为27℃，并获取气候预测分析模块101预测资料(中坜区30分钟后、60分钟后的温度与湿度分别为23.2℃、73.2％；23.9℃、70.4％)、智慧负载趋势分析模块102预测资料(30分钟后负载率为63.8％)与机房环境温湿度(温度与湿度分别为28.3℃、48.4％)，由外气冷却效果评估模块计算分析得知需求外气湿球温度为20.45℃，30分钟后外气湿球温度为19.77℃、60分钟后外气湿球温度为20.02℃，假使a状态外气冷却系统目前运转中，b状态外气冷系统目前停机中。

于a状态时，因30分钟后外气气候符合，故送出启用外气冷却系统的信号。

于b状态时，30分钟后外气气候符合但60分钟后外气气候不符合，故送出停用外气冷却系统的信号。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。