一种中央空调系统多主机协同节能控制方法和系统与流程

本发明涉及暖通空调（hvac）节能控制，特别是指一种中央空调系统多主机协同节能控制方法和系统。

背景技术：

1、近年来，随着节能减排政策的推行，暖通空调（hvac），尤其中央空调系统的节能控制受到广泛关注。目前，中央空调控制通常依赖于供水温度设定点调节及主机启停。供水温度设定点及主机启停的有效控制是降低空调能耗的关键。然而，当前工业中的设定点调节及主机启停主要依赖于现场操作员和工程师的经验，这种手动操作无法准确地确定设定点，难以满足实际需求。

2、最优设定点控制（optimal-setting control, osc）被提出用于自动调节家用空调设定点以提升局部反馈控制的性能。osc包括外环控制层和内环控制层，其中外环用于调节内环控制器的设定点。与传统的通过改变本地控制器本身的控制系统设计方法不同，osc通过增加外环设定点调节回路来提高本地控制器的性能，而不改变本地控制系统。这样做的直接结果是可以避免因更换控制系统而造成的资源浪费，有效提升回本率，并且由于无需改变本地控制系统，工程师在实际管理中也会更加轻松。但是对于包含多主机的中央空调系统而言，相比家用空调，需要考虑多台主机的协同启停及设定点控制问题，但是相关的研究却很少。因此，针对存量楼宇中央空调系统多主机协同启停及设定点控制的研究对于降低系统能耗具有重要意义。

3、此外，中央空调主机的内环控制器通常仅将供回水温差作为反馈控制的重要依据，而不关注楼宇的整体舒适度，可能导致室内温度存在巨大的波动，影响室内舒适度的同时，也会增加系统能耗。

技术实现思路

1、本发明提供了一种中央空调系统多主机协同节能控制方法和系统，用以解决上述现有技术存在的问题。所述技术方案如下：

2、一方面，提供了一种中央空调系统多主机协同节能控制方法，包括：

3、s1、布置温度传感器，获取第一天各个时间周期的楼宇室内实际温度；

4、s2、进行外环控制，在外环控制过程中，根据所述楼宇室内实际温度，通过事件触发策略判断是否满足主机启停触发条件；

5、s3、当满足触发条件时，使用pid算法，根据将当前时刻参考的供回水温差与实际的供回水温差求差得到的第一误差，确定下一时刻的最优主机启动数量，之后再使用启停主机选择算法，选择启动或者停止的主机；

6、s4、将第一天各个时间周期的楼宇室内实际温度与对应各个时间周期的参考室内温度求差得到第一天的第二误差，将所述第一天的第二误差和初始的主机供水设定温度保存，之后第二天使用pid型迭代学习控制算法，根据所述第一天的第二误差和初始的主机供水设定温度，确定第二天的控制策略；

7、s5、根据所述第二天的控制策略，确定第二天的主机供水设定温度，将第二天各个时间周期的楼宇室内实际温度与对应各个时间周期的参考室内温度求差得到第二天的第二误差，将所述第二天的第二误差和第二天的主机供水设定温度保存，之后第三天使用pid型迭代学习控制算法，根据所述第二天的第二误差和第二天的主机供水设定温度，确定第三天的控制策略，如此通过按日的迭代周期，不断进行误差补偿，最终使得楼宇室内实际温度趋于理想值。

8、可选地，所述事件触发策略的公式如下：

9、

10、其中，为时间周期，第个周期的楼宇室内实际温度为，为时刻的楼宇室内实际温度，为事件触发调节因子，当满足条件时，系统第次触发调节主机启停状态的机制，那么此刻的触发时间为，将这个时间记录为，为第次满足触发条件的时间。

11、可选地，所述启停主机选择算法如下：

12、通过优先启动累计停止时间最长，且符合频繁启停限制的主机，以及优先停止累计运行时间最长，且符合频繁启停限制的主机，确保每个主机运行时间相近。

13、可选地，所述pid型迭代学习控制算法的公式如下：

14、

15、其中，，，为pid型迭代学习的可调参数，为第次迭代周期，第个时刻的主机供水设定温度，为第个迭代周期，第个时刻的主机供水设定温度，为第个迭代周期，第个时刻的楼宇室内实际温度与参考室内温度求差得到的第个时刻的第二误差，为第个迭代周期，第个时刻的楼宇室内实际温度与参考室内温度求差得到的第个时刻的第二误差，表示第个迭代周期，从主机开始启动算起直到第个时刻的所有第二误差求和。

16、可选地，所述楼宇室内实际温度为楼宇平均温度或者中位温度，根据如下公式进行判断：

17、

18、其中，t2为所述楼宇室内实际温度，为楼宇各个区域温度的中位数，为温度选择因子，如果满足，则，反之，。

19、另一方面，提供了一种中央空调系统多主机协同节能控制系统，所述系统包括：

20、温度传感器，用于获取第一天各个时间周期的楼宇室内实际温度；

21、外环控制云端处理器，用于进行外环控制，在外环控制过程中，根据所述楼宇室内实际温度，通过事件触发策略判断是否满足主机启停触发条件；当满足触发条件时，使用pid算法，根据将当前时刻参考的供回水温差与实际的供回水温差求差得到的第一误差，确定下一时刻的最优主机启动数量，之后再使用启停主机选择算法，选择启动或者停止的主机；将第一天各个时间周期的楼宇室内实际温度与对应各个时间周期的参考室内温度求差得到第一天的第二误差，将所述第一天的第二误差和初始的主机供水设定温度保存，之后第二天使用pid型迭代学习控制算法，根据所述第一天的第二误差和初始的主机供水设定温度，确定第二天的控制策略；根据所述第二天的控制策略，确定第二天的主机供水设定温度，将第二天各个时间周期的楼宇室内实际温度与对应各个时间周期的参考室内温度求差得到第二天的第二误差，将所述第二天的第二误差和第二天的主机供水设定温度保存，之后第三天使用pid型迭代学习控制算法，根据所述第二天的第二误差和第二天的主机供水设定温度，确定第三天的控制策略，如此通过按日的迭代周期，不断进行误差补偿，最终使得楼宇室内实际温度趋于理想值。

22、可选地，所述事件触发策略的公式如下：

23、

24、其中，为时间周期，第个周期的楼宇室内实际温度为，为时刻的楼宇室内实际温度，为事件触发调节因子，当满足条件时，系统第次触发调节主机启停状态的机制，那么此刻的触发时间为，将这个时间记录为，为第次满足触发条件的时间。

25、可选地，所述启停主机选择算法如下：

26、通过优先启动累计停止时间最长，且符合频繁启停限制的主机，以及优先停止累计运行时间最长，且符合频繁启停限制的主机，确保每个主机运行时间相近。

27、可选地，所述pid型迭代学习控制算法的公式如下：

28、

29、其中，，，为pid型迭代学习的可调参数，为第次迭代周期，第个时刻的主机供水设定温度，为第个迭代周期，第个时刻的主机供水设定温度，为第个迭代周期，第个时刻的楼宇室内实际温度与参考室内温度求差得到的第个时刻的第二误差，为第个迭代周期，第个时刻的楼宇室内实际温度与参考室内温度求差得到的第个时刻的第二误差，表示第个迭代周期，从主机开始启动算起直到第个时刻的所有第二误差求和。

30、可选地，所述楼宇室内实际温度为楼宇平均温度或者中位温度，根据如下公式进行判断：

31、

32、其中，t2为所述楼宇室内实际温度，为楼宇各个区域温度的中位数，为温度选择因子，如果满足，则，反之，。

33、本发明提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

34、本发明在中央空调系统多主机协同节能控制时，通过引入事件触发pid算法和pid型迭代学习控制算法，分别对主机启停及供水温度设定点实现控制，可以替代当前依赖工程师经验的粗放式调节方式，实现轻量化全自动节能控制。且pid参数调节简单，随着按日为周期的逐渐迭代优化，其对于楼宇温度的控制会更为精确的同时实现节能减排。而且该方法不再通过本地部署实现，而是将实时采集到的数据上传到外环控制云端处理器，云端处理器进行数据处理及确定控制策略，并通过协议下发到主机中，实现真正的云端部署、轻量化控制。另外本发明同时将供回水温度及楼宇温度作为策略调整的依据，这将大大提升控制性能及节能效果。