本发明涉及智能控制领域，尤其涉及一种风机协同节能控制方法。

背景技术：

1、冷却循环水系统是工业生产的核心配套设施，通过其中冷却塔的风机将循环水携带的热量散发至大气环境（空气），保障生产设备的恒温运行。大型的冷却循环水系统通常配置多台并联风机以提升冷却能力与系统冗余性。

2、现有技术中，多台并联风机的控制方案主要包括以下几种：

3、1.单台风机独立变频控制：仅对单台风机进行变频调速，其余风机固定频率运行或直接启停，无法实现多风机的协同优化。

4、2.多风机简单群控：对所有运行风机统一给定相同频率，不区分各台风机的性能差异，采用“同频一刀切”的方式运行。

5、3.单参数温度调节：仅根据出水温度单一参数进行调节，缺乏总冷却需求计算与最优分配逻辑，无法实现系统级的能耗优化。

6、4.人工经验控制：由操作人员根据经验手动启停风机、设定运行频率，控制精度低、响应慢，且严重依赖操作人员经验。

7、上述现有技术方案存在以下明显缺陷：

8、（1）能耗浪费严重：单台或少数风机高频满负荷运行，其余风机闲置，违背了风机功率与频率的三次方特性，导致能耗浪费极大。例如，单台风机以100hz运行，其功率与100³=1,000,000成正比；而两台风机各以50hz运行，总功率仅与2×50³=250,000成正比，后者能耗仅为前者的25%。

9、（2）冷却效率低下：多风机无优化分配，同频运行无法发挥各台风机的个体效率优势，系统整体冷却效率低。

10、（3）缺乏全局优化：控制逻辑简单，仅依赖温度单点调节，未建立“总冷却需求→总频率→多台最优分配”的闭环控制，无法实现系统级最低能耗运行。

11、（4）设备寿命不均：缺乏优先级分配机制，部分风机长期高负荷运行，部分风机长期闲置，导致风机运行不均衡，加速部分设备老化，缩短整体系统寿命。

12、因此，亟需一种能够实现多风机协同优化、全局能耗最小化、精准控温及均衡运行的智能控制方法。

技术实现思路

1、本发明提供一种风机协同节能控制方法，以解决现有技术中存在的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：

3、一种风机协同节能控制方法，应用于冷却循环水系统，所述方法包括：

4、s1、控制全部风机按照相同的初始运行频率运行；

5、s2、采集冷却循环水系统的冷水池的实时水温；

6、s3、将所述实时水温和预设的目标水温进行差值计算，得到温度偏差值；

7、s4、根据所述温度偏差值所处的区间，以相同的频率调节量对每台所述风机的运行频率进行调整；

8、s5、采集所述冷水池的实时水温，并判断是否达到所述目标水温；若是，则往下执行s6，若否，则返回执行所述s3；

9、s6、将所述风机的当前运行频率确定为基准运行频率；

10、s7、根据所述基准运行频率，从数据库中获取每台所述风机对应的单机贡献度；其中，所述数据库中存储有每台所述风机的不同运行频率与不同单机贡献度之间的对应关系；

11、s8、根据所述基准运行频率和每台所述风机的单机贡献度，分别确定每台所述风机各自对应的最终运行频率；其中，单机贡献度越大的所述风机对应的最终运行频率越大；

12、s9、控制每台所述风机按照各自对应的最终运行频率运行。

13、进一步地，所述风机协同节能控制方法中，所述s2包括：

14、s2.1、采集冷却循环水系统的冷水池的若干个不同位置点的水温，得到若干个水温值；

15、s2.2、将若干个所述水温值进行算术平均运算，得到平均水温值，并作为所述冷水池的实时水温。

16、进一步地，所述风机协同节能控制方法中，所述s3包括：

17、s3.1、根据当前季节和/或工况，获取对应的预设的目标水温；

18、s3.2、将所述实时水温和预设的目标水温，按照以下公式进行运算，得到温度偏差值：

19、温度偏差值=实时水温-目标水温。

20、进一步地，所述风机协同节能控制方法中，所述s4包括：

21、s4.1、将所述温度偏差值与预设的第一温度偏差阈值和/或第二温度偏差阈值进行比较；其中，所述第一温度偏差阈值大于所述第二温度偏差阈值；

22、s4.2、若所述温度偏差值大于第一温度偏差阈值，则以相同的频率调节量增大每台所述风机的运行频率；

23、若所述温度偏差值小于第二温度偏差阈值，则以相同的频率调节量减小每台所述风机的运行频率；

24、若所述温度偏差值大于等于所述第二温度偏差阈值，且小于等于所述第一温度偏差阈值，则维持每台所述风机的当前运行频率。

25、进一步地，所述风机协同节能控制方法中，所述s8包括：

26、s8.1、将每台所述风机的单机贡献度进行算术平均运算，得到平均贡献度；

27、s8.2、将所述基准运行频率、每台所述风机的单机贡献度和所述平均贡献度，按照以下公式进行运算，分别得到每台所述风机各自对应的最终运行频率：

28、最终运行频率=基准运行频率×（单机贡献度/平均贡献度）。

29、进一步地，所述风机协同节能控制方法中，所述方法还包括：

30、s100、控制全部风机按照相同的初始运行频率运行，并记录此时全部所述风机的总功率w；

31、s200、对第i台所述风机，将其当前运行频率增大δf，以及在维持全部所述风机的总频率不变的情况下，将其余的所述风机的运行频率同频减小，并记录此时全部所述风机的总功率wi；其中，其余的所述风机减小的运行频率之和等于δf；i为大于等于1的整数；

32、s300、按照以下公式，计算确定第i台所述风机的单机贡献度δi：

33、δi=w-wi；

34、s400、返回执行所述s200-s300，直至满足终止条件，得到第i台所述风机的不同运行频率与不同单机贡献度之间的对应关系；

35、s500、依次对其余的每台所述风机执行所述s200-s400，得到每台所述风机的不同运行频率与不同单机贡献度之间的对应关系。

36、进一步地，所述风机协同节能控制方法中，所述终止条件为以下任一项：

37、所述第i台风机的运行频率达到其额定频率上限；

38、所述其余风机中任一台的运行频率达到其额定频率下限；

39、所述频率调节的更新次数达到预设的最大迭代次数。

40、进一步地，所述风机协同节能控制方法中，在所述s9之后，所述方法还包括：

41、s10、根据本次采集的所述冷水池的实时水温，以及前两次采集的所述冷水池的实时水温，计算确定全部所述风机的总频率增量；

42、s11、判断所述总频率增量是否为正值；若是，则往下执行s12，若否，则往下执行s13；

43、s12、根据所述总频率增量和全部所述风机的总频率，计算确定同比例放大系数，并以所述同比例放大系数增大每台所述风机的运行频率；

44、s13、同步减小每台所述风机的运行频率；其中，全部所述风机减小的运行频率之和等于所述总频率增量的绝对值，且贡献度越大的所述风机对应的频率减小幅度越小。

45、进一步地，所述风机协同节能控制方法中，在所述s10中，所述总频率增量的计算公式为：

46、δf=kp×[e(t)-e(t-1)]+ki×e(t)+kd×[e(t)-2e(t-1)+e(t-2)]；

47、其中，δf为总频率增量，e(t)为本次采集的所述冷水池的实时水温，e(t-1)和e(t-2)为前两次采集的所述冷水池的实时水温，kp为比例系数，ki为积分系数，kd为微分系数。

48、进一步地，所述风机协同节能控制方法中，在所述s12中，所述同比例放大系数的计算公式为：

49、kmod=δf/f；

50、其中，kmod为同比例放大系数，δf为总频率增量，f为全部所述风机的总频率；

51、根据所述同比例放大系数，按照以下公式增大每台所述风机的运行频率：

52、f’=f×kmod；

53、其中，f’为所述风机增大后的运行频率，f为所述风机当前恶运行频率，kmod为同比例放大系数。

54、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

55、本发明提供的一种风机协同节能控制方法，通过建立“同频粗调→基准锁定→贡献度精调”的两阶段控制机制，首先将全部台风机统一调整至满足目标水温的基准运行频率，确保系统快速响应并稳定达到控温目标；继而基于各风机在不同频率下的单机贡献度差异，对基准频率进行差异化再分配，使贡献度高的风机运行于更高频率、贡献度低的风机运行于更低频率，从而在维持系统总冷却量不变的前提下，充分利用各风机的个体效率优势，实现全局能耗最小化；同时，该贡献度导向的分配策略自然形成风机的轮流优先与负荷均衡机制，有效避免部分风机长期高负荷运行而另一部分长期闲置的问题，显著延长系统整体使用寿命，最终达成冷却循环水系统多风机协同优化、精准控温、节能降耗与设备均衡运行的综合效益。