一种基于空调负荷预测的控制系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及控制技术领域，具体涉及一种基于空调负荷预测的控制系统及方法。
【背景技术】
[0002] 能源问题日益得到广泛重视，而目前，建筑能耗已经占到社会总能耗的27%以上， 在建筑物中，空调的能耗占建筑能耗的40%以上。建筑中空调系统节能已经成为节能领域 的一个热点，加大空调节能技术的研究具有巨大的理论和实际意义。
[0003] 随着科学的发展，生产过程对恒温恒湿的要求逐步提高，例如针织品、造纸、医药、 食品、数据中心机房等。中央空调系统是一个具有时滞、时变、非线性和大惰性的复杂系统， 其复杂性导致中央空调系统难以用精确的数学模型或方法来描述，若要空调系统很好的发 挥作用，一定程度上依赖于空调自动控制系统准确、灵敏的调节。传统的自控方法是通过仪 器、仪表和调节器进行控制，这种控制方法简单，易于实现，但缺点是控制精度低且故障率 商。
[0004] 综上所述，现有技术的空调系统可能会导致制冷量与负荷的变化不一致的问题， 因此空调系统无法在最佳能效状态下运行，无法保证恒温恒湿和节能要求。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的不足，本发明提供一种基于空调负荷预测的控制系统及方法，能 够提供更精确的温湿度控制，实现较大程度的节能。
[0006] 为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
[0007] -种基于空调负荷预测的控制系统，该系统包括：
[0008] 数据采集器，用于按照设定的时间间隔采集空调所在现场的室内温湿度信息和 室外温湿度信息，将其发送给空调负荷预测器；
[0009] 空调负荷预测器，包括预测步长调节单元，用于根据空调所在现场的室内温湿度、 预先设定的室内温湿度标准值和室外温湿度信息调节预测步长，其中预测步长的初始值为 预先设定；
[0010] 当前空调负荷计算单元，用于根据空调所在现场的室内温湿度与预先设定的室内 温湿度标准值的差值得到当前空调负荷数据；
[0011] 空调负荷预测单元，用于根据所述当前空调负荷数据和所述预测步长预测空调负 荷值；
[0012] 空调温湿度调节器，用于根据空调负荷预测器预测的空调负荷值对空调提前进行 温湿度控制。
[0013] 优选地，所述预测步长调节单元用于根据空调所在现场的室内温湿度、预先设定 的室内温湿度标准值和室外温湿度信息调节预测步长包括：
[0014] 当室内温湿度高于预先设定的室内温湿度标准值，且室外温湿度增大时，增加预 测步长。
[0015] 优选地，所述预测步长调节单元用于根据空调所在现场的室内温湿度、预先设定 的室内温湿度标准值和室外温湿度信息调节预测步长还包括：
[0016] 当室内温湿度低于预先设定的室内温湿度标准值，且室外温湿度变小时，减小预 测步长。
[0017] 优选地，所述预测步长调节单元用于根据空调所在现场的室内温湿度、预先设定 的室内温湿度标准值和室外温湿度信息调节预测步长还包括：
[0018] 当室内温湿度低于预先设定的室内温湿度标准值，且室外温湿度增大时，保持当 前预测步长；
[0019] 或，
[0020] 当室内温湿度高于预先设定的室内温湿度标准值，且室外温湿度变小时，保持当 前预测步长。
[0021] 优选地，所述调负荷预测单元，用于根据所述当前空调负荷数据和所述预测步长 预测空调负荷值包括：
[0022] 设x代表当前空调负荷数据，设X(Q) = (X(0)(l)，X(0)(2)，....x(0)(n))为当前 空调负荷数据序列，X (1) = (X(1)(l)，X(1)(2)，....x (1)(n))为当前空调负荷数据序列的1次 累加生成序列，有
[0023]
[0024] 记Xw = (xw⑴，xw⑵，....xw (n))为原始序列的r次累加序列，其中 r e (1，2, 3.? ? ?)，有
[0025]
[0026] 生成累加序列后，带入灰色预模型计算：
[0027]
[0028]
[0029] 微分方程的最小二乘估计参数满足下式：
[0033] Y N = [x(m 1：)⑵ x(m 1：) (3) x(m 1：) (n) ]T ; A(w-1> A(m) A(m)
[0034] 按x(r + l) = x (f+1):-x 的=(1-efl)(xw(l)-Wa>-累减还原得到 (〇，根据预测步长调节单元输出的预测步长t。得至ij预测负荷值
[0035] -种应用所述系统的基于空调负荷预测的控制方法，该方法包括：
[0036] S1.按照设定的时间间隔采集空调所在现场的室内温湿度信息和室外温湿度信 息；
[0037] S2.根据空调所在现场的室内温湿度、预先设定的室内温湿度标准值和室外温湿 度信息调节预测步长，其中预测步长的初始值为预先设定；
[0038] S3.根据空调所在现场的室内温湿度与预先设定的室内温湿度标准值的差值得到 当前空调负荷数据；
[0039] S4.根据所述当前空调负荷数据和所述预测步长预测空调负荷值；
[0040] S5.根据预测的空调负荷值对空调提前进行温湿度控制。
[0041] 优选地，所述步骤S2中根据空调所在现场的室内温湿度、预先设定的室内温湿度 标准值和室外温湿度信息调节预测步长包括：
[0042] 当室内温湿度高于预先设定的室内温湿度标准值，且室外温湿度增大时，增加预 测步长。
[0043] 优选地，所述步骤S2中根据空调所在现场的室内温湿度、预先设定的室内温湿度 标准值和室外温湿度信息调节预测步长还包括：
[0044] 当室内温湿度低于预先设定的室内温湿度标准值，且室外温湿度变小时，减小预 测步长。
[0045] 优选地，所述步骤S2中根据空调所在现场的室内温湿度、预先设定的室内温湿度 标准值和室外温湿度信息调节预测步长还包括：
[0046] 当室内温湿度低于预先设定的室内温湿度标准值，且室外温湿度增大时，保持当 前预测步长；
[0047] 或，
[0048] 当室内温湿度高于预先设定的室内温湿度标准值，且室外温湿度变小时，保持当 前预测步长。
[0049] 优选地，所述步骤S4中根据所述当前空调负荷数据和所述预测步长预测空调负 荷值包括：
[0050] 设x代表当前空调负荷数据，设Xw = (x(°)(l)，x(°)(2)，....x (°)(n))为当前空调 负荷数据序列，X(1) = (x(1) (1)，x(1) (2)，. . . . x(1) (n))为当前空调负荷数据序列的1次累加 生成序列，有
[0051]
[0052] 记Xw = (xw⑴，xw⑵，....xw (n))为原始序列的r次累加序列，其中 r e (1，2, 3. ? ? ?)，有
[0053]
[0054] 生成累加序列后，带入灰色预模型计算：
[0061] yn = [x(ml)⑵ x(ml)(3) x(ml)(n)]T;
[0062] 按x y + (/ + |)_A-⑴= ⑴ _/7/咖_._'，累减还原得 到 ^(/ +丨> =f卩+ 1卜Am(/)，根据步骤S2输出的预测步长t。得到预测负荷值 a(?' A⑴ A⑴ ('"+1) = -'(广》+1。
[0063] 本发明至少具有如下的有益效果：
[0064] 本发明根据空调所在现场的当前室内温湿度、预先设定的室内温湿度标准值和室 外温湿度信息计算当前空调负荷并调节预测步长，利用当前空调负荷与预测步长预测下一 时刻空调负