一种用于变频柜的能源动态储放节能控制方法及系统与流程

本发明涉及变频器，具体是涉及一种用于变频柜的能源动态储放节能控制方法及系统。

背景技术：

1、变频控制柜主要用于调节设备的工作频率，减少能源损耗，能够平稳启动设备，减少设备直接启动时产生的大电流对电机的损害。同时自带模拟量输入、pid控制、泵切换控制、通信功能和宏功能。可广泛适用于工农业生产及各类建 筑的给水，排水，消防，喷淋管网增压以及暖涌空语令热水循环等多种场合的自动控制。

2、现有的耗能设备获得的能源一定，但耗能设备不同时间耗费的能源是不同的，获得的能源与耗费的能源不匹配，获得的能源大于耗费的能源会造成能源浪费，获得的能源小于耗费的能源会造成能源短缺。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，提供一种用于变频柜的能源动态储放节能控制方法及系统，本技术方案解决了上述背景技术中提出的现有的耗能设备获得的能源一定，但耗能设备不同时间耗费的能源是不同的，获得的能源与耗费的能源不匹配，获得的能源大于耗费的能源会造成能源浪费，获得的能源小于耗费的能源会造成能源短缺的问题。

2、为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种用于变频柜的能源动态储放节能控制方法，包括：

4、获取单位时间内输入耗能设备的单位能量值；

5、实时监测耗能设备的运行状态，实时监测耗能设备能量消耗情况；

6、建立耗能设备的能量消耗预测模型；

7、使用能量消耗预测模型，根据实时监测的耗能设备能量消耗情况，对耗能设备未来一段时间内的能量消耗曲线进行预测，得到能量消耗预测曲线；

8、利用数据分析算法，优化得到第一控制策略，第一控制策略如下：根据能量消耗预测曲线，调整变频柜的工作状态，变频柜调整耗能设备的电机转速，调整储能库的能源动态储放；

9、实时接收外部环境和用户的突发需求，若无突发需求，则第二控制策略参数设置为零，若有突发需求，则获得耗能设备的额外耗能值及持续时间，根据额外耗能值和持续时间，优化得到第二控制策略；

10、第一控制策略和第二控制策略合并得到总控制策略，按照总控制策略进行参数调整。

11、优选的，所述实时监测耗能设备能量消耗情况包括以下步骤：

12、确定初始监测时间点，每隔预设间距，测量耗能设备在该时间点处的能量消耗，将时间点与对应的能量消耗配对；

13、作出时间点与对应的能量消耗的实际时间能量曲线，对实际时间能量曲线进行拟合，得到实际时间能量拟合函数；

14、将实际时间能量拟合函数作为耗能设备的能量消耗情况。

15、优选的，所述建立耗能设备的能量消耗预测模型包括以下步骤：

16、获得高耗能期样本数据集、中耗能期样本数据集和低耗能期样本数据集；

17、高耗能期样本数据集由至少一个高耗能数据构成，高耗能数据包含高耗能时间范围和每个时间点的能源消耗，高耗能时间范围为预设长度；

18、等分高耗能时间范围为两段，将高耗能数据分为前后两部分，前一部分作为高耗能对照数据，后一部分作为高耗能预测数据；

19、根据高耗能对照数据生成高耗能对照函数，根据高耗能预测数据生成高耗能预测函数；

20、中耗能期样本数据集由至少一个中耗能数据构成，中耗能数据包含中耗能时间范围和每个时间点的能源消耗，中耗能时间范围为预设长度；

21、等分中耗能时间范围为两段，将中耗能数据分为前后两部分，前一部分作为中耗能对照数据，后一部分作为中耗能预测数据；

22、根据中耗能对照数据生成中耗能对照函数，根据中耗能预测数据生成中耗能预测函数；

23、低耗能期样本数据集由至少一个低耗能数据构成，低耗能数据包含低耗能时间范围和每个时间点的能源消耗，低耗能时间范围为预设长度；

24、等分低耗能时间范围为两段，将低耗能数据分为前后两部分，前一部分作为低耗能对照数据，后一部分作为低耗能预测数据；

25、根据低耗能对照数据生成低耗能对照函数，根据低耗能预测数据生成低耗能预测函数；

26、高耗能对照函数、高耗能预测函数、中耗能对照函数、中耗能预测函数、低耗能对照函数和低耗能预测函数构成能量消耗预测模型。

27、优选的，所述对耗能设备未来一段时间内的能量消耗曲线进行预测，得到能量消耗预测曲线包括以下步骤：

28、获取耗能设备的实际时间能量拟合函数，实际时间能量拟合函数的定义域为（a，b），其中，b为当前时间点，a为起始时间点，b与a的差值为预设长度的一半；

29、判断耗能设备当前的耗能情况为高耗能期、中耗能期或低耗能期中的其中一种；

30、若当前的耗能情况为高耗能期，则从高耗能期样本数据集中选择与实际时间能量拟合函数差别最小的高耗能对照函数，将对应的高耗能预测函数作为能量消耗预测曲线；

31、若当前的耗能情况为中耗能期，则从中耗能期样本数据集中选择与实际时间能量拟合函数差别最小的中耗能对照函数，将对应的中耗能预测函数作为能量消耗预测曲线；

32、若当前的耗能情况为低耗能期，则从低耗能期样本数据集中选择与实际时间能量拟合函数差别最小的低耗能对照函数，将对应的低耗能预测函数作为能量消耗预测曲线。

33、优选的，所述根据能量消耗预测曲线，调整变频柜的工作状态包括以下步骤：

34、将未来一段时间均匀分割为至少一个分割时间段；

35、根据能量消耗预测曲线，预测分割时间段的期望能量消耗值；

36、变频柜使用输入控制端子和输出指示端子，控制变频器的运行操作和频率调整；

37、变频器控制耗能设备的电机的输出功率，将耗能设备在分割时间段的能量消耗控制为期望能量消耗值。

38、优选的，所述调整储能库的能源动态储放包括以下步骤：

39、根据单位能量值计算在分割时间段内输入耗能设备的输入能量；

40、计算分割时间段内的输入能量减去期望能量消耗值，得到能量存储值；

41、若能量存储值大于零，则根据能量存储值，在分割时间段内，调整储能库的输出功率，存储与能量存储值对应大小的能量；

42、若能量存储值小于零，则根据能量存储值，在分割时间段内，调整储能库的输出功率，释放与能量存储值的绝对值相等的能量。

43、优选的，所述根据额外耗能值和持续时间，优化得到第二控制策略包括以下步骤：

44、获得分割时间段内的分割额外耗能值，根据分割额外耗能值，获得变频柜的第一修正叠加参数，获得储能库的第二修正叠加参数。

45、优选的，所述第一控制策略和第二控制策略合并得到总控制策略包括以下步骤：

46、将第一控制策略中变频柜的调整参数与第二控制策略中变频柜的第一修正叠加参数进行叠加；

47、将第一控制策略中储能库的调整参数与第二控制策略中储能库的第二修正叠加参数进行叠加；

48、汇总得到总控制策略。

49、一种用于变频柜的能源动态储放节能控制系统，用于实现上述的用于变频柜的能源动态储放节能控制方法，包括：

50、能量输入监测模块，所述能量输入监测模块用于获取单位时间内输入耗能设备的单位能量值；

51、能量消耗监测模块，所述能量消耗监测模块用于实时监测耗能设备能量消耗情况；

52、耗能预测模块，所述耗能预测模块用于建立耗能设备的能量消耗预测模型，使用能量消耗预测模型，对耗能设备未来一段时间内的能量消耗曲线进行预测；

53、第一参数调整模块，所述第一参数调整模块用于利用数据分析算法，优化得到第一控制策略；

54、额外需求接收模块，所述额外需求接收模块用于实时接收外部环境和用户的突发需求；

55、第二参数调整模块，所述第二参数调整模块用于优化得到第二控制策略；

56、策略实施模块，所述策略实施模块用于按照总控制策略进行参数调整。

57、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

58、通过设置耗能预测模块、第一参数调整模块、额外需求接收模块和第二参数调整模块，将能源消耗分为高中低三个时期，在三个时期内进行数据检索，针对性强，检索量小，根据耗能预测，对变频柜和储能库的参数进行调整，使得当预测的耗能小于输入的能量时，将多余的能量存储至储能库，当预测的耗能大于输入的能量时，将储能库中能量释放，补偿耗能设备的电机的输出功率，进而避免能源浪费或能源短缺的情况。