换热系统的控制方法、装置、设备以及存储介质与流程

文档序号:25732076发布日期:2021-07-02 21:20阅读:74来源:国知局
换热系统的控制方法、装置、设备以及存储介质与流程
本公开涉及换热系统
技术领域
,尤其涉及图优化
技术领域

背景技术
:相关技术中,换热系统通常采用子系统建模或整体建模的方式进行构建和优化。其中,基于子系统特性的建模方式可解释性强、容易定位策略系统问题,但不同的换热系统结构各异,系统建模和求解过程复杂;整体黑盒建模方式将换热系统架构与寻优策略耦合在一起,但存在系统可解释性差、问题定位困难等缺陷。技术实现要素:本公开提供了一种换热系统的控制方法、装置、设备以及存储介质。根据本公开的一方面,提供了一种换热系统的控制方法,包括:对换热系统采用模块化配置,得到至少一个子模块;对运行至少一个子模块的控制对象进行属性描述,得到属性描述信息;根据属性描述信息,得到基于图优化策略的热力流图;根据冷源端和热源端的环境参数以及热力流图,得到控制参数,并在控制参数的驱动下保持换热系统处于能耗平衡态。据本公开的另一方面,提供了一种换热系统的控制装置,包括:配置模块,用于对换热系统采用模块化配置,得到至少一个子模块;属性描述模块,用于对运行至少一个子模块的控制对象进行属性描述,得到属性描述信息;热力流图生成模块,用于根据属性描述信息,得到基于图优化策略的热力流图;控制参数计算模块,用于根据冷源端和热源端的环境参数以及热力流图,得到控制参数,并在控制参数的驱动下保持换热系统处于能耗平衡态。根据本公开的另一方面,提供了一种电子设备,包括:至少一个处理器;以及与该至少一个处理器通信连接的存储器;其中,该存储器存储有可被该至少一个处理器执行的指令,该指令被该至少一个处理器执行,以使该至少一个处理器能够执行本公开任一实施例中的方法。根据本公开的另一方面,提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质,该计算机指令用于使计算机执行本公开任一实施例中的方法。根据本公开的另一方面,提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现本公开任一实施例中的方法。根据本公开的另一方面,提供了一种数据中心,包括:换热系统,换热系统采用本公开任一实施例中的方法,以处于能耗平衡态。根据本公开的技术,具备对换热系统的快速构建和部署能力,针对换热系统模型间的复杂串并联关系,可以实现快速求解和适应能力。应当理解,本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征,也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。附图说明附图用于更好地理解本方案,不构成对本公开的限定。其中:图1是根据本公开实施例的换热系统的控制方法的流程图;图2是根据本公开实施例的热力流图的构建流程图;图3是根据本公开实施例的求解热力流图目标解的具体流程图;图4是根据本公开实施例的计算图顶点的控制参数的具体流程图;图5是根据本公开实施例的得到热力流图的可行域的具体流程图;图6是根据本公开实施例的得到热力流图的可行域的具体流程图;图7是根据本公开实施例的对同态解进行剪枝处理的具体流程图;图8是根据本公开实施例的热力流图中的图顶点的具体示意图;图9是根据本公开实施例的热力流图的具体示意图;图10是根据本公开实施例的控制方法的一个示意图;图11是根据本公开实施例的换热系统的控制装置的框图;图12是用来实现本公开实施例的控制方法的电子设备的框图。具体实施方式以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明,其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解,应当将它们认为仅仅是示范性的。因此,本领域普通技术人员应当认识到,可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改,而不会背离本公开的范围和精神。同样,为了清楚和简明,以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。数据中心在整个it(互联网技术)产业中所消耗的电能是巨大的,如何降低数据中心能耗,提升设备的运维效率,对于节能减排具有重要意义。以高效率、低能耗为目标的数据中心智能化探索是当今业界的热点。如何对数据中心的换热系统进行构建以及优化,以使换热系统以较低的能耗平衡态维持运行,有利于数据中心实现节能减排的目的。相关技术中换热系统的建模与控制方式主要有如下几种:(1)无模型控制,即基于pid(proportionintegraldifferential,比例积分微分)算法反馈以及运维经验的优化控制。该种方式通常为单点反馈式控制,例如通过水泵频率来反馈控制水泵流量。这种方案的缺点是,反馈控制是状态保持的一种方式,一般需要依赖专家经验才能达到优化控制的目的。(2)基于理论模型的系统优化控制。该种方式是指基于热力学理论对系统进行建模,这种方式的缺点是,理论模型和实际设备的工作状态差距较大,落地效果较差。(3)基于换热系统架构的整体黑盒建模和基于神经网络、强化学习等智能算法的优化控制。其中,神经网络是学习复杂函数的有效工具,该模型能够学习、捕获线性以及非线性函数关系,缺点是可解释性差以及问题定位困难。并且,神经网络无法在系统中引入约束,无法直接生成控制策略;神经网络存在误差,且无法对误差进行针对性的补偿管理。强化学习是一种机器学习算法,该算法可以仿照人类认知的过程,使机器能够从实际的环境中学习经验,本质是一种自反馈学习的方式。强化学习算法的核心是计算每个动作的收益并不断记录尝试,但对于换热系统而言,存在动作(即调控策略)空间巨大、调试周期长的缺陷,并且调试过程中存在机房超温等其他风险。基于相关技术中存在的上述技术问题,本公开提供了一种换热系统的控制方法。图1示出根据本公开实施例的控制方法的流程图。如图1所示,该方法包括:步骤s101:对换热系统采用模块化配置,得到至少一个子模块;步骤s102:对运行至少一个子模块的控制对象进行属性描述,得到属性描述信息;步骤s103:根据属性描述信息,得到基于图优化策略(graph-basedoptimization)的热力流图;步骤s104:根据冷源端和热源端的环境参数以及热力流图,得到控制参数,并在控制参数的驱动下保持换热系统处于能耗平衡态。示例性地,在步骤s101中,换热系统具体可以为空调系统,通过对空调系统进行解耦,以将空调系统的设备构成拆分成三种,如热交换设备、动力设备以及连接设备,进而得到与各设备相对应的子模块。其中,热交换设备可以为板式换热器、冷却塔等用于实现热量交换的设备,动力设备可以为冷却泵等其他用于向换热介质提供流通动力的设备,连接设备可以为连接于多通设备以及换热设备之间的管路等,用于实现热量以换热媒介为载体从而在不同的换热设备或多通设备之间流转。示例性地,在步骤s102中,子模块的控制对象,即子模块所对应的具体设备。例如,针对空调系统,子模块的控制对象可以为热交换设备、多通设备、动力设备和连接设备中的任一个。属性描述信息可以包括子模块的控制参数、子模块的出度连接设备或入度连接设备、子模块所处的位置信息(例如位于冷源端或热源端)等一系列的信息。进一步地,可以利用模型管理模块,根据换热系统实际的havc(heating,ventilationandairconditioning,供热通风与空气调节)架构,对运行至少一个子模块的控制对象进行属性描述。其中,模型管理模块可以实现对设备模型库的维护,并结合实际的havc架构即可描述换热系统。示例性地,在步骤s103中,图优化策略即图优化算法。具体而言,根据属性描述信息,构建出包含节点与边的热力流图,节点用于表征热交换设备或多通设备,边用于表征连接设备,然后确定出节点与边的参数化形式。进一步地,可以通过图构建模块,基于配置文件或者用户在界面通过图形构建的暖通系统架构,并根据属性描述信息得到基于图优化策略的热力流图。示例性地,在步骤s104中,热源端和冷源端的环境参数可以包括干球温度、湿球温度以及相对湿度等参数。其中,热源端指的是向整个换热系统输入热量的一端,冷源端指的是向整个换热系统输入冷量的一端。例如,针对数据中心的换热系统,用于将机房的热量传输到室外,同时将室外的冷量传输到数据中心内部,其中,热源端可以为机房,冷源端可以为室外环境。通过将冷源端或热源端的环境参数作为热力流图的输入,并基于图优化策略得到控制参数。其中,控制参数可以包括各子模块的相关参数。例如,针对数据中心的换热系统而言,控制参数可以为流入或流出热交换设备的换热媒介的温度以及流量等。可以理解的是,在控制参数的驱动下保持换热系统处于能耗平衡态,即换热系统的各个设备在该控制参数下运行时,可以使换热系统的以最小能耗平衡态维持运行状态。其中,阈值可以根据实际情况中对于换热系统能耗的预期范围进行相应设置。根据本公开实施例的换热系统的控制方法,通过对换热系统采用模块化配置,并根据子模块的属性描述信息得到基于图优化策略的热力流图,最后根据冷源端和热源端的环境参数以及热力流图可以得到控制参数,以使换热系统可以达到符合阈值的最小能耗平衡态。由此,可以实现对换热系统的通用抽象和优化算法设计,以子系统模型搭建换热系统热力流图,以图优化算法求解热力流图,解耦了换热系统架构和策略优化算法,提高了可解释性和算法适应能力,实现了结构各异的换热系统的策略优化。并且,通过本公开实施例的方法可以求解得到当前环境条件(即冷源端和热源端的环境参数)下,换热系统较优的控制参数(热交换设备以及动力设备的控制参数),即使换热系统维持能耗最低的运行状态下控制参数的组合,从而达到节能的目的,进而实现对数据中心节能减排的优化方案。并且,相比于相关技术中基于pid控制方式,本公开实施例的方法基于对换热系统的模块化配置,可以提供设备模型库以提高子系统的建模和控制精度,并从全局出发对能源效率进行优化;相比于相关技术中基于神经网络的方式,本方案中的基于图优化策略得到的热力流图,具有可解释性强、问题定位方便的优点;相比于相关技术中基于增强学习的方式,本方案可以降低频繁对换热系统进行随机性调控所带来的风险。基于此,面对业界多种异构换热系统架构的挑战,本公开实施例的方法具备对换热系统的快速构建和部署能力,针对换热系统模型间的复杂串并联关系,可以实现快速求解和适应能力。如图2所示,在一种实施方式中,至少一个子模块包括热交换模块、动力模块和连接模块中的至少一种。其中,热交换模块用于表征热交换设备,动力模块用于表征动力设备,连接模块用于表征连接设备。在至少一个子模块包括热交换模块、动力模块和连接模块的情况下,该方法还包括:步骤s201:通过连接模块将热交换模块和动力模块进行连接,将室内的热量传输到室外,以及将室外的冷量传输到室内。可以理解的是,针对数据中心的换热系统,其工作目的是将室外的冷量传输到数据中心内部即机房,同时将室内的热量传输的机房的外部,因而换热系统在工作状态下可以看作为热量流动的图。为了实现这一工作目的,换热系统至少包括热交换设备、动力设备和连接设备,热交换设备用于完成热量交换,动力设备用于推动能量在连接设备中流动,连接设备负责换热设备的连接(例如管道),以实现能量以热媒介为载体的流转。通过上述实施方式,针对业界多种异构换热系统的架构,依然具备快速构建和部署能力,从而提高了本公开实施例的控制方法的通用性和适用范围。在一种实施方式中,基于图优化策略的热力流图包括:用于描述换热及多通连接属性的图顶点、以及用于描述多通连接属性中管道属性的图有向边。示例性地,如图8所示,图顶点的控制参数可以包括冷端入水温度、冷端出水温度、冷端流量、热端入水温度、热端出水温度和热端流量。其中,冷端指的是图顶点靠近冷源端一侧的控制参数,例如图示中顶点1的左侧即为冷端;热端指的是图顶点靠近热源端一侧的控制参数,例如图示中顶点1的右侧即为热端。在一个具体示例中,热力流图中各图顶点的控制参数可以满足如下特性:(1)相关联的两个图顶点之间的有向边构成闭环,且闭环中任一个图有向边上的各点的流量均相等。例如,图有向边1和图有向边2构成闭环,且图有向边1和图有向边2上各点的流量均为qc;图有向边3和图有向边4构成闭环,且图有向边3和图有向边4上各点的流量均为qh。(2)同一个图有向边上各点的入水温度或出水温度均相等。例如,图有向边1上各点的入水温度均为tc_in,图有向边3上各点的出水温度均为tc_out。(3)同一个图顶点上的位于同一侧的入度流量值和出度流量值相等。例如,对于图顶点1的冷源侧,图有向边1上的冷端流量为图顶点1的入度流量值,图有向边2上的冷端流量为图顶点1的出度流量值,且图顶点1的入度流量值和出度流量值均为qc;对于图顶点1的热源侧,图有向边3上的热端流量为图顶点1的出度流量值,图有向边4上的热端流量为图顶点1的入度流量值,且出度流量值和入度流量值均为qh。通过上述实施方式,针对换热系统各个子模块之间的复杂串并联关系,根据属性描述信息可以实现对热力流图的快速构建和部署,并且有利于通过图优化策略对各个图顶点的控制参数进行快速求解。如图3所示,在一种实施方式中,步骤s104包括:步骤s301:根据冷源端和热源端的环境参数,通过模型约束条件和各图顶点的预设取值集合,依次求解各图顶点的控制参数;步骤s302:基于各图顶点的控制参数,生成热力流图的可行域,可行域包括多个可行解,可行解为各图顶点的控制参数的集合;步骤s303:将保持换热系统符合阈值的最小能耗平衡态的可行解,作为热力流图的目标解。示例性地,在步骤s301中,模型约束条件可以为针对各顶点的控制参数所构建的函数。例如,顶点的控制参数可以满足以下函数:th_out=f(tc_in,tc_out,qc,th_in,qh),其中,f为对应法则,th_out为热端出水温度,tc_in为冷端入水温度,tc_out为冷端出水温度,qc为冷端流量,th_in为热端入水温度,qh为热端流量。通过确定控制参数中的已知参数或已知参数的取值范围,通过模型约束条件即可求解出位置参数或位置参数的取值范围,从而形成图顶点的控制参数的多个解。进而,基于热力流图,根据各图顶点之间的相互关系,依次确定出所有图顶点的控制参数。其中,部分已知参数或已知参数的取值范围,可以根据换热系统的冷源端或热源端的环境参数确定,或者根据图顶点对应的子模块的预设取值集合确定。示例性地,在步骤s302中,通过关联各顶点的控制参数,从而形成热力流图的多个可行解,进而得到热力流图的可行域。示例性地,在步骤s303中,可以根据换热系统在各可行解下,所有热交换设备和连接设备等其他耗能设备的能耗之和,得到与该可行解对应的代价值,并选取代价值最小的可行解作为热力流图的目标解。可以理解的是,目标解中各顶点的控制参数,即为控制换热系统保持符合阈值的最小能耗平衡态的最优控制参数。通过上述实施方式,可以求解得到换热系统在运行状态下,所有设备的最优控制参数,从而使换热系统在最低能耗平衡态下运行,实现对换热系统能耗的节能优化的目的。如图4所示,在一种实施方式中,控制参数包括冷端入水温度、冷端出水温度、冷端流量、热端入水温度、热端出水温度以及热端流量,步骤s301包括:步骤s401:从多个图顶点中选取处于冷源端的图顶点和处于热源端的图顶点,分别作为起始图顶点和终止图顶点;步骤s402:按照从起始图顶点至终止图顶点的方向,依次对各图顶点执行控制参数计算操作。其中,步骤s402可以具体包括:步骤s4021:确定图顶点的起始侧参数;步骤s4022:通过模型约束条件和图顶点的终止侧的预设取值集合,确定图顶点的终止侧参数,以得到图顶点的控制参数;步骤s4023:将图顶点的终止侧参数确定为下一图顶点的起始侧参数,并循环上一计算步骤;其中,起始图顶点的起始侧参数根据起始图顶点对应的环境参数确定。示例性地,在步骤s401中,针对数据中心的换热系统,处于冷源端的图顶点可以为,位于室外的热交换设备所对应的图顶点;处于热源端的图顶点可以为,位于室内的热交换设备所对应的图顶点。其中,处于冷源端的图顶点可以作为初始图顶点,处于热源端的图顶点可以作为终止图顶点,冷源端的环境参数即可作为换热系统的冷量输入参数,即图优化策略的输入量;或者,处于热源端的图顶点可以作为起始图顶点,处于冷源端的图顶点可以作为终止图顶点,热源端的环境参数即可作为换热系统的热量输入参数,即图优化策略的输入量。示例性地,在步骤s402中,参照图9所示,热力流图包括七个图顶点,其中,图顶点1、图顶点2、图顶点3、图顶点4和图顶点6的控制对象为热交换设备,图顶点5和图顶点7的控制对象为多通设备。热力流图的左端为冷源端,右端为热源端,其中,图顶点1和图顶点2为处于冷源端的图顶点,图顶点6为处于热源端的图顶点。以处于冷源端的图顶点作为初始顶点为例,图顶点1和/或图顶点2可以作为热力流图的起始顶点,图顶点6可以作为热力流图的终止顶点。按照从图顶点1或图顶点2至图顶点6的方向依次对各图顶点执行控制参数计算操作。进一步地,图顶点的状态可以包括冷却状态、激活状态和冷冻状态,其中,冷却状态用于表征图顶点尚未执行控制参数计算操作,且在冷却状态下的图顶点的颜色可以被配置为白色;激活状态用于表征图顶点正在执行控制参数计算操作,且在激活状态下的图顶点的颜色可以被配置为红色;冷冻状态用于表征图顶点已完成控制参数计算操作,即图顶点的控制参数已经得到,且在冷冻状态下的图顶点的颜色可以被配置为蓝色。图示中,图顶点1至图顶点5的状态均为冷冻状态,图顶点6和图顶点7的状态均为冷却状态。具体地,可以按照起始图顶点至终止图顶点的方向,依次将各图顶点的状态置为激活状态,且在执行完毕控制参数计算操作后将图顶点的状态置为冷冻状态。然后将与该处于冷冻状态的图顶点相关联的下一图顶点置为激活状态,并执行控制参数计算操作,直至计算完毕终止图顶点的控制参数。示例性地,在步骤s4021中,图顶点的起始侧参数可以为,邻近图顶点所处的冷源端或热源端一侧的参数。以起始图顶点为处于冷源端的图顶点为例,图顶点的起始侧参数可以为冷端入水温度、冷端出水温度以及冷端流量。以起始图顶点为处于热源端的图顶点为例,图顶点的起始侧参数可以为热端入水温度、热端出水温度以及热端流量。示例性地,在步骤s4022中,以起始图顶点为处于冷源端的图顶点为例,模型约束条件可以为满足如下函数:th_out=f(tc_in,tc_out,qc,th_in,qh)。基于步骤s4021得到起始侧参数,即tc_in,(冷源端入水温度)、tc_out(冷源端出水温度)以及qc(冷源流量)之后,根据终止侧的预设取值集合确定出th_in(热端入水温度)和qh(热端流量),再根据模型约束条件确定出th_out热端出水温度,进而得到图顶点的控制参数。其中,终止侧的预设取值集合可以包括th_in(热端入水温度)的预设取值集合以及qh(热端流量)的预设取值集合。示例性地,在步骤s4023中,以起始图顶点为处于冷源端的图顶点为例,在确定完图顶点的终止侧参数之后,将该图顶点的终止侧参数作为与其关联的下一图顶点的起始侧参数,并根据模型约束条件和图顶点的终止侧的预设取值集合,计算下一图顶点的控制参数,并以此循环,直至得到所有图顶点的控制参数。需要说明的是,起始图顶点的起始侧参数可以根据起始图顶点对应的环境参数确定。以起始图顶点为处于冷源端的图顶点为例,起始图顶点的起始侧参数可以根据冷源端的环境参数(例如干球温度、湿球温度以及相对湿度等)确定出大概的取值范围,并根据预设的步长将取值范围划分为多个参考值,以得到起始图顶点的起始侧参数的预设取值集合。通过上述实施方式,可以实现对各个图顶点的控制参数的快速求解,给出满足热力流图动态平衡的多个图顶点的控制参数,并且具有较高的计算精度。如图5所示,在一种实施方式中,步骤s302包括:步骤s501:关联各图顶点的控制参数,以生成多个可行解;步骤s502:根据终止图顶点的环境参数,确定终止图顶点的终止侧参数的取值范围;步骤s503:根据终止图顶点的终止侧参数的取值范围,对多个可行解进行过滤处理,以得到热力流图的可行域。示例性地,在步骤s501中,可将所有处于冻结状态的图顶点的控制参数进行关联,从而形成热力流图的多个可行解。示例性地,在步骤s502中,以终止图顶点为处于热源端的图顶点为例,根据热源端的环境参数(例如干球温度、湿球温度以及相对湿度等)确定出终止图顶点的终止侧参数的大概的取值范围,并根据预设的步长将取值范围划分为多个参考值,得到终止图顶点的终止侧参数的预设取值集合。示例性地,在步骤s503中,根据终止图顶点的终止侧参数的预设取值集合,对可行解进行过滤,选取满足终止图顶点的终止侧参数的预设取值集合的可行解,最终得到热力流图的可行域。通过上述实施方式,可以对热力流图的多个可行解进行过滤,以使最终得到的可行域满足换热系统在当前的环境条件下的动态平衡,从而进一步提升了可行域的计算精度。如图6所示,在一种实施方式中,步骤s402可以包括:步骤s601:关联各图顶点的控制参数,以生成多个可行解;步骤s602:在多个可行解中存在同态解的情况下,对同态解进行剪枝处理,以得到热力流图的可行域。需要说明的是,换热系统的热力流图搜索空间通常较大,通过对多个可行解中的同态解进行剪枝处理,有利于提升图优化的效率,并保证最终得到的可行域中不包括相同或相似的可行解。在一种实施方式中,同态解满足以下条件:对于终止侧的出度和入度均大于0的图顶点,终止侧的入水温度与出水温度的差值与流量的乘积相同的多个可行解为同态解;和/或,对于终止侧的出度大于0且终止侧的入度等于0的图顶点,终止侧的流量和出水温度均相同的多个可行解为同态解。在一个示例中,如图9所示,以初始图顶点为处于冷源端的图顶点为例,终止侧的出度和入度均大于0的图顶点,可以为邻近热源端一侧的出度和入度均大于0的图顶点,即图示中的图顶点4和图顶点3。对于图顶点4或图顶点3,在多个可行解中存在qh(th_in-th_out)相等的可行解的条件下,将这些可行解确定为同态解。在另一个示例中,如图9所示,以初始图顶点为处于冷源端的图顶点为例,终止侧的出度大于0且终止侧的入度等于0的图顶点,可以为邻近热源端一侧的出度大于0且入度等于0的图顶点,即图示中的图顶点5.对于图顶点5,在多个可行解中存在qh和th_out均相等的可行解的条件下,将这些可行解确定为同态解。如图7所示,在一种实施方式中,步骤s702可以包括:步骤s701:对于同态解中的多个可行解,分别计算各可行解对应的代价值;步骤s702:保留代价值最小的可行解,并剔除其余可行解。其中,可行解对应的代价值为,在该可行解下换热系统的各耗能设备的能耗之和。各可行解对应的代价值可通过用于描述顶点代价的模型计算得到。通过上述实施方式,可以实现对多个可行解中同态解的剪枝处理,并保证剪枝处理后剩余的可行解为同态解中代价值最低的可行解,从而提高目标解的计算精度。下面参考图9和图10以一个具体示例描述根据本公开实施例的换热系统的控制方法。如图10所示,该方法包括以下步骤:步骤s1001:根据换热系统结构构建热力流图;步骤s1002:确定热力流图的冷源顶点和热源顶点;其中,冷源顶点即处于冷源端的图顶点,热源顶点即处于热源端的图顶点;步骤s1003:将冷源顶点初始为激活顶点;换言之,将冷源顶点的状态初始化为激活状态;步骤s1004:根据顶点参数取值集合、模型约束条件和热力流图预设规则,生成冻结网络关联激活顶点后的可行域。其中,顶点参数取值集合,可以根据顶点各个控制参数的预设取值范围,通过设定相应步长截取出多个参考值得到;模型约束条件可以为基于顶点的多个控制参数预设的函数;可行域包括所有冷冻顶点的多个可行解,各可行解包括所有冷冻顶点的控制参数。下面参考图9,以冷源顶点作为初始图顶点为例,详细说明对控制参数进行优化的步骤。(1)如表1所示,根据冷源端的环境参数确定冷源顶点即顶点1的冷源侧参数s1c。tc_inqctc_outs1c1tc_in_1qc1tc_out_1s1c2tc_in_2qc2tc_out_2表1(2)根据顶点1的模型约束条件:th_out=f(tc_in,tc_out,qc,th_in,qh),求解顶点1的热源侧参数s1h,并得到如表2所示的顶点1的控制参数集合。表2(3)根据预设的th_out的取值范围为[th_out_min,th_out_max],对顶点1的控制参数集合进行过滤,并得到如表3所示的顶点1的可行解。tc_inqctc_outth_inqhth_outs11tc_in_1qc1tc_out_1th_in_1qh1f(s11')s13tc_in_1qc1tc_out_1th_in_1qh2f(s13')s15tc_in_2qc2tc_out_2th_in_1qh1f(s15')s16tc_in_2qc2tc_out_2th_in_2qh1f(s16')表3(4)判断顶点1的可行解中是否存在同态解,在同态解满足剪枝条件的情况下,对同态解进行剪枝操作。具体地,参考表4所示,假设状态s52与s53,对应图9中的弧5→6的热端流量和热端出水温度均相同,则仅保留解2、解3中代价最小的一个解。表4(5)将顶点1的状态置为冷冻状态,并将与顶点1相关联的顶点2置为激活状态,对顶点2执行控制参数计算操作。其中,在执行控制参数计算操作的过程中,取与冷冻顶点相关联的下一个冷却顶点置为激活顶点,并执行步骤(3)和(4)。(6)如果与冷冻顶点相关联的下一个冷却顶点置为热源顶点,则根据热源顶点特性对可行域进行约束过滤,并将热源顶点置为冷冻顶点。(7)评价最终可行域中每一个解的代价值,并取代价值最小的解作为最优解。其中,代价值为换热系统在该解下所有耗能设备的能耗之和。根据本公开的实施例,本公开还提供了一种数据中心。该数据中心包括换热系统,且换热系统采用根据本公开上述任一种实施方式的控制方法,以处于能耗平衡态。根据本公开的实施例,本公开还提供了一种换热系统的控制装置。如图11所示,该装置包括:配置模块1101,用于对换热系统采用模块化配置,得到至少一个子模块;属性描述模块1102,用于对运行至少一个子模块的控制对象进行属性描述,得到属性描述信息;热力流图生成模块1103,用于根据属性描述信息,得到基于图优化策略的热力流图;控制参数计算模块1104,用于根据冷源端和热源端的环境参数以及热力流图,得到控制参数,并在控制参数的驱动下保持换热系统处于能耗平衡态。在一种实施方式中,至少一个子模块,包括热交换模块、动力模块和连接模块中的至少一种;该装置还包括:连接模块,用于在至少一个子模块包括热交换模块、动力模块和连接模块的情况下,通过连接模块将热交换模块和动力模块进行连接,将室内的热量传输到室外,以及将室外的冷量传输到室内。在一种实施方式中,热力流图生成模块1103还用于:描述换热及多通连接属性的图顶点、以及用于描述多通连接属性中管道属性的图有向边。在一种实施方式中,控制参数计算模块1104包括:控制参数计算子模块,用于根据冷源端和热源端的环境参数,通过模型约束条件和各图顶点的预设取值集合,依次求解各图顶点的控制参数;可行域生成子模块,用于基于各图顶点的控制参数,生成热力流图的可行域,可行域包括多个可行解,可行解为各图顶点的控制参数的集合;目标解确定子模块,用于将保持换热系统符合阈值的最小能耗平衡态的可行解,作为热力流图的目标解。在一种实施方式中,控制参数包括冷端入水温度、冷端出水温度、冷端流量、热端入水温度、热端出水温度以及热端流量,控制参数计算子模块包括:起始图顶点和终止图顶点确定单元,用于从多个图顶点中选取处于冷源端的图顶点和处于热源端的图顶点,分别作为起始图顶点和终止图顶点;控制参数计算单元,用于按照从起始图顶点至终止图顶点的方向,依次对各图顶点执行控制参数计算操作,具体包括:起始侧参数确定子单元,用于确定图顶点的起始侧参数;控制参数生成子单元,用于通过模型约束条件和图顶点的终止侧的预设取值集合,确定图顶点的终止侧参数,以得到图顶点的控制参数;循环单元,用于将图顶点的终止侧参数确定为下一图顶点的起始侧参数,并循环上一计算步骤;其中,起始图顶点的起始侧参数根据起始图顶点对应的环境参数确定。在一种实施方式中,控制参数计算模块1104包括:可行解生成子模块,用于关联各图顶点的控制参数,以生成多个可行解;终止侧参数确定子模块,用于根据终止图顶点的环境参数,确定终止图顶点的终止侧参数的取值范围;可行域生成子模块,用于根据终止图顶点的终止侧参数的取值范围,对多个可行解进行过滤处理,以得到热力流图的可行域。在一种实施方式中,控制参数计算模块1104包括:可行解生成子模块,用于关联各图顶点的控制参数,以生成多个可行解;剪枝子模块,用于在多个可行解中存在同态解的情况下,对同态解进行剪枝处理,以得到热力流图的可行域。在一种实施方式中,同态解满足以下条件:对于终止侧的出度和入度均大于0的图顶点,终止侧的入水温度与出水温度的差值与流量的乘积相同的多个可行解为同态解;和/或,对于终止侧的出度大于0且终止侧的入度等于0的图顶点,终止侧的流量和出水温度均相同的多个可行解为同态解。在一种实施方式中,剪枝子模块包括:代价值计算单元,对于同态解中的多个可行解,分别计算各可行解对应的代价值;剔除单元,用于保留代价值最小的可行解,并剔除其余可行解。本公开实施例各装置中的各单元、模块或子模块的功能可以参见上述方法实施例中的对应描述,在此不再赘述。根据本公开的实施例,本公开还提供了一种电子设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。图12示出了可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备1200的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机,诸如,膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置,诸如,个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例,并且不意在限制本文中描述的和/或要求的本公开的实现。如图12所示,电子设备1200包括计算单元1201,其可以根据存储在只读存储器(rom)1202中的计算机程序或者从存储单元1208加载到随机访问存储器(ram)1203中的计算机程序来执行各种适当的动作和处理。在ram1203中,还可存储电子设备1200操作所需的各种程序和数据。计算单元1201、rom1202以及ram1203通过总线1204彼此相连。输入输出(i/o)接口1205也连接至总线1204。电子设备1200中的多个部件连接至i/o接口1205,包括:输入单元1206,例如键盘、鼠标等;输出单元1207,例如各种类型的显示器、扬声器等;存储单元1208,例如磁盘、光盘等;以及通信单元1209,例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元1209允许电子设备1200通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。计算单元1201可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元1201的一些示例包括但不限于中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、各种专用的人工智能(ai)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(dsp)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元1201执行上文所描述的各个方法和处理,例如换热系统的控制方法。例如,在一些实施例中,换热系统的控制方法可被实现为计算机软件程序,其被有形地包含于机器可读介质,例如存储单元1208。在一些实施例中,计算机程序的部分或者全部可以经由rom1202和/或通信单元1209而被载入和/或安装到电子设备1200上。当计算机程序加载到ram1203并由计算单元1201执行时,可以执行上文描述的换热系统的控制方法的一个或多个步骤。备选地,在其他实施例中,计算单元1201可以通过其他任何适当的方式(例如,借助于固件)而被配置为执行换热系统的控制方法。本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、芯片上系统的系统(soc)、负载可编程逻辑设备(cpld)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括:实施在一个或者多个计算机程序中,该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释,该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器,可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令,并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器,使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行,作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。在本公开的上下文中,机器可读介质可以是有形的介质,其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备,或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。为了提供与用户的交互,可以在计算机上实施此处描述的系统和技术,该计算机具有:用于向用户显示信息的显示装置(例如,crt(阴极射线管)或者lcd(液晶显示器)监视器);以及键盘和指向装置(例如,鼠标或者轨迹球),用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互;例如,提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如,视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈);并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入、或者触觉输入来接收来自用户的输入。可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如,作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如,应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如,具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机,用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如,通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括:局域网(lan)、广域网(wan)和互联网。计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。应该理解,可以使用上面所示的各种形式的流程,重新排序、增加或删除步骤。例如,本公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行,只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果,本文在此不进行限制。上述具体实施方式,并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是,根据设计要求和其他因素,可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本公开保护范围之内。当前第1页12
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1