一种冷热源机组全工况选型方法及系统与流程

本发明涉及暖通空调设计与节能优化，具体涉及一种冷热源机组全工况选型方法及系统。

背景技术：

1、现有冷热源机组选型通常依据“设计日”最大负荷乘以安全系数来确定总容量，并依据工程师经验预设几种常见方案（如“大机组二用一备”或“均分容量”）进行静态比选。这种传统方法存在明显缺陷：

2、一是“静态选型”无法应对动态特征：忽略了全年负荷的时序分布特征，常导致机组在过渡季长期处于低负荷低效区或发生喘振，或变频机组因选型过大而无法运行在高效频率段。

3、二是“气象-性能”耦合缺失：未能显式量化不同天气类型（如梅雨季的高湿、冬季寒潮）对机组性能（尤其是空气源热泵）的非线性影响，导致设备在极端工况下出力不足或能效大幅衰减。

4、三是搜索空间受限：人工预设方案难以覆盖“非等容、多机型”的海量组合空间，极易遗漏兼顾初投资与运行能效的“全局最优解”。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种冷热源机组全工况选型方法及系统，旨在通过算法自动寻优与精细化动态校核，解决传统选型中静态选型导致的部分负荷能效差、气象-性能耦合缺失导致的环境适应性不足、以及人工搜索空间受限导致的负荷匹配度低的问题。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种冷热源机组全工况选型方法，包括以下步骤：将目标建筑的全年逐时综合负荷序列自动识别并分离为制冷负荷序列和制热负荷序列；构建所述冷热源机组的部分负荷率与能效比修正模型，以及关联室外环境参数的容量衰减与效率漂移修正模型；基于所述制冷负荷序列和所述制热负荷序列，滚动生成包含定频机组与变频机组组合的候选配置方案集；针对所述候选配置方案集中的每一候选方案，利用所述部分负荷率与能效比修正模型和所述容量衰减与效率漂移修正模型，执行全年逐时负荷匹配与机组启停模拟，得到各候选方案的逐时运行参数；基于所述逐时运行参数构建多维评价指标体系，计算所述各候选方案的各项评分；针对制冷工况与供热工况应用差异化权重，对所述各项评分进行加权求和得到综合加权评分，并根据所述综合加权评分输出选型方案。

3、所述冷热源机组全工况选型方法还包括：基于所述逐时运行参数统计定频机组与变频机组的装机容量、运行时长及供能占比，得到统计结果；所述针对制冷工况与供热工况应用差异化权重，对所述各项评分进行加权求和时，结合所述统计结果进行加权求和。

4、所述将目标建筑的全年逐时综合负荷序列自动识别并分离为制冷负荷序列和制热负荷序列，还包括以下步骤：选取全年多个典型季节窗口，采用多窗口投票机制对负荷正负值占比进行统计，生成负荷符号约定的判定结果，计算判定置信度并记录判定过程；支持人工手动覆盖所述判定结果；根据所述判定结果将所述综合负荷序列解耦为正值表示的所述制冷负荷序列与正值表示的所述制热负荷序列。

5、所述部分负荷率与能效比修正模型建立了机组能效比随部分负荷率变化的非线性映射关系；所述容量衰减与效率漂移修正模型关联室外干球温度和湿球温度；对于空气源热泵供热工况，所述容量衰减与效率漂移修正模型还包括温湿度耦合的结霜修正子模型。

6、所述滚动生成包含定频机组与变频机组组合的候选配置方案集，还包括以下步骤：通过最大公约数分析确定定频机组的单机容量模数；在预设的机组台数范围及多档容量占比的枚举范围内，结合多档变频容量配比参数的约束条件下，自动生成所述候选配置方案集。

7、所述预设的机组台数范围为2至5台；所述多档容量占比的枚举范围包括从以变频为主到以定频为主的多种占比配置。

8、在执行全年逐时负荷匹配与机组启停模拟时，采用定频机组优先承担基载、变频机组精准调峰的控制逻辑，并根据所述部分负荷率与能效比修正模型设置变频机组的高效部分负荷率区间、低效区及过载区的划分阈值，对落入所述低效区或所述过载区的候选方案进行记录与惩罚。

9、所述多维评价指标体系包括：负荷累积概率匹配度，用于评估基载容量与负荷统计特征的几何吻合度；时序运行效率，用于综合考量全年平均能效比、高效运行时长及启停损耗；天气适应性，用于评价系统在不同气象条件下的性能波动率；变频高效区覆盖率，用于评价变频机组选型的合理性。

10、针对制冷工况与供热工况分别设置差异化的权重系数，所述负荷累积概率匹配度、所述时序运行效率、所述天气适应性及所述变频高效区覆盖率的权重系数均大于0且总和为1，且供热工况下的天气适应性权重大于制冷工况下的天气适应性权重。

11、所述输出选型方案包括：输出至少一个选型方案，以及包含负荷匹配图、运行效率热力图、天气适应性雷达图、变频高效区覆盖率图及定频变频时长堆积柱状图的可视化评价报告。

12、本发明第二方面提供了一种冷热源机组全工况选型系统，包括：数据处理模块，用于将目标建筑的全年逐时综合负荷序列自动识别并分离为制冷负荷序列和制热负荷序列；模型构建模块，用于构建所述冷热源机组的部分负荷率与能效比修正模型，以及关联室外环境参数的容量衰减与效率漂移修正模型；候选方案生成模块，用于基于所述制冷负荷序列和所述制热负荷序列，滚动生成包含定频机组与变频机组组合的候选配置方案集；模拟模块，用于针对所述候选配置方案集中的每一候选方案，利用所述部分负荷率与能效比修正模型和所述容量衰减与效率漂移修正模型，执行全年逐时负荷匹配与机组启停模拟，得到各候选方案的逐时运行参数；评价模块，用于基于所述逐时运行参数构建多维评价指标体系，计算所述各候选方案的各项评分；以及，寻优输出模块，用于针对制冷工况与供热工况应用差异化权重，对所述各项评分进行加权求和得到综合加权评分，并根据所述综合加权评分输出选型方案。

13、本发明第三方面提供了一种冷热源机组全工况选型装置，包括：存储器，用于存储计算机程序；和，处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述的冷热源机组全工况选型方法。

14、本发明第四方面提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的冷热源机组全工况选型方法。

15、本发明第五方面提供了一种用于冷热源机组全工况选型的智能体，所述智能体被配置为执行如上述的冷热源机组全工况选型方法。

16、本发明第六方面提供了一种空调系统，包括上述的用于冷热源机组全工况选型的智能体。

17、由以上技术方案可知，本发明的优点在于：

18、本发明提供的一种冷热源机组全工况选型方法，通过将全年逐时综合负荷序列自动识别并分离为制冷负荷序列和制热负荷序列，实现了制冷与供热工况的独立优化，避免了负荷符号混淆导致的选型偏差；通过构建部分负荷率与能效比修正模型以及关联室外环境参数的容量衰减与效率漂移修正模型，量化了机组在非额定工况下的性能衰减，提高了模拟仿真的真实性；通过滚动生成包含定频机组与变频机组组合的候选配置方案集，替代了传统人工预设方案的局限，实现了搜索空间的自动遍历；通过全年逐时负荷匹配与机组启停模拟，结合多维评价指标体系与差异化权重加权求和，能够从负荷匹配度、运行效率、天气适应性等多个维度综合评估各候选方案，最终输出全局选型方案。

19、进一步地，本发明通过多窗口投票机制结合置信度评估自动识别负荷符号约定，并支持人工手动覆盖，提高了负荷解耦的可靠性与灵活性；通过最大公约数分析确定定频机组单机容量模数，并在2至5台机组台数范围及多档容量占比枚举约束下自动生成候选方案集，兼顾了搜索效率与方案覆盖率，避免遗漏非等容组合的全局最优解。

20、进一步地，本发明采用定频机组优先承担基载、变频机组精准调峰的控制逻辑，并根据部分负荷率与能效比修正模型设置变频机组的高效区、低效区及过载区阈值，对低效或过载候选方案进行记录与惩罚，有效避免了变频机组长期运行在低效区或发生喘振风险；通过构建包含负荷累积概率匹配度、时序运行效率、天气适应性及变频高效区覆盖率的四维评价指标体系，并针对制冷与供热工况设置差异化权重，实现了多目标综合寻优；通过输出选型方案及可视化评价报告，便于工程人员直观理解选型结果并进行决策。