基于暖通大模型的中央空调冷水机组主机负荷运行优化方法与流程

本发明涉及智能优化，尤其涉及基于暖通大模型的中央空调冷水机组主机负荷运行优化方法。

背景技术：

1、智能优化技术领域通常以设备运行状态和控制目标为处理基础，通过传感器取得反映设备负荷及运行条件的参数，再由控制设备结合预设规则对参数之间的关系进行计算和判断，并将形成的指令传递至执行设备，使数据采集、状态分析与设备动作按照既定控制流程衔接。

2、其中，传统中央空调冷水机组主机负荷运行优化方法是指根据建筑空调冷量需求对冷水机组主机的运行负荷进行调节的方法，通常由温度传感器和流量计取得冷冻水供回水状态，由电能计量装置记录主机用电情况，通过工业控制软件根据冷量需求与各主机当前负荷进行比较，再依据预设启停条件和负荷范围向主机控制器发送加载、卸载或启停指令。

3、传统中央空调冷水机组负荷控制依据当前冷量需求和主机负荷率进行启停加载或卸载判断，冷量需求与主机可分配能力之间缺少按调度时段组织的任务关系，主机运行状态允许运行负荷范围和功率记录未形成统一资源描述，控制指令执行后的实际冷量输出未与已分配冷量比较，导致负荷分配难以兼顾冷量任务完成程度和主机功率差异，执行偏差出现后后续调度仍沿用原有分配结果，影响连续调度中的负荷匹配和运行安排。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于暖通大模型的中央空调冷水机组主机负荷运行优化方法，通过将冷量需求转化为按调度时段组织的冷量任务，结合冷水机组主机的运行状态、当前负荷、允许运行负荷范围及功率记录构建主机资源状态，并依据负荷分配结果形成、筛选和执行负荷调度方案，使冷量任务、主机可分配能力、功率记录及实际冷量输出形成连续的调度与反馈关系，以适应中央空调冷水机组主机在不同调度时段内的负荷分配及运行调整需求。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种基于暖通大模型的中央空调冷水机组主机负荷运行优化方法，包括以下步骤：

3、将调度周期划分为多个调度时段，基于暖通大模型确定各所述调度时段的冷量需求，并按照所述冷量需求生成包含待分配冷量的冷量任务。所述调度周期可按照相同时间长度划分为连续且互不重叠的所述调度时段。将所述调度周期之前多个历史调度时段对应的冷水机组主机运行状态、冷水机组主机负荷、功率记录、冷冻水供回水温度和冷冻水流量输入所述暖通大模型，由所述暖通大模型输出各所述调度时段的所述冷量需求。针对每一所述调度时段，将对应的所述冷量需求确定为所述待分配冷量，并将所述调度时段、所述冷量需求和所述待分配冷量关联形成所述冷量任务，各所述冷量任务按照对应的所述调度时段的先后顺序排列。

4、采集各冷水机组主机的运行状态、当前负荷、允许运行负荷范围和功率记录，以所述运行状态确定可用状态，以所述当前负荷与所述允许运行负荷范围之间的差值确定剩余可分配负荷，并将所述运行状态、所述当前负荷、所述允许运行负荷范围、所述功率记录、所述可用状态和所述剩余可分配负荷关联形成主机资源状态。

5、在每一所述调度时段开始前，经主机控制器接口采集各所述冷水机组主机的所述运行状态和所述当前负荷，并读取与各所述冷水机组主机对应的所述允许运行负荷范围。当连续采集的所述运行状态一致，且连续采集的所述当前负荷均处于所述允许运行负荷范围内时，将对应所述冷水机组主机的所述可用状态确定为可用；当连续采集的所述运行状态不一致，或者任一次采集的所述当前负荷超出所述允许运行负荷范围时，将对应所述冷水机组主机的所述可用状态确定为不可用。

6、针对所述可用状态为可用的所述冷水机组主机，将所述允许运行负荷范围的负荷上限与所述当前负荷之间的差值确定为所述剩余可分配负荷。当所述剩余可分配负荷大于零时，保持对应所述冷水机组主机的所述可用状态为可用；当所述剩余可分配负荷不大于零时，将对应所述冷水机组主机的所述可用状态调整为不可用，并将所述剩余可分配负荷置零。

7、依据所述主机资源状态将所述冷量任务拆分为负荷分配项，使各所述负荷分配项关联对应的所述冷水机组主机、分配冷量和调度运行状态，并根据各所述负荷分配项的所述分配冷量确定已分配冷量和未分配冷量，生成候选负荷调度方案。

8、针对每一所述冷量任务，按照对应的所述调度时段，从所述主机资源状态中筛选所述可用状态为可用且所述剩余可分配负荷大于零的所述冷水机组主机，形成可分配主机集合。读取所述冷量任务中的所述待分配冷量，按照预设负荷分配顺序，依次将所述待分配冷量与所述可分配主机集合中各所述冷水机组主机的所述剩余可分配负荷进行比较。

9、当所述待分配冷量不大于对应的所述剩余可分配负荷时，将所述待分配冷量确定为对应的所述负荷分配项的所述分配冷量，将所述待分配冷量更新为零，并停止拆分对应的所述冷量任务。当所述待分配冷量大于对应的所述剩余可分配负荷时，将对应的所述剩余可分配负荷确定为所述分配冷量，并从所述待分配冷量中扣除所述分配冷量后继续进行比较，直至所述待分配冷量为零，或者所述可分配主机集合中的所述冷水机组主机均完成比较。

10、从所述可分配主机集合中选取至少一个所述冷水机组主机形成主机组合，按照所述剩余可分配负荷由大到小的顺序生成第一负荷分配顺序，并按照所述功率记录由小到大的顺序生成第二负荷分配顺序。分别按照所述第一负荷分配顺序和所述第二负荷分配顺序对所述待分配冷量进行比较和拆分，形成对应的所述负荷分配项。将所述调度时段、所述主机组合、对应的负荷分配顺序及对应的所述负荷分配项关联形成所述候选负荷调度方案，每一所述主机组合在每一所述负荷分配顺序下形成一个所述候选负荷调度方案。

11、在比较各所述候选负荷调度方案前，重新采集各所述候选负荷调度方案所包含的所述冷水机组主机的所述当前负荷，并将对应的所述允许运行负荷范围的负荷上限与重新采集的所述当前负荷之间的差值确定为校验剩余可分配负荷。将每一所述候选负荷调度方案中的各所述负荷分配项的所述分配冷量分别与对应所述冷水机组主机的所述校验剩余可分配负荷进行比较。当任一所述分配冷量超过对应的所述校验剩余可分配负荷时，筛除对应的所述候选负荷调度方案；当各所述分配冷量均未超过对应的所述校验剩余可分配负荷时，累计各所述分配冷量并确定为对应所述候选负荷调度方案的所述已分配冷量。当所述已分配冷量小于所述冷量需求时，将所述冷量需求与所述已分配冷量之间的差值确定为所述未分配冷量，否则将所述未分配冷量确定为零。

12、将筛选后各所述候选负荷调度方案按照所述未分配冷量由小到大排列，并保留所述未分配冷量最小的所述候选负荷调度方案。当所述未分配冷量最小的所述候选负荷调度方案为一个时，将对应的所述候选负荷调度方案确定为优选负荷调度方案；当所述未分配冷量最小的所述候选负荷调度方案为多个时，分别累计各所述候选负荷调度方案所包含的所述冷水机组主机在对应的所述调度时段内的所述功率记录，并保留累计的所述功率记录最小的所述候选负荷调度方案。当累计的所述功率记录最小的所述候选负荷调度方案仍为多个时，将所包含的所述冷水机组主机数量最少的所述候选负荷调度方案确定为所述优选负荷调度方案；当所包含的所述冷水机组主机数量仍相同时，将生成顺序在先的所述候选负荷调度方案确定为所述优选负荷调度方案。

13、依次针对各所述调度时段，从所述优选负荷调度方案中读取与所述调度时段对应的所述负荷分配项，将所述负荷分配项中的所述调度运行状态和所述分配冷量转换为调度指令，并将所述调度指令发送至对应的主机控制器。在所述主机控制器返回执行完成状态后，采集冷冻水供回水温度和冷冻水流量，根据所述冷冻水供回水温度确定冷冻水回水温度与冷冻水供水温度之间的温差，调用预存的冷冻水密度和冷冻水比热容，并按照所述冷冻水流量、所述温差、所述冷冻水密度和所述冷冻水比热容的乘积关系计算实际冷量输出。

14、将所述实际冷量输出与所述优选负荷调度方案在所述调度时段内的所述已分配冷量进行比较。当所述实际冷量输出低于所述已分配冷量时，将所述已分配冷量与所述实际冷量输出之间的差值确定为未完成冷量，并将所述未完成冷量与下一所述调度时段关联形成未完成冷量任务，重新采集各所述冷水机组主机的所述当前负荷，根据重新采集的所述当前负荷与对应的所述允许运行负荷范围重新确定所述可用状态和所述剩余可分配负荷，更新所述主机资源状态，并依据所述未完成冷量任务和更新后的所述主机资源状态重新生成后续所述调度时段的所述候选负荷调度方案。当所述实际冷量输出不低于所述已分配冷量时，将当前所述调度时段对应的所述冷量任务标记为已完成，并执行下一所述调度时段的所述优选负荷调度方案。

15、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

16、本发明通过将调度周期划分为调度时段，并利用暖通大模型生成各调度时段的冷量任务，使冷量需求形成可按时间顺序分配的任务对象；通过依据运行状态、当前负荷、允许运行负荷范围和功率记录构建主机资源状态，将待分配冷量拆分为负荷分配项，并以未分配冷量和功率记录累计值筛选优选负荷调度方案，使冷量任务与主机可分配能力建立对应关系；通过比较实际冷量输出与已分配冷量，在出现未完成冷量时更新主机资源状态并重新生成后续候选负荷调度方案，使调度结果能够随主机执行状态和冷量完成情况进行修正。