冰机系统水泵的出水流量、压力优化控制方法、系统以及设备与流程

本发明涉及计算机领域，尤其涉及冰机系统水泵的出水流量、压力优化控制方法、系统以及设备。

背景技术：

1、冰机系统在工业领域、建筑楼宇等场景中有着广泛的应用，针对冰机系统的节能产品市场潜力巨大。水泵是冰机系统的重要设备，负责输送冷却水和冷冻水，是冰机系统的主要能耗设备之一，同时，水泵的运行工况不仅影响着其自身的能耗，对整个冰机系统的能耗也有着重要的影响。

2、水泵运行的优化目标是在满足水泵出口冷却水或冷冻水流量、压力要求的前提下，使水泵的总能耗最低。现有的针对水泵的控制主要依赖于工人的手动控制或简单的pid控制，这种方式不仅容易出现控制不稳定，而且低效，难以达到最经济的运行方式。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种冰机系统水泵的出水流量、压力优化控制方法、系统以及设备，能够基于采集的冰机系统及用户端的实时数据，构建多变量模型预测，针对水泵出水流量、压力进行实时优化控制，不仅节省了人力成本，同时，也给冰机系统的运行起到了节能的作用。

2、本发明的目的之一在于提供一种冰机系统水泵的出水流量、压力优化控制方法、系统以及设备，能够

3、为了实现本发明的至少一个发明目的，还提供了一种冰机系统水泵的出水流量、压力优化控制系统，所述冰机系统水泵的出水流量、压力优化控制系统包括水泵启动阶段判断单元、冰机系统经验数据库单元、水泵控制目标优化模型运行单元、控制参数优化模型运行单元、水泵投运台数调控单元、水泵频率调节模型运行单元以及频率调节单元，其中所述水泵启动阶段判断单元的判断结果为启动时，所述冰机系统经验数据库单元查询冰机系统经验数据库，确定水泵的控制目标及运行参数推荐值，所述水泵启动阶段判断单元的判断结果为不启动时，所述水泵控制目标优化模型运行单元输出并更新控制目标数据，所述控制参数优化模型运行单元运行控制参数优化模型，输出控制模型参数及相关阈值，所述水泵投运台数调控单元执行冷却水泵或冷冻水泵开启台数的控制以及执行是否需要切入或切出水泵的判断，当需要切入或者切出水泵时，执行切入或切出动作，当判断结果为不需要时，所述水泵频率调节模型运行单元运行水泵频率调节模型，确定并输出最佳运行频率，所述频率调节单元根据输出的最佳运行频率数据，执行频率调节，从而水泵运行台数以及运行频率被实时优化控制，进而冰机系统的冷却水及冷冻水出水流量、压力被实时优化控制。

4、在一些实施例中，其中所述水泵投运台数调控单元还被配置为：将冷却水泵或冷冻水泵分别保持同频运行，当水泵运行台数未达到上限，且水泵运行频率超过水泵最佳运行频率并且持续时间超过设定的时长限制时，从备用水泵中随机增加一台投入运行；当超过一台水泵运行，且水泵风机运行频率小于经济运行频率区间下限并且持续时间超过设定的时长限制时，将最早投入运行的一台水泵关闭。

5、在一些实施例中，其中所述水泵频率调节模型运行单元还被配置为：根据冷却水泵或冷冻水泵控制目标设定值与实际值偏差，启动水泵频率调节模型，在所述控制参数优化模型运行单元中优化的频率调节范围内，调节水泵的运行频率。

6、在一些实施例中，其中在该水泵启动阶段，基于系统热负荷及大气干、湿球温度，所述冰机系统经验数据库单元查询冰机系统经验数据库，确定水泵的控制目标及运行参数推荐值。

7、在一些实施例中，其中所述冰机系统经验数据库单元还被配置为：基于冰机系统的历史运行数据，不断维护经验数据库模块，构建专家系统，使得每次水泵启动时，能够根据运行环境输出当前运行参数推荐值。

8、在一些实施例中，其中需要优化的控制目标参数选自：冷却水最佳换热温差、冷冻水最佳出水流量、出水压力；其中，水泵运行目标优化模型的算法模型选自全连接神经网络、极限梯度提升决策树、随机森林、支持向量机、线性回归。

9、在一些实施例中，其中所述水泵控制目标优化模型运行单元的水泵控制目标优化模型基于人工智能对历史运行数据进行数据挖掘，在满足冰机系统设备安全运行及末端设备冷量需求的前提下，对水泵控制目标值执行实时优化，从而使冰机系统在不同工况下都保持最经济的运行状态。

10、在一些实施例中，其中所述控制参数优化模型运行单元中优化的模型参数包括：系统辨识模型参数、pid控制模型参数、当前工况启动水泵台数的上下限及频率控制的上下限；其中，优化算法模型选自：遗传算法、进化算法、粒子群算法、模拟退火算法、pid参数整定算法、凸优化算法、回归算法。

11、根据本发明的另一方面，还提供了一种冰机系统水泵的出水流量、压力优化控制方法，所述冰机系统水泵的出水流量、压力优化控制方法包括以下步骤：

12、在水泵启动阶段，基于系统热负荷及大气干、湿球温度，查询冰机系统经验数据库，确定水泵的控制目标及运行参数推荐值；在运行阶段，基于当前运行工况，运行水泵运行目标优化模型，输出并更新控制目标；运行控制参数优化模型，基于当前工况及控制效果，对控制模型参数及相关阈值进行优化；以及根据冷却水泵或冷冻水泵控制目标及相关参数实际值，调节冷却水泵或冷冻水泵开启台数及其运行频率。

13、在一些实施例中，其中所述冰机系统水泵的出水流量、压力优化控制方法还包括以下步骤：

14、基于冰机系统的历史运行数据，维护经验数据库模块，使得每次水泵启动时，能够根据运行环境输出当前运行参数推荐值；对历史运行数据执行数据挖掘，在满足冰机系统设备安全运行及末端设备冷量需求的前提下，对冷却水泵或冷冻水泵控制目标值执行实时优化。

技术特征：

1.一种冰机系统水泵的出水流量、压力优化控制系统，其特征在于，所述冰机系统水泵的出水流量、压力优化控制系统包括水泵启动阶段判断单元、冰机系统经验数据库单元、水泵控制目标优化模型运行单元、控制参数优化模型运行单元、水泵投运台数调控单元、水泵频率调节模型运行单元以及频率调节单元，其中所述水泵启动阶段判断单元的判断结果为启动时，所述冰机系统经验数据库单元查询冰机系统经验数据库，确定水泵的控制目标及运行参数推荐值，所述水泵启动阶段判断单元的判断结果为不启动时，所述水泵控制目标优化模型运行单元输出并更新控制目标数据，所述控制参数优化模型运行单元运行控制参数优化模型，输出控制模型参数及相关阈值，所述水泵投运台数调控单元执行冷却水泵或冷冻水泵开启台数的控制以及执行是否需要切入或切出水泵的判断，当需要切入或者切出水泵时，执行切入或切出动作，当判断结果为不需要时，所述水泵频率调节模型运行单元运行水泵频率调节模型，确定并输出最佳运行频率，所述频率调节单元根据输出的最佳运行频率数据，执行频率调节，从而水泵运行台数以及运行频率被实时优化控制，进而冰机系统的冷却水及冷冻水出水流量、压力被实时优化控制。

2.如权利要求1所述的冰机系统水泵的出水流量、压力优化控制系统，其中所述水泵投运台数调控单元还被配置为：将冷却水泵或冷冻水泵分别保持同频运行，当水泵运行台数未达到上限，且水泵运行频率超过水泵最佳运行频率并且持续时间超过设定的时长限制时，从备用水泵中随机增加一台投入运行；当超过一台水泵运行，且水泵风机运行频率小于经济运行频率区间下限并且持续时间超过设定的时长限制时，将最早投入运行的一台水泵关闭。

3.如权利要求1所述的冰机系统水泵的出水流量、压力优化控制系统，其中所述水泵频率调节模型运行单元还被配置为：根据冷却水泵或冷冻水泵控制目标设定值与实际值偏差，启动水泵频率调节模型，在所述控制参数优化模型运行单元中优化的频率调节范围内，调节水泵的运行频率。

4.如权利要求1至3中任一所述的冰机系统水泵的出水流量、压力优化控制系统，其中在该水泵启动阶段，基于系统热负荷及大气干、湿球温度，所述冰机系统经验数据库单元查询冰机系统经验数据库，确定水泵的控制目标及运行参数推荐值。

5.如权利要求1至3中任一所述的冰机系统水泵的出水流量、压力优化控制系统，其中所述冰机系统经验数据库单元还被配置为：基于冰机系统的历史运行数据，不断维护经验数据库模块，构建专家系统，使得每次水泵启动时，能够根据运行环境输出当前运行参数推荐值。

6.如权利要求1至3中任一所述的冰机系统水泵的出水流量、压力优化控制系统，其中需要优化的控制目标参数选自：冷却水最佳换热温差、冷冻水最佳出水流量、出水压力；其中，水泵运行目标优化模型的算法模型选自全连接神经网络、极限梯度提升决策树、随机森林、支持向量机、线性回归。

7.如权利要求1至3中任一所述的冰机系统水泵的出水流量、压力优化控制系统，其中所述水泵控制目标优化模型运行单元的水泵控制目标优化模型基于人工智能对历史运行数据进行数据挖掘，在满足冰机系统设备安全运行及末端设备冷量需求的前提下，对水泵控制目标值执行实时优化，从而使冰机系统在不同工况下都保持最经济的运行状态。

8.如权利要求1至3中任一所述的冰机系统水泵的出水流量、压力优化控制系统，其中所述控制参数优化模型运行单元中优化的模型参数包括：系统辨识模型参数、pid控制模型参数、当前工况启动水泵台数的上下限及频率控制的上下限；其中，优化算法模型选自：遗传算法、进化算法、粒子群算法、模拟退火算法、pid参数整定算法、凸优化算法、回归算法。

9.一种冰机系统水泵的出水流量、压力优化控制方法，其特征在于，所述冰机系统水泵的出水流量、压力优化控制方法包括以下步骤：

10.如权利要求9所述的冰机系统水泵的出水流量、压力优化控制方法，其中

技术总结
一种冰机系统水泵的出水流量、压力优化控制系统，包括水泵启动阶段判断单元、冰机系统经验数据库单元、水泵控制目标优化模型运行单元、控制参数优化模型运行单元、水泵投运台数调控单元、水泵频率调节模型运行单元以及频率调节单元，该冰机系统经验数据库单元查询冰机系统经验数据库，确定水泵的控制目标及运行参数推荐值，该水泵控制目标优化模型运行单元输出并更新控制目标数据，该控制参数优化模型运行单元运行控制参数优化模型，输出控制模型参数及相关阈值，该水泵频率调节模型运行单元运行水泵频率调节模型，确定并输出最佳运行频率，该频率调节单元根据输出的最佳运行频率数据，执行频率调节。

技术研发人员：徐加,屈泽中,刘志龙,李想,周胜达
受保护的技术使用者：海澜智云科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12