基于主机模块化的空气压缩机负荷控制方法及装置与流程

本发明属于空气压缩机负荷控制，涉及到基于主机模块化的空气压缩机负荷控制方法及装置。

背景技术：

0、技术背景

1、空气压缩机作为工业领域重点用能设备,是生产气源动力的主要提供设备之一,年耗电量约占工业设备总耗电量的15％,约占全国发电总量的9％,其能效水平对工业节能目标的实现有着重要影响，同时其运行效率和负荷控制对于能源消耗和生产效率至关重要，由此凸显了对空气压缩机的负荷控制的重要性。

2、传统的空气压缩机负荷控制方法通常采用固定的控制策略，无法根据实际生产需求动态调整，导致能源浪费和设备寿命减少，仍存在部分需要进行优化的地方，具体体现在以下几个方面：

3、1、当前对空气压缩机负荷控制受生产节奏、计划排程等影响呈现阶段性、间歇性的特点,导致空气压缩机组在大范围内变工况运行,人工调节速度慢,机组能耗高，没有从多层次的角度进行分析，容易造成分析数据存在差异性，无法提高空气压缩机负荷控制的准确性，造成生命、财产的巨大损失，同时给公共卫生和环境保护带来较长时间的负面影响。

4、2、当前无法保证空气压缩机负荷控制高效可靠安全运行，同时还无法有效降低因空气压缩机负荷控制而直接造成经济损失的可能性，无法保障分析的精准性和科学性。

技术实现思路

1、鉴于以上现有技术存在的问题，本发明提供基于主机模块化的空气压缩机负荷控制方法及装置，用于解决据上述技术问题。

2、为了实现上述目的及其他目的，本发明采用的技术方案如下：

3、本发明第一方面提供了基于主机模块化的空气压缩机负荷控制方法，该方法包括如下步骤：

4、步骤一、压缩机系统集成：对目标空气压缩机进行系统集成操作，其中，目标空气压缩机主机内包含各主机装置；

5、步骤二、机器数据处理：从机械数据库中提取出目标空气压缩机对应当天工况表单，并将其输入到目标空气压缩机的集成系统中，计算得出目标空气压缩机对应当天工况的最优运行参数；

6、步骤三、机器组合排序：对目标空气压缩机内各模块化主机装置进行组合排序，并获取目标空气压缩机对应各主机装置的运行数据，分析得出目标空气压缩机对应各当天时间段内各主机装置组合中的运行压缩量；

7、步骤四、机器组合筛分：筛选出目标空气压缩机对应各当天时间段内的最优主机装置组合；

8、步骤五、结果反馈终端：将筛选出来的目标空气压缩机对应最优主机装置组合编号反馈至目标空气压缩机控制系统中，并进行对应主机装置开启。

9、需要进一步说明的是，

10、需要进一步说明的是，所述目标空气压缩机对应当天工况的运行参数具体包括能效比和压缩机转速。

11、需要进一步说明的是，所述计算得出目标空气压缩机对应当天工况的最优运行参数，具体计算过程如下：

12、从机械数据库中提取出目标空气压缩机对应当天工况表单，并从其中提取出目标空气压缩机对应各当天时间段的预计最大流量需求值以及预计使用时长；

13、获取目标空气压缩机对应各当天时间段的总时长τj，j表示各当天时间段的编号，j＝1,2...n，通过分析公式分析得出目标空气压缩机对应各当天时间段的压缩需求量qj，qj表示目标空气压缩机对应第j个当天时间段的预计最大流量需求值，tj表示目标空气压缩机对应第j个当天时间段的预计使用时长，q′表示预设定的安全系数。

14、需要进一步说明的是，所述计算得出目标空气压缩机对应当天工况的最优运行参数，具体计算过程还包括如下步骤：

15、获取目标压缩机对应的型号，并从机械数据库中提取出目标压缩机对应相同型号的压缩机历史数据，其中，压缩机历史数据包括各压缩机对应各温度的历史产生压缩空气量；

16、将各压缩机对应各温度区间的历史产生压缩空气量进行数据整合，由此得到各温度区间对应各压缩机的历史产生压缩空气量集合f表示历史产生压缩空气量集合内各压缩机对应的编号，f＝1,2,...d，i表示各温度区间的编号；

17、将各温度区间对应各压缩机的历史产生压缩空气量集合内的各数值进行求和并均值计算，由此计算得出各温度区间对应压缩机的历史产生压缩空气均量，并将其作为各温度区间对应压缩机的产生压缩空气均量；

18、依据各温度区间对应压缩机的产生压缩空气均量的分析方式同理分析得出各温度区间对应压缩机的功率消耗均值；

19、从气象局中调取目标空气压缩机对应各当天时间段的温度最大值和温度最小值，将其进行相加并均值计算得出目标空气压缩机对应各当天时间段的温度均值，并将其与各温度区间进行比对，若识别出目标空气压缩机对应某当天时间段的温度均值在某温度区间之内，则提取该温度区间对应压缩机的产生压缩空气均量和功率消耗均值，作为目标空气压缩机对应该当天时间段的产生压缩空气均量和功率消耗均值，由此得到目标空气压缩机对应各当天时间段的产生压缩空气均量和功率消耗均值

20、并获取目标空气压缩机对应各当天时间段的功率消耗均值单位dwj，进一步分析得出目标空气压缩机对应各当天时间段的最优能效比其中，dw表示预定义的标准功率消耗单位。

21、需要进一步说明的是，所述计算得出目标空气压缩机对应当天工况的最优运行参数，还包括：

22、从机械数据库中提取出目标空气压缩机对应的标准性能曲线，进一步从中筛选出目标空气压缩机各压力状态下对应各参考转速的预计压缩空气量；

23、依据目标空气压缩机对应当天工况表单，进而确定目标空气压缩机对应各当天时间段的应用工况，并将其与机械数据库中存储的各应用工况对应的参考所需最高压力值进行比对，进一步得出目标空气压缩机对应各当天时间段的参考所需最高压力值

24、从机械数据库中提取出目标空气压缩机对应管道的参考直径d和长度l，通过计算得出目标空气压缩机对应各当天时间段的系统压力损失h和g分别表示预定的管道摩擦系数和重力加速度，νj表示目标空气压缩机对应第j个当天时间段的空气流速；

25、其中，目标空气压缩机对应各当天时间段的空气流速，具体计算过程如下：

26、依据目标空气压缩机对应管道的参考直径d，计算得出目标空气压缩机对应管道的截面面积进一步计算目标空气压缩机对应各当天时间段的空气流速其中，zh表示目标空气压缩机对应各当天时间段的单位与设定参考单位的转换值；

27、进一步得出目标空气压缩机对应各当天时间段的工作压力ρ安全表示预定义的目标空气压缩机参考安全余量；

28、将目标空气压缩机对应各当天时间段的工作压力导入目标空气压缩机各压力状态下对应各参考转速的预计压缩空气量，进一步确定目标空气压缩机对应各当天时间段的工作压力对应各参考转速的预计压缩空气量，并将其与目标空气压缩机对应各当天时间段的压缩需求量进行做差计算，得出差值最小的参考转速作为目标空气压缩机对应各当天时间段的最优压缩机转速。

29、需要进一步说明的是，所述目标空气压缩机对应各主机装置的实时运行数据包括当前时间点的运行效率、运行压缩量和运行功率。

30、需要进一步说明的是，所述分析得出目标空气压缩机对应各当天时间段内各主机装置组合中的运行压缩量，具体分析过程为：

31、从机械数据库中得到目标空气压缩机对应各主机装置单位时间内的运行压缩量，进一步得出目标空气压缩机对应各当天时间段内各主机装置组合中的运行总压缩量，并将其与目标空气压缩机对应各主机装置单位时间内的运行效率进行乘积运算，得出目标空气压缩机对应各当天时间段内各主机装置组合中的实际总压缩量；

32、获取目标空气压缩机对应各主机装置当前时间点的运行压缩量，进一步得出目标空气压缩机对应各当天时间段内各主机装置组合中的计算总压缩量；

33、将目标空气压缩机对应各当天时间段内各主机装置组合中的计算总压缩量作为分子，将目标空气压缩机对应各当天时间段内各主机装置组合中的实际总压缩量作为分母，再对各当天时间段进行求和均值计算，由此计算得出目标空气压缩机对应各主机装置组合的运行负荷率；

34、获取目标空气压缩机对应各当天时间段的最优压缩机转速进行拆分进目标空气压缩机对应各当天时间段内各主机装置组合内，得到目标空气压缩机对应各当天时间段内各主机装置组合内各主机装置对应的转速；

35、依据目标空气压缩机对应各当天时间段内各主机装置组合内各主机装置对应的转速的分析方式同理分析得出目标空气压缩机对应各当天时间段内各主机装置组合内各主机装置对应的能效比；

36、进一步得出目标空气压缩机对应各当天时间段内各主机装置组合中的运行压缩量。

37、需要进一步说明的是，所述目标空气压缩机对应各当天时间段内的最优主机装置组合，具体筛选过程为：

38、将目标空气压缩机对应各当天时间段内各主机装置组合中的运行压缩量与目标空气压缩机对应各当天时间段的压缩需求量进行做差计算，并筛选出差值排列前三的主机装置组合作为目标空气压缩机对应各当天时间段内的参考组合；

39、获取目标空气压缩机对应各当天时间段内各参考组合的各主机装置的运行功率，并将其与设定的单位机器运行功率对应的参考成本费用进行乘积计算，得出目标空气压缩机对应各当天时间段内各参考组合的各主机装置的成本费用，再将其求和，得出目标空气压缩机对应各当天时间段内各参考组合的成本费用；

40、将目标空气压缩机对应各当天时间段内各参考组合的成本费用互相比对，比对得出成本费用最低的参考组合作为目标空气压缩机对应各当天时间段的最优主机装置组合。

41、本发明第二方面提供了基于主机模块化的空气压缩机负荷控制装置，应用于本发明所述的基于主机模块化的空气压缩机负荷控制方法，其特征在于，包括电子设备和计算机可读存储介质；

42、所述电子设备包括处理器、存储器及通信总线，所述存储器上存储有可被所述处理器执行的计算机可读程序；

43、所述通信总线实现处理器与存储器之间的连接通信；

44、所述处理器执行所述计算机可读程序时实现如本发明任意一项所述的基于主机模块化的空气压缩机负荷控制方法中的步骤；

45、所述计算机可读存储介质存储一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或多个处理器执行，以实现如本发明任意一项所述的基于主机模块化的空气压缩机负荷控制方法中的步骤。

46、如上所述，本发明提供的基于主机模块化的空气压缩机负荷控制方法及装置，至少具有以下有益效果：

47、本发明提供的基于主机模块化的空气压缩机负荷控制方法及装置，通过对目标空气压缩机进行各主机装置系统集成操作，计算得出目标空气压缩机对应当天工况的最优运行参数，并对目标空气压缩机内各模块化主机装置进行组合排序，并获取目标空气压缩机对应各主机装置的运行数据，分析得出目标空气压缩机对应各当天时间段内各主机装置组合中的运行压缩量，进而筛选出目标空气压缩机对应各当天时间段内的最优主机装置组合，一方面，有效的解决了当前对于空气压缩机负荷控制还存在一定局限性的问题，当前避免导致空气压缩机组在大范围内变工况运行,提高了调节速度慢,降低了机组能耗，避免造成分析数据存在差异性，提高了空气压缩机负荷控制的准确性，另一方面，保证了空气压缩机负荷控制高效可靠的安全运行，同时还有效的降低了因空气压缩机负荷控制而直接造成经济损失的可能性，保障了分析的精准性和科学性，动态调整空气压缩机组合和运行负荷，优化控制器参数，实现能源效率最大化。