一种中央空调制冷系统中冷却水循环能耗的预测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种中央空调制冷系统中冷却水循环能耗的预测方法及其装置，涉及冷却水循环能耗预测技术领域。针对待预测冷却水循环的设备，获取冷却水循环中各冷却水泵在不同工况下的转速、各冷却塔风机的风机转速、冷却水回水温度、冷却水供水温度等数据得到历史数据集；然后对历史数据进行预处理，得到冷却水循环的能耗向量；将冷却水循环能耗特征向量输入支持向量回归算法，计算得到冷却水循环能耗模型；将当前和上个周期各参数输入冷却水循环能耗模型中，计算得到冷却水循环的预测能耗。应用本发明专利技术，能实现对冷却水循环能耗的提前、准确预测。

【技术实现步骤摘要】
一种中央空调制冷系统中冷却水循环能耗的预测方法
本专利技术涉及冷却水循环能耗预测
，具体涉及一种中央空调制冷系统中冷却水循环能耗的预测方法。
技术介绍
工业制冷(中央空调制冷系统)在工业生产的能耗中一直占据着较大的比重。随着工业化进程的飞速发展，为满足不断扩大的生产需求，工业上需要中央空调制冷系统产生更多的制冷量对设备进行降温。因此，更多的电能将会被消耗，而节能减排也成为了各个企业的一大重要目标。在现有的中央空调制冷系统中，冷却水循环主要由冷却水泵、冷却塔风机等组成。然而，冷却水系统的能耗并没有很有效的管理方式。企业往往会制定年度、季度或者月度的能耗计划目标，该目标的制定既考虑到中央空调系统的结构特点、运行条件以及以往的能耗水平，也考虑到对能耗管理提升的目标、设备系统的技术改革等因素。现有技术的能耗完成情况的分析，通常是通过在能耗控制目标所规定的时间段内，通过统计该时间段已经累计产生的平均能耗数据，分析该能耗水平与能耗控制目标的差距。如果能对冷却水循环能耗进行提前预测，则可在一定程度上降低中央空调制冷系统的能耗水平，降低成本，提高制冷系统的制冷效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种中央空调制冷系统中冷却水循环能耗的预测方法，实现对冷却水循环能耗的提前预测。为解决上述的技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种中央空调制冷系统中冷却水循环能耗的预测方法，其特征在于包括如下步骤：S1、获取待预测冷却水循环历史数据：S1-1、获取冷却水循环中各冷却水泵的泵速PS、各冷却塔风机的风机转速FS、冷却水回水温度RT、冷却水供水温度ST、冷却水流量F、室外温度OT、冷却水循环的总能耗E；S1-2、使用数据获取模块按照时间间隔T将第S1-1步骤中获取的数据收集汇总；S1-3、数据存储模块将数据以时间戳为主键存储在数据库中；S2、数据预处理模块对历史数据进行预处理，得到冷却水循环能耗特征向量v，对冷却水循环能耗特征向量v进行预处理后，存储在数据库中；S3、将冷却水循环能耗特征向量v输入能耗模型训练模块，计算得到冷却水循环能耗预测模型；S4、获取待预测冷却水循环当前各冷却水泵的泵速PS′、各冷却塔风机的风机转速FS′、冷却水回水温度RT′、冷却水供水温度ST′、冷却水流量F′、室外温度OT′，对数据进行预处理后，得到能耗预测特征向量数据v′，将能耗预测特征向量数据v′输入冷却水循环能耗预测模型中，得到冷却水循环下一时间间隔的总能耗E′。更进一步的技术方案是步骤S1所述时间间隔T不小于10分钟。更进一步的技术方案是所述步骤S2的具体过程如下，S2-1、将历史数据中的冷却水循环总能耗转换为一个时间段内的总能耗，公式为E′t＝Et-Et-T，S2-2、将历史数据以时间戳为主键，转换为冷却水循环能耗特征向量v：v＝(Et，PS1，t，PS2，t，...PSn，t，PS1，t-T，PS2，t-T，...PSn，t-T，FS1，t，FS2，t，...FSn，t，FS1，t-T，FS2，t-T，...FSn，t-T，RTt，RTt-T，STt，STt-T，Ft，Ft-T，OTt，OTt-T)其中，Et为t时前一个时间间隔冷却水循环总能耗，PS1，t为t时刻编号为1的冷却水泵的转速，PS1，t-T为t-T时刻编号为1的冷却水泵的转速，PS2，t为t时刻编号为2的冷却水泵的转速，PS2，t-T为t-T时刻编号为2的冷却水泵的转速，PSn，t为t时刻编号为n的冷却水泵的转速，PSn，t-T为t-T时刻编号为n的冷却水泵的转速，FS1，t为t时刻编号为1的冷却塔风机的转速，FS1，t-T为t-T时刻编号为1的冷却塔风机的转速，FS2，t为t时刻编号为2的冷却塔风机的转速，FS2，t-T为t-T时刻编号为2的冷却塔风机的转速，FSn，t为t时刻编号为n的冷却塔风机的转速，FSn，t-T为t-T时刻编号为n的冷却塔风机的转速，RTt为t时刻的冷却水回水温度，RTt-T为t-T时刻的冷却水回水温度，STt为t时刻的冷却水供水温度，STt-T为t-T时刻的冷却水供水温度，Ft为t时刻冷却水流量，Ft-T为t-T时刻冷却水流量，OTt为t时刻的室外温度，OTt-T为t-T时刻的室外温度，T为时间间隔，n为冷却水循环中设备的个数；S2-3、对冷却水循环能耗特征向量进行数据的归一化处理；S2-4、将冷却水循环能耗特征向量存储在数据库中。更进一步的技术方案是所述步骤S3的具体过程如下，S3-1、从数据库中读取全部的冷却水循环能耗特征向量v；S3-2、将冷却水循环能耗特征向量v输入能耗模型训练模块中的支持向量回归算法，算法回归模型为：Et＝f(PS1，t，PS2，t，...PSn，t，PS1，t-T，PS2，t-T，...PSn，t-T，FS1，t，FS2，t，...FSn，t，FS1，t-T，FS2，t-T，...FSn，t-T，RTt，RTt-T，STt，STt-T，Ft，Ft-T，OTt，OTt-T)其中，Et为t时前一个时间间隔冷却水循环总能耗，PS1，t为t时刻编号为1的冷却水泵的转速，PS1，t-T为t-T时刻编号为1的冷却水泵的转速，PS2，t为t时刻编号为2的冷却水泵的转速，PS2，t-T为t-T时刻编号为2的冷却水泵的转速，PSn，t为t时刻编号为n的冷却水泵的转速，PSn，t-T为t-T时刻编号为n的冷却水泵的转速，FS1，t为t时刻编号为1的冷却塔风机的转速，FS1，t-T为t-T时刻编号为1的冷却塔风机的转速，FS2，t为t时刻编号为2的冷却塔风机的转速，FS2，t-T为t-T时刻编号为2的冷却塔风机的转速，FSn，t为t时刻编号为n的冷却塔风机的转速，FSn，t-T为t-T时刻编号为n的冷却塔风机的转速，RTt为t时刻的冷却水回水温度，RTt-T为t-T时刻的冷却水回水温度，STt为t时刻的冷却水供水温度，STt-T为t-T时刻的冷却水供水温度，Ft为t时刻冷却水流量，Ft-T为t-T时刻冷却水流量，OTt为t时刻的室外温度，OTt-T为t-T时刻的室外温度，T为时间间隔，n为冷却水循环中设备的个数；S3-3、支持向量回归算法结果保存为模型文件。更进一步的技术方案是所述步骤S4的具体过程如下，S4-1、通过PLC获取冷却水循环的各冷却水泵的泵速PS′、各冷却塔风机的风机转速FS′、冷却水回水温度RT′、冷却水供水温度ST′、冷却水流量F′，通过温度计测得室外温度OT′；S4-2、使用数据获取模块按照时间间隔T将上述数据收集汇总；S4-3、对实时数据进行预处理，得出能耗预测特征向量数据v′：v＝(Et，PS1，t，PS2，t，...PSn，t，PS1，t-T，PS2，t-T，...PSn，t-T，FS1，t，FS2，t，...FSn，t，FS1，t-T，FS2，t-T，...FSn，t-T，RTt，RTt-T，ST本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中央空调制冷系统中冷却水循环能耗的预测方法，其特征在于包括如下步骤：/nS1、获取待预测冷却水循环历史数据：/nS1-1、获取冷却水循环中各冷却水泵的泵速PS、各冷却塔风机的风机转速FS、冷却水回水温度RT、冷却水供水温度ST、冷却水流量F、室外温度OT、冷却水循环的总能耗E；/nS1-2、使用数据获取模块按照时间间隔T将第S1-1步骤中获取的数据收集汇总；/nS1-3、数据存储模块将数据以时间戳为主键存储在数据库中；/nS2、数据预处理模块对历史数据进行预处理，得到冷却水循环能耗特征向量v，对冷却水循环能耗特征向量v进行预处理后，存储在数据库中；/nS3、将冷却水循环能耗特征向量v输入能耗模型训练模块，计算得到冷却水循环能耗预测模型；/nS4、获取待预测冷却水循环当前各冷却水泵的泵速PS′、各冷却塔风机的风机转速FS′、冷却水回水温度RT′、冷却水供水温度ST′、冷却水流量F′、室外温度OT′，对数据进行预处理后，得到能耗预测特征向量数据v′，将能耗预测特征向量数据v′输入冷却水循环能耗预测模型中，得到冷却水循环下一时间间隔的总能耗E′。/n

【技术特征摘要】
1.一种中央空调制冷系统中冷却水循环能耗的预测方法，其特征在于包括如下步骤：
S1、获取待预测冷却水循环历史数据：
S1-1、获取冷却水循环中各冷却水泵的泵速PS、各冷却塔风机的风机转速FS、冷却水回水温度RT、冷却水供水温度ST、冷却水流量F、室外温度OT、冷却水循环的总能耗E；
S1-2、使用数据获取模块按照时间间隔T将第S1-1步骤中获取的数据收集汇总；
S1-3、数据存储模块将数据以时间戳为主键存储在数据库中；
S2、数据预处理模块对历史数据进行预处理，得到冷却水循环能耗特征向量v，对冷却水循环能耗特征向量v进行预处理后，存储在数据库中；
S3、将冷却水循环能耗特征向量v输入能耗模型训练模块，计算得到冷却水循环能耗预测模型；
S4、获取待预测冷却水循环当前各冷却水泵的泵速PS′、各冷却塔风机的风机转速FS′、冷却水回水温度RT′、冷却水供水温度ST′、冷却水流量F′、室外温度OT′，对数据进行预处理后，得到能耗预测特征向量数据v′，将能耗预测特征向量数据v′输入冷却水循环能耗预测模型中，得到冷却水循环下一时间间隔的总能耗E′。


2.根据权利要求1所述的一种中央空调制冷系统中冷却水循环能耗的预测方法，其特征在于：步骤S1所述时间间隔T不小于10分钟。


3.根据权利要求1所述的一种中央空调制冷系统中冷却水循环能耗的预测方法，其特征在于：所述步骤S2的具体过程如下，
S2-1、将历史数据中的冷却水循环总能耗转换为一个时间段内的总能耗，公式为E′t＝Et-Et-T
S2-2、将历史数据以时间戳为主键，转换为冷却水循环能耗特征向量v：
v＝(Et，PS1，t，PS2，t，...PSn，t，PS1，t-T，PS2，t-T，...PSn，t-T，FS1，t，FS2，t，...FSn，t，FS1，t-T，FS2，t-T，...FSn，t-T，RTt，RTt-T，STt，STt-T，Ft，Ft-T，OTt，OTt-T)
其中，Et为t时前一个时间间隔冷却水循环总能耗，PS1，t为t时刻编号为1的冷却水泵的转速，PS1，t-T为t-T时刻编号为1的冷却水泵的转速，PS2，t为t时刻编号为2的冷却水泵的转速，PS2，t-T为t-T时刻编号为2的冷却水泵的转速，PSn，t为t时刻编号为n的冷却水泵的转速，PSn，t-T为t-T时刻编号为n的冷却水泵的转速，FS1，t为t时刻编号为1的冷却塔风机的转速，FS1，t-T为t-T时刻编号为1的冷却塔风机的转速，FS2，t为t时刻编号为2的冷却塔风机的转速，FS2，t-T为t-T时刻编号为2的冷却塔风机的转速，FSn，t为t时刻编号为n的冷却塔风机的转速，FSn，t-T为t-T时刻编号为n的冷却塔风机的转速，RTt为t时刻的冷却水回水温度，RTt-T为t-T时刻的冷却水回水温度，STt为t时刻的冷却水供水温度，STt-T为t-T时刻的冷却水供水温度，Ft为t时刻冷却水流量，Ft-T为t-T时刻冷却水流量，OTt为t时刻的室外温度，OTt-T为t-T时刻的室外温度，T为时间间隔，n为冷却水循环中设备的个数；
S2-3、对冷却水循环能耗特征向量进行数据的归一化处理；
S2-4、将冷却水循环能耗特征向量存储在数据库中。


4.根据权利要求1所述的一种中央空调制冷系统中冷却水循环能耗的预测方法，其特征在于：所述步骤S3的具体过程如下，
S3-1、从数据库中读取全部的冷却水循环能耗特征向量v；
S3-2、将冷却水循环能耗特征向量v输入能耗模型训练模块中的支持向量回归算法，算法回归模型为：
Et＝f(PS1，t，PS2，t，...PS...

【专利技术属性】
技术研发人员：于忠清，陈国栋，
申请(专利权)人：青岛洪锦智慧能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37