基于发车对数的分档调节地铁大系统空调控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于发车对数的分档调节地铁大系统空调控制方法及系统，所述方法包括以下步骤：获取地铁逐时发车对数，调用预先构建的第一渗风量计算模型获得地铁车站逐时出入口渗风量，调用预先构建的第二渗风量计算模型获得地铁车站逐时屏蔽门渗风量；结合地铁车站逐时出入口渗风量、地铁车站逐时屏蔽门渗风量和预先构建的无组织渗风得热量计算模型，获得地铁车站逐时无组织渗风得热量；确定地铁车站内人员散热量等，结合所述地铁车站逐时无组织渗风得热量和预先构建的地铁车站负荷比计算模型，获得地铁车站逐时负荷比；根据地铁车站逐时负荷比生成逐时空调档位表，运行时根据所述逐时空调档位表对空调模式进行自动调整。整。整。

【技术实现步骤摘要】
基于发车对数的分档调节地铁大系统空调控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及地铁空调控制
，具体的说，涉及了一种基于发车对数的分档调节地铁大系统空调控制方法及系统。

技术介绍

[0002]与地面建筑不同，地铁车站通常位于地下，与外界大气主要通过车站出入口、通风竖井相连通，属于半开敞的大空间，使得地铁热环境特殊。由于列车进出站导致的活塞风效应，强化了出入口渗风及屏蔽门渗风，导致地铁车站的空调负荷与列车的运动有非常强的关联性，这往往是常规控制方案忽视的问题。
[0003]现行的地铁空调自控系统的控制方案，主流是反馈控制。反馈控制主要存在两个问题：
[0004](1)由于地铁车站属于半开敞的大空间，因此控制响应时间长，同时由于地铁车站的空调负荷又受到列车发车带来的渗风负荷的影响，相当于在反馈控制过程中加入了强扰动，导致反馈控制难以稳定，容易出现超调。并且，实际运行中，为了避免在超调过程中出现的室内温度过高造成乘客投诉，通常会将室内温度控制目标调整得更低，导致过量供冷，能耗浪费；
[0005](2)监测变量多，例如，风机的变频控制需要监测室内环境温度，空调箱水阀的控制需要检测出风温度，冷冻水泵的控制需要检测管路的供水温度、回水温度、供水压力、回水压力等。因此，当部分数据测量结果不准确时，会导致整个反馈控制系统的运行异常。
[0006]为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种更适合地铁车站的技术解决方案。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种基于发车对数的分档调节地铁大系统空调控制方法及系统。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
[0009]本专利技术第一方面提供一种基于发车对数的分档调节地铁大系统空调控制方法，所述方法包括以下步骤：
[0010]获取地铁逐时发车对数，调用预先构建的第一渗风量计算模型获得地铁车站逐时出入口渗风量G1；预先构建的第一渗风量计算模型为：
[0011]G1＝L
×
d
×
(
‑
α1×
TDD2+α2×
TDD+α3)
[0012]其中，G1表示地铁车站逐时出入口渗风量，TDD表示地铁逐时发车对数，L表示地铁隧道长度修正系数，d表示地铁屏蔽门缝隙宽度修正系数，α1表示第一出入口渗风系数，α2表示第二出入口渗风系数，α3表示第三出入口渗风系数；
[0013]获取地铁逐时发车对数，调用预先构建的第二渗风量计算模型获得地铁车站逐时屏蔽门渗风量G2；预先构建的第二渗风量计算模型为：
[0014]G2＝L
×
d
×
(
‑
β1×
TDD3+β2×
TDD2‑
β3×
TDD+β4)
[0015]其中，G2表示地铁车站逐时屏蔽门渗风量，TDD表示地铁逐时发车对数，L表示地铁隧道长度修正系数，d表示地铁屏蔽门缝隙宽度修正系数，β1表示第一屏蔽门渗风系数，β2表示第二屏蔽门渗风系数，β3表示第三屏蔽门渗风渗风系数，β4表示第四屏蔽门渗风系数；
[0016]读取地铁车站室外空气与站厅空气的焓差Δh1、地铁隧道空气与站台空气的焓差Δh2，结合地铁车站逐时出入口渗风量G1、地铁车站逐时屏蔽门渗风量G2和预先构建的无组织渗风得热量计算模型，获得地铁车站逐时无组织渗风得热量Q
infiltration
；
[0017]确定地铁车站内人员散热量Q
person
，结合所述地铁车站逐时无组织渗风得热量Q
infiltration
和预先构建的地铁车站负荷比计算模型，获得地铁车站逐时负荷比θ；
[0018]预设若干个预设负荷比区间，每个预设负荷比区间与一个空调模式档位对应，每个空调模式档位预先配置一个动态调整策略，每一个动态调整策略均与地铁车站空调系统的多个设备耦合；
[0019]对地铁车站集中空调系统进行多设备联合分档自动调节时，先根据室外温湿度预报数据与预计的逐时发车对数表，预先计算每个时刻对应的地铁车站逐时负荷比θ；根据每个时刻对应的地铁车站逐时负荷比θ，计算得到每个时刻空调系统控制的空调模式档位，预配置逐时空调档位表：若计算出的地铁车站逐时负荷比θ处于第N预设负荷比区间内，则将对应时刻的空调模式配置为第N档；
[0020]在空调系统运行时，按照所述逐时空调档位表依次自动调整空调模式档位，调用不同空调模式档位对应的动态调整策略，实时对排风阀开度、回风阀开度、新风阀开度、送风机频率及启动台数、回排风机频率及启动台数、空调箱水阀开度、冷水机组电流上限、冷水机组启动台数、冷冻泵频率及启动台数、冷却泵频率及启动台数、冷却塔风机频率及启动台数进行动态调整；
[0021]在空调系统按照所述逐时空调档位表自动运行时，还自动获取实时逐时发车对数，若某个地铁逐时发车对数发生变化，则依据最新的地铁逐时发车对数计算出新的地铁车站逐时负荷比θ，判断新的地铁车站逐时负荷比θ与预先计算出的地铁车站逐时负荷比θ是否在同一个预设负荷比区间，若否，则确定新的地铁车站逐时负荷比θ对应的空调模式档位，用新的空调模式档位对空调模式自动调整。
[0022]本专利技术第二方面提供一种基于发车对数的分档调节地铁大系统空调控制系统，所述基于发车对数的分档调节地铁大系统空调控制系统包括：
[0023]出入口渗风量计算单元，其用于获取地铁逐时发车对数，根据所述地铁逐时发车对数和预先构建的第一渗风量计算模型，获得地铁车站逐时出入口渗风量G1；预先构建的第一渗风量计算模型为：
[0024]G1＝L
×
f
×
(
‑
α1×
TDD2+α2×
TDD+α3)
[0025]其中，G1表示地铁车站逐时出入口渗风量，TDD表示地铁逐时发车对数，L表示地铁隧道长度修正系数，d表示地铁屏蔽门缝隙宽度修正系数，α1表示第一出入口渗风系数，α2表示第二出入口渗风系数，α3表示第三出入口渗风系数；
[0026]屏蔽门渗风量计算单元，其用于获取地铁逐时发车对数，根据所述地铁逐时发车对数和预先构建的第二渗风量计算模型，获得地铁车站逐时屏蔽门渗风量G2；预先构建的第二渗风量计算模型为：
[0027]G2＝L
×
d
×
(
‑
β1×
TDD3+β2×
TDD2‑
β3×
TDD+β4)
[0028]其中，G2表示地铁车站逐时屏蔽门渗风量，TDD表示地铁逐时发车对数，L表示地铁隧道长度修正系数，d表示地铁屏蔽门缝隙宽度修正系数，β1表示第一屏蔽门渗风系数，β2表示第二屏蔽门渗风系数，β3表示第三屏蔽门渗风渗风系数，β4表示第四屏蔽门渗风系数；
[0029]无组织渗风得热量计算单元，其用于读取地铁车站室外空气与站厅空气的焓差本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于发车对数的分档调节地铁大系统空调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：获取地铁逐时发车对数，调用预先构建的第一渗风量计算模型获得地铁车站逐时出入口渗风量G1；预先构建的第一渗风量计算模型为：G1＝L
×
d
×
(
‑
α1×
TDD2+α2×
TDD+α3)其中，G1表示地铁车站逐时出入口渗风量，TDD表示地铁逐时发车对数，L表示地铁隧道长度修正系数，d表示地铁屏蔽门缝隙宽度修正系数，α1表示第一出入口渗风系数，α2表示第二出入口渗风系数，α3表示第三出入口渗风系数；获取地铁逐时发车对数，调用预先构建的第二渗风量计算模型获得地铁车站逐时屏蔽门渗风量G2；预先构建的第二渗风量计算模型为：G2＝L
×
d
×
(
‑
β1×
TDD3+β2×
TDD2‑
β3×
TDD+β4)其中，G2表示地铁车站逐时屏蔽门渗风量，TDD表示地铁逐时发车对数，L表示地铁隧道长度修正系数，d表示地铁屏蔽门缝隙宽度修正系数，β1表示第一屏蔽门渗风系数，β2表示第二屏蔽门渗风系数，β3表示第三屏蔽门渗风渗风系数，β4表示第四屏蔽门渗风系数；读取地铁车站室外空气与站厅空气的焓差Δh1、地铁隧道空气与站台空气的焓差Δh2，结合地铁车站逐时出入口渗风量G1、地铁车站逐时屏蔽门渗风量G2和预先构建的无组织渗风得热量计算模型，获得地铁车站逐时无组织渗风得热量Q
infiltration
；确定地铁车站内人员散热量Q
person
，结合所述地铁车站逐时无组织渗风得热量Q
infiltration
和预先构建的地铁车站负荷比计算模型，获得地铁车站逐时负荷比θ；预设若干个预设负荷比区间，每个预设负荷比区间与一个空调模式档位对应，每个空调模式档位预先配置一个动态调整策略，每一个动态调整策略均与地铁车站空调系统的多个设备耦合；对地铁车站集中空调系统进行多设备联合分档自动调节时，先根据室外温湿度预报数据与预计的逐时发车对数表，预先计算每个时刻对应的地铁车站逐时负荷比θ；根据每个时刻对应的地铁车站逐时负荷比θ，计算得到每个时刻空调系统控制的空调模式档位，预配置逐时空调档位表：若计算出的地铁车站逐时负荷比θ处于第N预设负荷比区间内，则将对应时刻的空调模式配置为第N档；在空调系统运行时，按照所述逐时空调档位表依次自动调整空调模式档位，调用不同空调模式档位对应的动态调整策略，实时对排风阀开度、回风阀开度、新风阀开度、送风机频率及启动台数、回排风机频率及启动台数、空调箱水阀开度、冷水机组电流上限、冷水机组启动台数、冷冻泵频率及启动台数、冷却泵频率及启动台数、冷却塔风机频率及启动台数进行动态调整；在空调系统按照所述逐时空调档位表自动运行时，还自动获取实时逐时发车对数，若某个地铁逐时发车对数发生变化，则依据最新的地铁逐时发车对数计算出新的地铁车站逐时负荷比θ，判断新的地铁车站逐时负荷比θ与预先计算出的地铁车站逐时负荷比θ是否在同一个预设负荷比区间，若否，则确定新的地铁车站逐时负荷比θ对应的空调模式档位，用新的空调模式档位对空调模式自动调整。2.根据权利要求1所述的基于发车对数的分档调节地铁大系统空调控制方法，其特征在于，预设负荷比区间、空调模式档位与动态调整策略一一对应设置；
在90％≤地铁车站逐时负荷比θ≤100％时，将空调模式自动调整为第1档，调用第一动态调整策略；在80％≤地铁车站逐时负荷比θ＜90％时，将空调模式自动调整为第2档，调用第二动态调整策略；在70％≤地铁车站逐时负荷比θ＜80％时，将空调模式自动调整为第3档，调用第三动态调整策略；在60％≤地铁车站逐时负荷比θ＜70％时，将空调模式自动调整为第4档，调用第四动态调整策略；在50％≤地铁车站逐时负荷比θ＜60％时，将空调模式自动调整为第5档，调用第五动态调整策略；在45％≤地铁车站逐时负荷比θ＜50％时，将空调模式自动调整为第6档，调用第六动态调整策略；在40％≤地铁车站逐时负荷比θ＜45％时，将空调模式自动调整为第7档，调用第七动态调整策略；在35％≤地铁车站逐时负荷比θ＜40％时，将空调模式自动调整为第8档，调用第八动态调整策略；在30％≤地铁车站逐时负荷比θ＜35％时，将空调模式自动调整为第9档，调用第九动态调整策略；在地铁车站逐时负荷比θ＜30％时，将空调模式自动调整为第10档，调用第十动态调整策略。3.根据权利要求1所述的基于发车对数的分档调节地铁大系统空调控制方法，其特征在于，预先构建的第一渗风量计算模型中的第一出入口渗风系数α1为23.338，第二出入口渗风系数α2为1284.6，第二出入口渗风系数α3为1102。4.根据权利要求1所述的基于发车对数的分档调节地铁大系统空调控制方法，其特征在于，预先构建的第二渗风量计算模型中的第一屏蔽门渗风系数β1为1.940，第二屏蔽门渗风系数β2为74.2，第三屏蔽门渗风渗风系数β3为574.7，第四屏蔽门渗风系数β4为7978。5.根据权利要求1所述的基于发车对数的分档调节地铁大系统空调控制方法，其特征在于，预先构建的无组织渗风得热量计算模型为：Q
infiltration
＝ρ
×
(G1×
Δh1+G2×
Δh2)
÷
3600其中，Q
infiltration
表示地铁车站逐时无组织渗风得热量，ρ表示空气密度，G1表示地铁车站逐时出入口渗风量，G2表示地铁车站逐时屏蔽门渗风量，Δh1表示地铁车站室外空气与站厅空气的焓差，Δh2表示地铁隧道空气与站台空气的焓差；预先构建的地铁车站负荷比计算模型为：其中，θ表示地铁车站逐时负荷比，Q
person
表示地铁车站内人员散热量，Q
v
表示地铁投入运营后与发车对数无关的热量，Q
e
表示地铁所有冷机的额定冷量之和。6.一种基于发车对数的分档调节地铁大系统空调控制系统，其特征在于，包括：出入口渗风量计算单元，其用于获取地铁逐时发车对数，根据所述地铁逐时发车对数
和...

【专利技术属性】
技术研发人员：武雪都，鲍帅阳，康跃进，陈思远，韩锐，
申请(专利权)人：洛阳市轨道交通集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：