一种基于电力需求响应的中央空调系统的控制方法和系统与流程

1.本说明书涉及中央空调系统领域，特别涉及一种基于电力需求响应的中央空调系统的控制方法和系统。

背景技术：

2.中央空调系统能耗在多类建筑中占比比较大，尤其是在医院、交通枢纽、工业、商业办公楼等公共建筑。由于该类负荷特殊的季节特性及负荷特性，使电力系统面临夏季峰值负荷不断加大、峰谷差拉大的风险。
3.因此，需要提供一种基于电力需求响应的中央空调系统的控制方法和系统，用于实现对空调负荷的实时管理，提高中央空调系统运行的稳定性。

技术实现要素：

4.为了解决现有技术中的技术问题，本说明书实施例之一提供一种基于电力需求响应的中央空调系统的控制方法，包括：基于特征参数集预测空调负荷，其中，所述特征参数集至少包括室外气象参数预报、历史运行数据、建筑特征参数；基于设备参数确定中央空调系统不同控制策略下的可削减电力负载量，其中，所述设备参数至少包括中央空调系统的冷水机组电流负载率上限及辅机设备上限；获取电网侧发出的电力需求响应的削减量；基于所述不同控制策略下的可削减电力负载量和所述电力需求响应的削减量，确定所述中央空调系统的目标控制策略，并基于所述目标控制策略控制所述中央空调系统运行。
5.在一些实施例中，所述基于特征参数集预测空调负荷，包括：通过arima回归算法基于所述特征参数集预测所述空调负荷q
fc
。
6.在一些实施例中，所述控制策略包括参数调节策略及减载机组策略；所述基于设备参数确定中央空调系统不同控制策略下的可削减电力负载量，包括：根据设定的需求响应模式下的冷水机组电流负载率上限i
max,dr
、冷冻泵的频率运行上限frq
chwp,maxdr
、冷却泵的频率运行上限frq
cwp,maxdr
及冷却塔的频率运行上限frq
cot,maxdr
，确定在所述参数调节策略下的能耗上限q1，结合冷水机组的运行台数n，计算所述中央空调系统的总能耗上限为n*q1，结合预测的所述空调负荷q
fc
，计算所述中央空调系统在所述参数调节策略下的可削减电力负载量(q
fc-n*q1)；根据设定的正常运行模式下的冷水机组电流负载率上限i
max,nm
、冷冻泵的频率运行上限frq
chwp,maxnm
、冷却泵的频率运行上限frq
cwp,maxnm
、冷却塔的频率运行上限frq
cot,maxnm
，确定在所述减载机组策略下的能耗上限q2，结合减载后的冷水机组的运行台数n-1，计算所述中央空调系统的总能耗上限为(n-1)*q2，结合预测的所述空调负荷q
fc
，确定所述中央空调系统在所述减载机组策略下的可削减电力负载量(q
fc-(n-1)*q2)。
7.在一些实施例中，所述基于所述不同控制策略下的可削减电力负载量和所述电力需求响应的削减量，确定所述中央空调系统的目标控制策略，并基于所述目标控制策略控制所述中央空调系统运行，包括：当所述电力需求响应的削减量q
cut
《(q
fc-n*q1)时，将所述参数调节策略作为所述目标控制策略，将冷水机组电流负载率调整至设定的需求响应模式
下的冷水机组电流负载率上限i
max,dr
、将冷冻泵的频率调整至设定的需求响应模式下的冷冻泵的频率运行上限frq
chwp,maxdr
、将冷却泵的频率调整至设定的需求响应模式下的冷却泵的频率运行上限frq
cwp,maxdr
及将冷却塔的频率调整至设定的需求响应模式下的冷却塔的频率运行上限frq
cot,maxdr
，同时将室内温度设定值上调至室内温度置信区间上限t
indoor,max
，将冷冻水供水温度上调至供水温度置信区间上限t
chws,max
；当(q
fc-n*q1)≤q
cut
≤(q
fc-(n-1)*q2)时，将所述减载机组策略作为所述目标控制策略，从所述中央空调系统中减载一台冷水机组，同时减载一台冷冻水泵及一台冷却水泵，同时将室内温度设定值上调至室内温度置信区间上限t
indoor,max
，将冷冻水供水温度上调至供水温度置信区间上限t
chws,max
；当q
cut
》(q
fc-(n-1)*q2)时，将所述减载机组策略作为所述目标控制策略，所述中央空调系统中减载一台冷水机组，同时减载一台冷冻水泵及一台冷却水泵，将冷水机组电流负载率调整至设定的需求响应模式下的冷水机组电流负载率上限i
max,dr
、将冷冻泵的频率调整至设定的需求响应模式下的冷冻泵的频率运行上限frq
chwp,maxdr
、将冷却泵的频率调整至设定的需求响应模式下的冷却泵的频率运行上限frq
cwp,maxdr
及将冷却塔的频率调整至设定的需求响应模式下的冷却塔的频率运行上限frq
cot,maxdr
，同时将室内温度设定值上调至室内温度置信区间上限t
indoor,max
，将冷冻水供水温度上调至供水温度置信区间上限t
chws,max
。
8.在一些实施例中，基于以下公式确定在所述参数调节策略下的能耗上限q1：q1＝q
chl,maxdr
+q
chwp,maxdr
+q
cwp,maxdr
+q
cot,maxdr
；式中，q
chl,maxdr
为需求响应模式下的冷水机组的上限负载，q
chwp,maxdr
为需求响应模式下的冷冻泵的上限负载，q
cwp,maxdr
为需求响应模式下的冷却泵的上限负载，q
cot,maxdr
为需求响应模式下的冷却塔的上限负载；基于以下公式确定在所述减载机组策略下的能耗上限q2，包括：q2＝q
chl,maxnm
+q
chwp,maxnm
+q
cwp,maxnm
+q
cot,maxnm
；式中，q
chl,maxnm
为正常运行模式下的冷水机组的上限负载，q
chwp,maxnm
为正常运行模式下的冷冻泵的上限负载，q
cwp,maxnm
为正常运行模式下的冷却泵的上限负载，q
cot,maxnm
为正常运行模式下的冷却塔的上限负载；其中，q
chl,maxnm
》q
chl,maxdr
，q
chwp,maxnm
》q
chwp,maxdr
，q
cwp,maxnm
》q
cwp,maxdr
，q
cot,maxnm
》q
cot,maxd
。
9.本说明书实施例之一提供一种基于电力需求响应的中央空调系统的控制系统，包括负荷预测模块，用于基于特征参数集预测空调负荷，其中，所述特征参数集至少包括室外气象参数预报、历史运行数据、建筑特征参数；负载评估模块，用于基于设备参数确定中央空调系统不同控制策略下的可削减电力负载量，其中，所述设备参数至少包括中央空调系统的冷水机组电流负载率上限及辅机设备上限；空调控制模块，用于获取电力需求响应的削减量，还用于基于所述不同控制策略下的可削减电力负载量和所述电力需求响应的削减量，确定所述中央空调系统的目标控制策略，并基于所述目标控制策略控制所述中央空调系统运行。
10.在一些实施例中，所述负荷预测模块还用于：通过arima回归算法基于所述特征参数集预测所述空调负荷q
fc
。
11.在一些实施例中，所述控制策略包括参数调节策略及减载机组策略；所述负载评估模块还用于：根据设定的需求响应模式下的冷水机组电流负载率上限i
max,dr
、冷冻泵的频率运行上限frq
chwp,maxdr
、冷却泵的频率运行上限frq
cwp,maxdr
及冷却塔的频率运行上限frq
cot,maxdr
，确定在所述参数调节策略下的能耗上限q1，结合冷水机组的运行台数n，计算所述中央空调系统的总能耗上限为n*q1，结合预测的所述空调负荷q
fc
，计算所述中央空调系
统在所述参数调节策略下的可削减电力负载量(q
fc-n*q1)；根据设定的正常运行模式下的冷水机组电流负载率上限i
max,nm
、冷冻泵的频率运行上限frq
chwp,maxnm
、冷却泵的频率运行上限frq
cwp,maxnm
、冷却塔的频率运行上限frq
cot,maxnm
，确定在所述减载机组策略下的能耗上限q2，结合减载后的冷水机组的运行台数n-1，计算所述中央空调系统的总能耗上限为(n-1)*q2，结合预测的所述空调负荷q
fc
，确定所述中央空调系统在所述减载机组策略下的可削减电力负载量(q
fc-(n-1)*q2)。
12.在一些实施例中，所述空调控制模块还用于：当所述电力需求响应的削减量q
cut
《(q
fc-n*q1)时，将所述参数调节策略作为所述目标控制策略，将冷水机组电流负载率调整至设定的需求响应模式下的冷水机组电流负载率上限i
max,dr
、将冷冻泵的频率调整至设定的需求响应模式下的冷冻泵的频率运行上限frq
chwp,maxdr
、将冷却泵的频率调整至设定的需求响应模式下的冷却泵的频率运行上限frq
cwp,maxdr
及将冷却塔的频率调整至设定的需求响应模式下的冷却塔的频率运行上限frq
cot,maxdr
，同时将室内温度设定值上调至室内温度置信区间上限t
indoor,max
，将冷冻水供水温度上调至供水温度置信区间上限t
chws,max
；当q
cut
》(q
fc-(n-1)*q2)时，将所述减载机组策略作为所述目标控制策略，所述中央空调系统中减载一台冷水机组，同时减载一台冷冻水泵及一台冷却水泵，将冷水机组电流负载率调整至设定的需求响应模式下的冷水机组电流负载率上限i
max,dr
、将冷冻泵的频率调整至设定的需求响应模式下的冷冻泵的频率运行上限frq
chwp,maxdr
、将冷却泵的频率调整至设定的需求响应模式下的冷却泵的频率运行上限frq
cwp,maxdr
及将冷却塔的频率调整至设定的需求响应模式下的冷却塔的频率运行上限frq
cot,maxdr
，同时将室内温度设定值上调至室内温度置信区间上限t
indoor,max
，将冷冻水供水温度上调至供水温度置信区间上限t
chws,max
。
13.在一些实施例中，所述负载评估模块还用于：基于以下公式确定在所述参数调节策略下的能耗上限q1：q1＝q
chl,maxdr
+q
chwp,maxdr
+q
cwp,maxdr
+q
cot,maxdr
；式中，q
chl,maxdr
为需求响应模式下的冷水机组的上限负载，q
chwp,maxdr
为需求响应模式下的冷冻泵的上限负载，q
cwp,maxdr
为需求响应模式下的冷却泵的上限负载，q
cot,maxdr
为需求响应模式下的冷却塔的上限负载；基于以下公式确定在所述减载机组策略下的能耗上限q2，包括：q2＝q
chl,maxnm
+q
chwp,maxnm
+q
cwp,maxnm
+q
cot,maxnm
；式中，q
chl,maxnm
为正常运行模式下的冷水机组的上限负载，q
chwp,maxnm
为正常运行模式下的冷冻泵的上限负载，q
cwp,maxnm
为正常运行模式下的冷却泵的上限负载，q
cot,maxnm
为正常运行模式下的冷却塔的上限负载；其中，q
chl,maxnm
》q
chl,maxdr
，q
chwp,maxnm
》q
chwp,maxdr
，q
cwp,maxnm
》q
cwp,maxdr
，q
cot,maxnm
》q
cot,maxd
。
附图说明
14.本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：
15.图1是根据本说明书一些实施例所示的一种基于电力需求响应的中央空调系统的控制系统的应用场景示意图；
16.图2是根据本说明书一些实施例所示的一种基于电力需求响应的中央空调系统的控制系统的模块示意图；
17.图3是根据本说明书一些实施例所示的一种基于电力需求响应的中央空调系统的
控制方法的示例性流程图。
18.图中，110、处理设备；120、网络；130、用户终端；140、存储设备。
具体实施方式
19.为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
20.应当理解，本文使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。
21.如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。
22.本说明书中使用了流程图用来说明根据本说明书的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
23.图1是根据本说明书一些实施例所示的一种基于电力需求响应的中央空调系统的控制系统的应用场景示意图。
24.如图1所示，应用场景可以包括处理设备110、网络120、用户终端130、存储设备140及中央空调系统150。
25.在一些实施例中，处理设备110可以用于处理与中央空调系统150控制相关的信息和/或数据。例如，处理设备110可以基于特征参数集预测空调负荷，其中，特征参数集至少包括室外气象参数预报、历史运行数据、建筑特征参数，基于设备参数确定中央空调系统150不同控制策略下的可削减电力负载量，其中，设备参数至少包括中央空调系统150的冷水机组电流负载率上限及辅机设备上限，获取电力需求响应的削减量，基于不同控制策略下的可削减电力负载量和电力需求响应的削减量，确定中央空调系统150的目标控制策略，并基于目标控制策略控制中央空调系统150运行。处理设备110更多的描述可以参见本技术其他部分的描述。例如，图3及其描述。
26.在一些实施例中，处理设备110可以是区域的或者远程的。例如，处理设备110可以通过网络120访问存储于用户终端130和存储设备140中的信息和/或资料。在一些实施例中，处理设备110可以直接与用户终端130和存储设备140连接以访问存储于其中的信息和/或资料。在一些实施例中，处理设备110可以在云平台上执行。例如，该云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分散式云、内部云等中的一种或其任意组合。
27.在一些实施例中，处理设备110可以包含处理器210，处理器210可以包含一个或多个子处理器(例如，单芯处理设备或多核多芯处理设备)。仅仅作为范例，处理器可包含中央
处理器(cpu)、专用集成电路(asic)、专用指令处理器(asip)、图形处理器(gpu)、物理处理器(ppu)、数字信号处理器(dsp)、现场可编程门阵列(fpga)、可编辑逻辑电路(pld)、控制器、微控制器单元、精简指令集电脑(risc)、微处理器等或以上任意组合。
28.网络120可促进应用场景中数据和/或信息的交换。在一些实施例中，应用场景中的一个或多个组件(例如，处理设备110、用户终端130和存储设备140)可以通过网络120发送数据和/或信息给应用场景中的其他组件。例如，处理设备110可以通过网络120从存储设备140获取室外气象参数预报、历史运行数据、建筑特征参数。在一些实施例中，网络120可以是任意类型的有线或无线网络。例如，网络120可以包括缆线网络、有线网络、光纤网络、电信网络、内部网络、网际网络、区域网络(lan)、蓝牙网络、zigbee网络、近场通讯(nfc)网络等或以上任意组合。
29.在一些实施例中，用户终端130可以获取应用场景中的信息或数据。例如，用户终端130可以通过网络120从处理设备110获取目标控制策略。在一些实施例中，用户终端130可以包括移动装置(例如，智能手机、智能手表等)、平板电脑、笔记本电脑等中的一种或其任意组合。
30.在一些实施例中，存储设备140可以与网络120连接以实现与应用场景的一个或多个组件(例如，处理设备110、用户终端130等)通讯。应用场景一个或多个组件可以通过网络120访问存储于存储设备140中的资料或指令。在一些实施例中，存储设备140可以直接与应用场景中的一个或多个组件(如，处理设备110、用户终端130)连接或通讯。在一些实施例中，存储设备140可以是处理设备110的一部分。
31.应该注意的是，上述描述仅出于说明性目的而提供，并不旨在限制本技术的范围。对于本领域普通技术人员而言，在本技术内容的指导下，可做出多种变化和修改。可以以各种方式组合本技术描述的示例性的实施例的特征、结构、方法和其他特征，以获得另外的和/或替代的示例性的实施例。例如，存储设备140可以是包括云计算平台的数据存储设备，例如公共云、私有云、社区和混合云等。然而，这些变化与修改不会背离本技术的范围
32.图2是根据本说明书一些实施例所示的一种基于电力需求响应的中央空调系统的控制系统的模块示意图。
33.如图2所示，一种基于电力需求响应的中央空调系统的控制系统可以包括负荷预测模块、负载评估模块及空调控制模块。
34.负荷预测模块可以用于基于特征参数集预测空调负荷，其中，特征参数集至少包括室外气象参数预报、历史运行数据、建筑特征参数。在一些实施例中，负荷预测模块可以通过arima回归算法基于特征参数集预测空调负荷q
fc
。
35.负载评估模块可以用于基于设备参数确定中央空调系统不同控制策略下的可削减电力负载量，其中，设备参数至少包括中央空调系统的冷水机组电流负载率上限及辅机设备上限。在一些实施例中，控制策略包括参数调节策略及减载机组策略，负载评估模块可以根据设定的需求响应模式下的冷水机组电流负载率上限i
max,dr
、冷冻泵的频率运行上限frq
chwp,maxdr
、冷却泵的频率运行上限frq
cwp,maxdr
及冷却塔的频率运行上限frq
cot,maxdr
，确定在参数调节策略下的能耗上限q1，结合冷水机组的运行台数n，计算中央空调系统的总能耗上限为n*q1，结合预测的空调负荷q
fc
，计算中央空调系统在参数调节策略下的可削减电力负载量(q
fc-n*q1)，负载评估模块还可以根据设定的正常运行模式下的冷水机组电流负载
率上限i
max,nm
、冷冻泵的频率运行上限frq
chwp,maxnm
、冷却泵的频率运行上限frq
cwp,maxnm
、冷却塔的频率运行上限frq
cot,maxnm
，确定在减载机组策略下的能耗上限q2，结合减载后的冷水机组的运行台数n-1，计算中央空调系统的总能耗上限为(n-1)*q2，结合预测的空调负荷q
fc
，确定中央空调系统在减载机组策略下的可削减电力负载量(q
fc-(n-1)*q2)。在一些实施例中，负载评估模块可以基于以下公式确定在参数调节策略下的能耗上限q1：q1＝q
chl,maxdr
+q
chwp,maxdr
+q
cwp,maxdr
+q
cot,maxdr
；式中，q
chl,maxdr
为需求响应模式下的冷水机组的上限负载，q
chwp,maxdr
为需求响应模式下的冷冻泵的上限负载，q
cwp,maxdr
为需求响应模式下的冷却泵的上限负载，q
cot,maxdr
为需求响应模式下的冷却塔的上限负载，还可以基于以下公式确定在减载机组策略下的能耗上限q2：q2＝q
chl,maxnm
+q
chwp,maxnm
+q
cwp,maxnm
+q
cot,maxnm
；式中，q
chl,maxnm
为正常运行模式下的冷水机组的上限负载，q
chwp,maxnm
为正常运行模式下的冷冻泵的上限负载，q
cwp,maxnm
为正常运行模式下的冷却泵的上限负载，q
cot,maxnm
为正常运行模式下的冷却塔的上限负载；其中，q
chl,maxnm
》q
chl,maxdr
，q
chwp,maxnm
》q
chwp,maxdr
，q
cwp,maxnm
》q
cwp,maxdr
，q
cot,maxnm
》q
cot,maxd
。
36.空调控制模块可以用于获取电力需求响应的削减量，还用于基于不同控制策略下的可削减电力负载量和电力需求响应的削减量，确定中央空调系统的目标控制策略，并基于目标控制策略控制中央空调系统运行。在一些实施例中，当电力需求响应的削减量q
cut
《(q
fc-n*q1)时，空调控制模块可以将参数调节策略作为目标控制策略，将冷水机组电流负载率调整至设定的需求响应模式下的冷水机组电流负载率上限i
max,dr
、将冷冻泵的频率调整至设定的需求响应模式下的冷冻泵的频率运行上限frq
chwp,maxdr
、将冷却泵的频率调整至设定的需求响应模式下的冷却泵的频率运行上限frq
cwp,maxdr
及将冷却塔的频率调整至设定的需求响应模式下的冷却塔的频率运行上限frq
cot,maxdr
，同时将室内温度设定值上调至室内温度置信区间上限t
indoor,max
，将冷冻水供水温度上调至供水温度置信区间上限t
chws,max
；当(q
fc-n*q1)≤q
cut
≤(q
fc-(n-1)*q2)时，空调控制模块可以将减载机组策略作为目标控制策略，从中央空调系统中减载一台冷水机组，同时减载一台冷冻水泵及一台冷却水泵，同时将室内温度设定值上调至室内温度置信区间上限t
indoor,max
，将冷冻水供水温度上调至供水温度置信区间上限t
chws,max
；当q
cut
》(q
fc-(n-1)*q2)时，空调控制模块可以将减载机组策略作为目标控制策略，中央空调系统中减载一台冷水机组，同时减载一台冷冻水泵及一台冷却水泵，将冷水机组电流负载率调整至设定的需求响应模式下的冷水机组电流负载率上限i
max,dr
、将冷冻泵的频率调整至设定的需求响应模式下的冷冻泵的频率运行上限frq
chwp,maxdr
、将冷却泵的频率调整至设定的需求响应模式下的冷却泵的频率运行上限frq
cwp,maxdr
及将冷却塔的频率调整至设定的需求响应模式下的冷却塔的频率运行上限frq
cot,maxdr
，同时将室内温度设定值上调至室内温度置信区间上限t
indoor,max
，将冷冻水供水温度上调至供水温度置信区间上限t
chws,max
。
37.关于负荷预测模块、负载评估模块及空调控制模块的更多描述可以参见图3及其相关描述，此处不再赘述。
38.需要注意的是，以上对于候选项显示、确定系统及其模块的描述，仅为描述方便，并不能把本说明书限制在所举实施例范围之内。可以理解，对于本领域的技术人员来说，在了解该系统的原理后，可能在不背离这一原理的情况下，对各个模块进行任意组合，或者构成子系统与其他模块连接。在一些实施例中，图1中披露的负荷预测模块、负载评估模块及空调控制模块可以是一个系统中的不同模块，也可以是一个模块实现上述的两个或两个以
上模块的功能。例如，各个模块可以共用一个存储模块，各个模块也可以分别具有各自的存储模块。诸如此类的变形，均在本说明书的保护范围之内。
39.图3是根据本说明书一些实施例所示的一种基于电力需求响应的中央空调系统的控制方法的示例性流程图。如图3所示，一种基于电力需求响应的中央空调系统的控制方法包括下述步骤。在一些实施例中，一种基于电力需求响应的中央空调系统的控制方法可以由一种基于电力需求响应的中央空调系统的控制系统或处理设备110执行。
40.步骤310，基于特征参数集预测空调负荷。在一些实施例中，步骤310可以由负荷预测模块执行。
41.特征参数集可以为多种特征参数的集合。特征参数集至少包括室外气象参数预报、历史运行数据、建筑特征参数。
42.室外气象参数预报可以包括与中央空调系统所在的建筑的外部环境的气象预报相关的信息，例如，气温、湿度、风向和风速、气压等。
43.历史运行数据可以包括中央空调系统在多个历史时间点的运行数据。
44.建筑特征参数可以包括与中央空调系统所在的建筑相关的信息，例如，围护栏的热物性参数、电器设备、楼层高度、通风管道布局等。
45.在一些实施例中，负荷预测模块可以从处理设备110、用户终端130、存储设备140和/或外部数据源获取室外气象参数预报、历史运行数据、建筑特征参数等特征参数。
46.在一些实施例中，负荷预测模块预测空调负荷前，可以先对特征参数集进行数据清洗。负荷预测模块可以基于运行时间、参数限值及pauta准则对特征参数集进行数据清洗。
47.基于运行时间对特征参数集进行数据清洗具体包括：中央空调系统的运行，可以分为开机阶段、运行阶段、关机阶段，由于开机阶段和关机阶段的运行不稳定，过滤掉从中央空调系统开机后的30min以内的数据，关机策略执行后的数据。
48.基于参数限值对特征参数集进行数据清洗具体包括：根据中央空调系统的运行参数的上下边界约束，过滤掉冷水机组、冷冻泵、冷却泵、冷却塔运行在30～50hz范围外的数据；过滤掉冷冻水供水温度t
chws
、冷却水回水温度t
cwr
、冷冻水供回水温差δt
chw
、冷却水供回水温差δt
cw
在设定值上下限范围外的数据。
49.基于pauta准则(3σ准则)进行数据清洗具体包括：由于监测参数的离散度较大且存在着传感器的测量误差，对参数进行离散化并做正态分布，过滤掉3个标准差之外的数据。
50.在一些实施例中，负荷预测模块可以通过任意方式基于特征参数集预测空调负荷。例如，通过机器学习模型基于特征参数集预测空调负荷。
51.在一些实施例中，负荷预测模块可以通过arima回归算法基于特征参数集预测空调负荷q
fc
。arima回归算法通过差分自回归移动平均模型(autoregressive integrated moving average model,简记arima)基于特征参数集预测空调负荷q
fc
。
52.步骤320，基于设备参数确定中央空调系统不同控制策略下的可削减电力负载量。在一些实施例中，步骤310可以由负载评估模块执行。
53.控制策略可以包括参数调节策略及减载机组策略，其中，减载机组策略即减载一台冷水机组，以及相应的冷冻泵、冷却泵。
54.在一些实施例中，负载评估模块可以根据设定的需求响应模式下的冷水机组电流负载率上限i
max,dr
、冷冻泵的频率运行上限frq
chwp,maxdr
、冷却泵的频率运行上限frq
cwp,maxdr
及冷却塔的频率运行上限frq
cot,maxdr
，确定在参数调节策略下的能耗上限q1，结合冷水机组的运行台数n，计算中央空调系统的总能耗上限为n*q1，结合预测的空调负荷q
fc
，计算中央空调系统在参数调节策略下的可削减电力负载量(q
fc-n*q1)。
55.在一些实施例中，负载评估模块可以基于以下公式确定在参数调节策略下的能耗上限q1：q1＝q
chl,maxdr
+q
chwp,maxdr
+q
cwp,maxdr
+q
cot,maxdr
；
56.式中，q
chl,maxdr
为需求响应模式下的冷水机组的上限负载，q
chwp,maxdr
为需求响应模式下的冷冻泵的上限负载，q
cwp,maxdr
为需求响应模式下的冷却泵的上限负载，q
cot,maxdr
为需求响应模式下的冷却塔的上限负载。
57.在一些实施例中，负载评估模块可以根据设定的正常运行模式下的冷水机组电流负载率上限i
max,nm
、冷冻泵的频率运行上限frq
chwp,maxnm
、冷却泵的频率运行上限frq
cwp,maxnm
、冷却塔的频率运行上限frq
cot,maxnm
，确定在减载机组策略下的能耗上限q2，结合减载后的冷水机组的运行台数n-1，计算中央空调系统的总能耗上限为(n-1)*q2，结合预测的空调负荷q
fc
，确定中央空调系统在减载机组策略下的可削减电力负载量(q
fc-(n-1)*q2)。
58.在一些实施例中，负载评估模块可以基于以下公式确定在减载机组策略下的能耗上限q2：q2＝q
chl,maxnm
+m
qchwp,maxnm
+q
cwp,maxnm
+q
cot,maxnm
；式中，q
chl,maxnm
为正常运行模式下的冷水机组的上限负载，q
chwp,maxnm
为正常运行模式下的冷冻泵的上限负载，q
cwp,maxnm
为正常运行模式下的冷却泵的上限负载，q
cot,maxnm
为正常运行模式下的冷却塔的上限负载。
59.其中，q
chl,maxnm
》q
chl,maxdr
，q
chwp,maxnm
》q
chwp,maxdr
，q
cwp,maxnm
》q
cwp,maxdr
，q
cot,maxnm
》q
cot,maxd
。q
chl,maxdr
＝q
chl,rated
×imax,dr
；q
chwp,maxdr
＝q
chwp,rated
×
(frq
chwp,maxdr
/50)c；q
cwp,maxdr
＝q
cwp,rated
×
(frq
cwp,maxdr
/50)c；q
cot,maxdr
＝q
cot,rated
×
(frq
cot,maxdr
/50)c；
60.式中，q
chl,rated
为冷水机组的额定负载，q
chwp,rated
为冷冻泵的额定负载，q
cwp,rated
为冷却泵的额定负载，q
cot,rated
为冷却塔的额定负载。c的取值范围为2.5～3，主要取决于变频器的损耗。
61.步骤330，获取电网侧发出的电力需求响应的削减量。在一些实施例中，步骤330可以由空调控制模块执行。
62.在一些实施例中，空调控制模块可以从处理设备110、用户终端130、存储设备140和/或外部数据源获取电网侧发出的电力需求响应的削减量。例如，空调控制模块可以通过电网侧的数据接口获取电网侧发出的电力需求响应的削减量。
63.步骤340，基于不同控制策略下的可削减电力负载量和电力需求响应的削减量，确定中央空调系统的目标控制策略，并基于目标控制策略控制中央空调系统运行。在一些实施例中，步骤340可以由空调控制模块执行。
64.在一些实施例中，当电力需求响应的削减量q
cut
《(q
fc-n*q1)时，空调控制模块可以将参数调节策略作为目标控制策略，将冷水机组电流负载率调整至设定的需求响应模式下的冷水机组电流负载率上限i
max,dr
、将冷冻泵的频率调整至设定的需求响应模式下的冷冻泵的频率运行上限frq
chwp,maxdr
、将冷却泵的频率调整至设定的需求响应模式下的冷却泵的频率运行上限frq
cwp,maxdr
及将冷却塔的频率调整至设定的需求响应模式下的冷却塔的频率运行上限frq
cot,maxdr
，同时将室内温度设定值上调至室内温度置信区间上限t
indoor,max
，将冷冻水供水温度上调至供水温度置信区间上限t
chws,max
。
65.在一些实施例中，当(q
fc-n*q1)≤q
cut
≤(q
fc-(n-1)*q2)时，空调控制模块可以将减载机组策略作为目标控制策略，从中央空调系统中减载一台冷水机组，同时减载一台冷冻水泵及一台冷却水泵，同时将室内温度设定值上调至室内温度置信区间上限t
indoor,max
，将冷冻水供水温度上调至供水温度置信区间上限t
chws,max
。
66.在一些实施例中，当q
cut
》(q
fc-(n-1)*q2)时，空调控制模块可以将减载机组策略作为目标控制策略，中央空调系统中减载一台冷水机组，同时减载一台冷冻水泵及一台冷却水泵，将冷水机组电流负载率调整至设定的需求响应模式下的冷水机组电流负载率上限i
max,dr
、将冷冻泵的频率调整至设定的需求响应模式下的冷冻泵的频率运行上限frq
chwp,maxdr
、将冷却泵的频率调整至设定的需求响应模式下的冷却泵的频率运行上限frq
cwp,maxdr
及将冷却塔的频率调整至设定的需求响应模式下的冷却塔的频率运行上限frq
cot,maxdr
，同时将室内温度设定值上调至室内温度置信区间上限t
indoor,max
，将冷冻水供水温度上调至供水温度置信区间上限t
chws,max
。
67.在一些实施例中，本说明实施例提供的一种基于电力需求响应的中央空调系统的控制方法和系统，通过基于特征参数集预测空调负荷，基于设备参数确定中央空调系统不同控制策略下的可削减电力负载量，获取电力需求响应的削减量，基于不同控制策略下的可削减电力负载量和电力需求响应的削减量，确定中央空调系统的目标控制策略，并基于目标控制策略控制中央空调系统运行，实现对中央空调系统的控制，对中央空调系统的负荷的实时管理，参与电网电力需求响应机制，做到总经济效益最优以及可持续的运行稳定。
68.应当注意的是，上述有关一种基于电力需求响应的中央空调系统的控制方法的描述仅仅是为了示例和说明，而不限定本说明书的适用范围。对于本领域技术人员来说，在本说明书的指导下可以对一种基于电力需求响应的中央空调系统的控制方法进行各种修正和改变。然而，这些修正和改变仍在本说明书的范围之内。
69.上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。
70.同时，本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本说明书的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可进行适当的组合。
71.此外，除非权利要求中明确说明，本说明书所述处理元素和序列的顺序、数字字母
的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本说明书流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本说明书实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
72.同理，应当注意的是，为了简化本说明书披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本说明书实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本说明书对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
73.针对本说明书引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本说明书作为参考。与本说明书内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本说明书权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本说明书中的)也除外。需要说明的是，如果本说明书附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本说明书所述内容有不一致或冲突的地方，以本说明书的描述、定义和/或术语的使用为准。
74.最后，应当理解的是，本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其他的变形也可能属于本说明书的范围。因此，作为示例而非限制，本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地，本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施例。

技术特征：

1.一种基于电力需求响应的中央空调系统的控制方法，其特征在于，包括：基于特征参数集预测空调负荷，其中，所述特征参数集至少包括室外气象参数预报、历史运行数据、建筑特征参数；基于设备参数确定中央空调系统不同控制策略下的可削减电力负载量，其中，所述设备参数至少包括中央空调系统的冷水机组电流负载率上限及辅机设备上限；获取电网侧发出的电力需求响应的削减量；基于所述不同控制策略下的可削减电力负载量和所述电力需求响应的削减量，确定所述中央空调系统的目标控制策略，并基于所述目标控制策略控制所述中央空调系统运行。2.如权利要求1所述的一种基于电力需求响应的中央空调系统的控制方法，其特征在于，所述基于特征参数集预测空调负荷，包括：通过arima回归算法基于所述特征参数集预测所述空调负荷q
fc
。3.如权利要求2所述的一种基于电力需求响应的中央空调系统的控制方法，其特征在于，所述控制策略包括参数调节策略及减载机组策略；所述基于设备参数确定中央空调系统不同控制策略下的可削减电力负载量，包括：根据设定的需求响应模式下的冷水机组电流负载率上限i
max,dr
、冷冻泵的频率运行上限frq
chwp,maxdr
、冷却泵的频率运行上限frq
cwp,maxdr
及冷却塔的频率运行上限frq
cot,maxdr
，确定在所述参数调节策略下的能耗上限q1，结合冷水机组的运行台数n，计算所述中央空调系统的总能耗上限为n*q1，结合预测的所述空调负荷q
fc
，计算所述中央空调系统在所述参数调节策略下的可削减电力负载量(q
fc-n*q1)；根据设定的正常运行模式下的冷水机组电流负载率上限i
max,nm
、冷冻泵的频率运行上限frq
chwp,maxnm
、冷却泵的频率运行上限frq
cwp,maxnm
、冷却塔的频率运行上限frq
cot,maxnm
，确定在所述减载机组策略下的能耗上限q2，结合减载后的冷水机组的运行台数n-1，计算所述中央空调系统的总能耗上限为(n-1)*q2，结合预测的所述空调负荷q
fc
，确定所述中央空调系统在所述减载机组策略下的可削减电力负载量(q
fc-(n-1)*q2)。4.如权利要求3所述的一种基于电力需求响应的中央空调系统的控制方法，其特征在于，所述基于所述不同控制策略下的可削减电力负载量和所述电力需求响应的削减量，确定所述中央空调系统的目标控制策略，并基于所述目标控制策略控制所述中央空调系统运行，包括：当所述电力需求响应的削减量q
cut
<(q
fc-n*q1)时，将所述参数调节策略作为所述目标控制策略，将冷水机组电流负载率调整至设定的需求响应模式下的冷水机组电流负载率上限i
max,dr
、将冷冻泵的频率调整至设定的需求响应模式下的冷冻泵的频率运行上限frq
chwp,maxdr
、将冷却泵的频率调整至设定的需求响应模式下的冷却泵的频率运行上限frq
cwp,maxdr
及将冷却塔的频率调整至设定的需求响应模式下的冷却塔的频率运行上限frq
cot,maxdr
，同时将室内温度设定值上调至室内温度置信区间上限t
indoor,max
，将冷冻水供水温度上调至供水温度置信区间上限t
chws,max
；当(q
fc-n*q1)≤q
cut
≤(q
fc-(n-1)*q2)时，将所述减载机组策略作为所述目标控制策略，从所述中央空调系统中减载一台冷水机组，同时减载一台冷冻水泵及一台冷却水泵，同时将室内温度设定值上调至室内温度置信区间上限t
indoor,max
，将冷冻水供水温度上调至供水温度置信区间上限t
chws,max
；
当q
cut
>(q
fc-(n-1)*q2)时，将所述减载机组策略作为所述目标控制策略，所述中央空调系统中减载一台冷水机组，同时减载一台冷冻水泵及一台冷却水泵，将冷水机组电流负载率调整至设定的需求响应模式下的冷水机组电流负载率上限i
max,dr
、将冷冻泵的频率调整至设定的需求响应模式下的冷冻泵的频率运行上限frq
chwp,maxdr
、将冷却泵的频率调整至设定的需求响应模式下的冷却泵的频率运行上限frq
cwp,maxdr
及将冷却塔的频率调整至设定的需求响应模式下的冷却塔的频率运行上限frq
cot,maxdr
，同时将室内温度设定值上调至室内温度置信区间上限t
indoor,max
，将冷冻水供水温度上调至供水温度置信区间上限t
chws,max
。5.如权利要求3或4所述的一种基于电力需求响应的中央空调系统的控制方法，基于以下公式确定在所述参数调节策略下的能耗上限q1：q1＝q
chl,maxdr
+q
chwp,maxdr
+q
cwp,maxdr
+q
cot，maxdr
；式中，q
chl,maxdr
为需求响应模式下的冷水机组的上限负载，q
chwp,maxdr
为需求响应模式下的冷冻泵的上限负载，q
cwp,maxdr
为需求响应模式下的冷却泵的上限负载，q
cot,maxdr
为需求响应模式下的冷却塔的上限负载；基于以下公式确定在所述减载机组策略下的能耗上限q2：q2＝q
chl,maxnm
+q
chwp,maxnm
+q
cwp,maxnm
+q
cot，maxnm
；式中，q
chl,maxnm
为正常运行模式下的冷水机组的上限负载，q
chwp,maxnm
为正常运行模式下的冷冻泵的上限负载，q
cwp,maxnm
为正常运行模式下的冷却泵的上限负载，q
cot,maxnm
为正常运行模式下的冷却塔的上限负载；其中，q
chl,maxnm
>q
chl,maxdr
，q
chwp,maxnm
>q
chwp,maxdr
，q
cwp,maxnm
>q
cwp,maxdr
，q
cot,maxnm
>q
cot,maxd
。6.一种基于电力需求响应的中央空调系统的控制系统，其特征在于，包括：负荷预测模块，用于基于特征参数集预测空调负荷，其中，所述特征参数集至少包括室外气象参数预报、历史运行数据、建筑特征参数；负载评估模块，用于基于设备参数确定中央空调系统不同控制策略下的可削减电力负载量，其中，所述设备参数至少包括中央空调系统的冷水机组电流负载率上限及辅机设备上限；空调控制模块，用于获取电力需求响应的削减量，还用于基于所述不同控制策略下的可削减电力负载量和所述电力需求响应的削减量，确定所述中央空调系统的目标控制策略，并基于所述目标控制策略控制所述中央空调系统运行。7.如权利要求6所述的一种基于电力需求响应的中央空调系统的控制系统，其特征在于，所述负荷预测模块还用于：通过arima回归算法基于所述特征参数集预测所述空调负荷q
fc
。8.如权利要求7所述的一种基于电力需求响应的中央空调系统的控制系统，其特征在于，所述控制策略包括参数调节策略及减载机组策略；所述负载评估模块还用于：根据设定的需求响应模式下的冷水机组电流负载率上限i
max,dr
、冷冻泵的频率运行上限frq
chwp,maxdr
、冷却泵的频率运行上限frq
cwp,maxdr
及冷却塔的频率运行上限frq
cot,maxdr
，确定在所述参数调节策略下的能耗上限q1，结合冷水机组的运行台数n，计算所述中央空调系统的总能耗上限为n*q1，结合预测的所述空调负荷q
fc
，计算所述中央空调系统在所述参数调节策略下的可削减电力负载量(q
fc-n*q1)；
根据设定的正常运行模式下的冷水机组电流负载率上限i
max,nm
、冷冻泵的频率运行上限frq
chwp,maxnm
、冷却泵的频率运行上限frq
cwp,maxnm
、冷却塔的频率运行上限frq
cot,maxnm
，确定在所述减载机组策略下的能耗上限q2，结合减载后的冷水机组的运行台数n-1，计算所述中央空调系统的总能耗上限为(n-1)*q2，结合预测的所述空调负荷q
fc
，确定所述中央空调系统在所述减载机组策略下的可削减电力负载量(q
fc-(n-1)*q2)。9.如权利要求8所述的一种基于电力需求响应的中央空调系统的控制系统，其特征在于，所述空调控制模块还用于：当所述电力需求响应的削减量q
cut
<(q
fc-n*q1)时，将所述参数调节策略作为所述目标控制策略，将冷水机组电流负载率调整至设定的需求响应模式下的冷水机组电流负载率上限i
max,dr
、将冷冻泵的频率调整至设定的需求响应模式下的冷冻泵的频率运行上限frq
chwp,maxdr
、将冷却泵的频率调整至设定的需求响应模式下的冷却泵的频率运行上限frq
cwp,maxdr
及将冷却塔的频率调整至设定的需求响应模式下的冷却塔的频率运行上限frq
cot,maxdr
，同时将室内温度设定值上调至室内温度置信区间上限t
indoor,max
，将冷冻水供水温度上调至供水温度置信区间上限t
chws,max
；当(q
fc-n*q1)≤q
cut
≤(q
fc-(n-1)*q2)时，将所述减载机组策略作为所述目标控制策略，从所述中央空调系统中减载一台冷水机组，同时减载一台冷冻水泵及一台冷却水泵，同时将室内温度设定值上调至室内温度置信区间上限t
indoor,max
，将冷冻水供水温度上调至供水温度置信区间上限t
chws,max
；当q
cut
＞(q
fc-(n-1)*q2)时，将所述减载机组策略作为所述目标控制策略，所述中央空调系统中减载一台冷水机组，同时减载一台冷冻水泵及一台冷却水泵，将冷水机组电流负载率调整至设定的需求响应模式下的冷水机组电流负载率上限i
max，dr
、将冷冻泵的频率调整至设定的需求响应模式下的冷冻泵的频率运行上限frq
chwp，maxdr
、将冷却泵的频率调整至设定的需求响应模式下的冷却泵的频率运行上限frq
cwp，maxdr
及将冷却塔的频率调整至设定的需求响应模式下的冷却塔的频率运行上限frq
cot，maxdr
，同时将室内温度设定值上调至室内温度置信区间上限t
indoor，max
，将冷冻水供水温度上调至供水温度置信区间上限t
chws，max
。10.如权利要求9所述的一种基于电力需求响应的中央空调系统的控制系统，其特征在于，所述负载评估模块还用于：基于以下公式确定在所述参数调节策略下的能耗上限q1：q1＝q
chl，maxdr
+q
chwp，maxdr
+q
cwp，maxdr
+q
cot，maxdr
；式中，q
chl，maxdr
为需求响应模式下的冷水机组的上限负载，q
chwp，maxdr
为需求响应模式下的冷冻泵的上限负载，q
cwp，maxdr
为需求响应模式下的冷却泵的上限负载，q
cot，maxdr
为需求响应模式下的冷却塔的上限负载；基于以下公式确定在所述减载机组策略下的能耗上限q2，包括：q2＝q
chl，maxnm
+q
chwp，maxnm
+q
cwp，maxnm
+q
cot，maxnm
；式中，q
chl，maxnm
为正常运行模式下的冷水机组的上限负载，q
chwp，maxnm
为正常运行模式下的冷冻泵的上限负载，q
cwp，maxnm
为正常运行模式下的冷却泵的上限负载，q
cot，maxnm
为正常运行模式下的冷却塔的上限负载；其中，q
chl，maxnm
＞q
chl，maxdr
，q
chwp，maxnm
＞q
chwp，maxdr
，q
cwp，maxnm
＞q
cwp，maxdr
，q
cot，maxnm
＞q
cot，maxd
。

技术总结

本说明书实施例提供一种基于电力需求响应的中央空调系统的控制方法和系统，属于中央空调系统技术领域，该方法包括基于特征参数集预测空调负荷，其中，特征参数集至少包括室外气象参数预报、历史运行数据、建筑特征参数；基于设备参数确定中央空调系统不同控制策略下的可削减电力负载量，其中，设备参数至少包括中央空调系统的冷水机组电流负载率上限及辅机设备上限；获取电网侧发出的电力需求响应的削减量；基于不同控制策略下的可削减电力负载量和电力需求响应的削减量，确定中央空调系统的目标控制策略，并基于目标控制策略控制中央空调系统运行，具有实现对空调负荷的实时管理，提高中央空调系统运行的稳定性的优点。提高中央空调系统运行的稳定性的优点。提高中央空调系统运行的稳定性的优点。