[发明专利]一种中央空调节能控制系统和方法

说明书

本发明公开了一种智能空调节能控制系统及其控制方法，该系统包括状态检测单元，用于获取空调系统中各装置的状态信息和功率信息；处理器；控制单元，用于输出处理器的优化控制策略；其中处理器通过高斯混合模型聚类模块对状态信息进行聚类、线性回归拟合模块，对于每个聚类标签，建立基于多项式的线性回归拟合模型，用于拟合各个装置功率，进而预测空调系统总耗电功率，最后通过遗传算法搜索模块，搜索控制策略。本发明基于高斯混合模型、线性回归和遗传算法的多模型融合模型，使得智能空调系统的可控变量控制与当前装置状态信息建立联系，具有可靠性稳定且优化效果明显的有益效果。

技术领域

本发明涉及空调节能领域，具体为基于高斯混合模型、线性回归和遗传算法的空调节能控制系统和方法。

背景技术

随着全球气候变暖和空调技术的发展，越来越多的现代建筑使用中央空调调节室内温湿度，据文献显示，中央空调的能耗大约占整个建筑能耗的50％-70％，伴随着“智能城市”建设步伐的快速推进，实现中央空调的智能控制与节能也提上了议事日程。但是仅是依靠技术人员的经验对中央空调系统进行调控，但是效果不明显。

目前需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题是：如何突破只依靠技术人员的经验对中央空调控制的局限性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于高斯混合模型、线性回归和遗传算法的多模型融合智能空调节能控制系统，通过对各个变量之间的相关性进行分析并提出降低中央空调系统总耗电量以及系统效率相应的最优控制策略；该多模型融合策略使得中央空调系统装置状态以及装置转速与状态检测装置检测到的信息建立联系，具有测试准确度高，控制策略节能效果明显安全的有益效果。

本发明采用的技术方案为：

一种中央空调节能控制系统，包括：

状态检测设备，用于获取中央空调系统中各装置的开关状态信息、转速信息和功率信息；

处理器，与状态检测装置相连，包括高斯混合模型聚类模块、线性回归拟合模块和遗传算法搜索模块；

控制器设备，与处理器相连，用于输出处理器的优化控制策略；

所述高斯混合模型聚类模块，基于获取的转速信息和功率信息，对中央空调系统中各装置的开关状态信息进行聚类，得到若干聚类标签；

所述线性回归拟合模块，对于每个聚类标签，以相应各装置对应的转速为自变量，以各装置功率为因变量，建立基于多项式的线性回归拟合模型，用于拟合各个装置功率，所有装置功率之和即为该聚类标签对应的系统总耗电功率；

所述遗传算法搜索模块，在满足中央空调系统降温以及系统各装置安全工作的约束条件下，搜索全局范围内系统总耗电功率最低的控制策略。

进一步地，处理器还包括数据预处理模块。

进一步地，所述中央空调系统中的装置包括冷却塔、冷却装置、冷凝塔、冷凝水泵。

进一步地，所述遗传算法搜索模块进一步包括：对空调系统可以设置的转速进行全局化搜索，寻找使得系统总耗电功率达到最小的控制策略。

根据本发明的另一方面，还提供一种中央空调节能控制方法，包括以下步骤：

获取中央空调系统中各装置的开关状态信息、转速信息和功率信息；

基于获取的转速信息和功率信息，对中央空调系统中各装置的开关状态信息进行高斯混合模型聚类，得到若干聚类标签；

对于每个聚类标签，以相应各装置对应的转速为自变量，以各装置功率为因变量，建立基于多项式的线性回归拟合模型，用于拟合各个装置功率，所有装置功率之和即为该聚类标签对应的系统总耗电功率；