[发明专利]一种中央空调冷机系统负荷分布式优化配置方法

说明书

本发明公开了一种中央空调冷机系统负荷分布式优化配置方法，在中央空调冷冻站中的每台冷机设备中内置一种分布式控制器，每台冷机设备都升级为智能设备，形成并联冷机分布式控制系统架构；每台控制器节点根据系统末端负荷需求，以并联冷机系统的总能耗最小为优化目标，利用带高斯回代的交替方向乘子分布式优化方法计算出并联冷机系统的最优负荷分配策略；冷机控制器节点按照一定顺序依次发起调节任务，通过与邻居控制器进行信息交互，实现并联冷机系统的自主协同调节运行，最终达到分布式框架下并联冷机系统优化运行以及节能降耗的目的。

【技术领域】

本发明属于空调制冷技术领域，具体涉及一种中央空调冷机系统负荷分布式优化配置方法。

【背景技术】

多冷水机组系统作为大型公建中央空调系统的冷源，是中央空调系统的用能大户。多冷水机组系统由不同性能和容量的冷水机组组成，在满足负荷需求的前提下，各冷水机组部分负荷率的最优组合可以获得使空调系统的最低能耗运行能耗最低。因此，在不同负荷需求下，解决最优冷水机组负荷分配问题以达到系统节能具有重要意义。

许多优化算法已被用于求解冷水机组负荷分配问题，已取得一些不错的节能效果。然而，基于传统集中式架构的算法在实际工程中没有大规模的推广应用案例。一方面，在当前的系统架构下，每个工程案例都需要专业的人员根据该具体的项目进行算法设计工作，需要针对不同控制系统进行逐例开发，缺乏通用的、可以大规模复制推广的成熟优化控制算法；另一方面，采用集中式框架，则需要中央控制器收集全局信息进行优化计算，以获得控制策略，并最终将控制信号发送给每个冷水机组，集中式架构下求解问题最优解需要的计算量与存储空间的增长速度非常快，对中央控制器的性能有很高的要求，一旦中央控制器发生故障，整个控制系统将处于瘫痪状态，高昂的计算成本和通信代价严重阻碍了这些算法在实际工程中被大规模应用。因此，传统的集中式架构从一定程度上制约了中央空调系统的发展。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于分布式架构的中央空调并联冷机分布式优化配置方法，以解决现有技术中，集中式架构建立的数学模型对中央控制器性能要求高，限制了中央空调系统发展的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种中央空调冷机系统负荷分布式优化配置方法，包括以下步骤：

步骤1，建立边界矩阵，所述边界矩阵为N台冷机的部分负荷率，以及N台冷机的拉格朗日乘子的边界矩阵；

步骤2，通过交替方向乘子法依次更新迭代边界矩阵中N台冷机的部分负荷率预测值和拉格朗日乘子预测值，得到第N台冷机节点的边界矩阵；

步骤3，针对第N台冷机节点的边界矩阵，通过高斯回代校正N台冷机节点边界矩阵的部分负荷率预测值和拉格朗日乘子预测值，校正至第1台冷机节点的边界矩阵；

步骤4，计算第1台冷机节点边界矩阵中部分负荷率预测值的原始残差和对偶残差；

步骤5，若原始残差和对偶残差符合设定准则，则完成迭代；否则重复迭代步骤2、步骤3和步骤4，直至原始残差和对偶残差符合设定准则；将最后的边界矩阵和总功率输出，所述边界矩阵为最终的中央空调冷机系统负荷分布式优化配置方法。

本发明的进一步改进在于：

优选的，步骤1中，边界矩阵的初始矩阵为：

X₀＝[PLR_1,0,PLR_2,0,...,PLR_n,0,λ₀]_1×(n+1) (4)

式中，各冷机节点初始值PLR_i,0＝0(i＝1,2,...,n)，拉格朗日乘数初始值λ₀＝1。