[发明专利]一种基于模型预测控制的数据中心温湿度设定值确定方法

说明书

本发明公开了一种基于模型预测控制的数据中心温湿度设定值确定方法，包括以下步骤：S1、搜集机房机柜负荷和空调设备设计资料；S2、建立系统动态预测模型；S3、获取实际系统测量值；S4、模型预测修正，获取当前时刻系统实际状态值后，对系统动态预测模型预测值进行修正，得到模型预测输出值。有益效果：通过提前预测机房内负荷需求值，建立系统动态预测模型，得到满足室内温湿度要求的回风温湿度设定预测输出值，能够提前进行设定值调整，动态地适应机房内IT负荷的变化，节省能耗。

技术领域

本发明涉及数据中心机房领域，具体来说，涉及一种基于模型预测控制的温湿度设定值确定方法。

背景技术

数据中心机房的精密空调系统在运行过程中通常根据设定的控制参数来调整精密空调负荷，通过自动调节空调系统的送风量和冷媒流量、温度，进而满足室内空气的温湿度要求。

精密空调的控制类型可分为室内空气控制和送风控制。大部分精密空调采用室内空气控制，即回风控制，温湿度传感器放置于回风口或室内，调整设定点参数保证室内空气温湿度满足要求。送风控制使用外部温湿度传感器，同样根据需要调整设定点参数控制室内空气。不论哪种控制方式，设定点参数的合理确定对于室内温湿度的控制效果均至关重要。

目前较多研究人员通过实验测量或者流体动力学方法模拟确定精密空调回风温湿度的设定值，主要是通过权衡机房内温度和精密空调能耗两个方面确定设定值大小。

在实际项目中，如图1所示，精密空调的回风温湿度设定值方式通常采用经验方法人工设定，机房内运维人员根据机房内冷热通道温度分布做出判断，依靠经验去调整设定值，精密空调通过比较设定值与实际值的偏差，自动调控风机的转速和冷冻水水阀的开度，从而保证冷热通道的温湿度在要求的范围内。

通过运维人员经验判断确定精密空调回风温湿度设定值的方法存在以下几个缺点：

（1）设定值的调整往往较为保守，存在冷量浪费现象；

（2）这种设定值的调整方式往往是在机房内空气温湿度已经不满足要求后，运维人员收到报警后才进行设定值调整，控制较为滞后；

（3）设定值无法动态地适应机房内IT负荷的变化，具有较大的节能空间。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于模型预测控制的数据中心温湿度设定值确定方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于模型预测控制的数据中心温湿度设定值确定方法，包括以下步骤：

S1、搜集机房机柜负荷和空调设备设计资料；

S2、建立系统动态预测模型；

S3、获取实际系统测量值；

S4、模型预测修正，获取当前时刻系统实际状态值后，对系统动态预测模型预测值进行修正，得到模型预测输出值。

进一步的，所述步骤S1搜集机房机柜负荷和空调设备设计资料中，所述资料包括：机房内精密空调和机柜的相对位置关系、精密空调的额定负荷值、额定风量值、风机最低频率、机柜的设计IT负荷值和冷热通道温湿度控制限值。

进一步的，所述步骤S2建立系统动态预测模型中，所述模型包括：精密空调负荷预测模型、冷热通道温湿度预测模型和精密空调回风温湿度设定值预测模型；

其中，所述精密空调负荷预测模型，根据末端精密空调与各个机柜之间的相对位置关系不同，其不同程度上承担了各个机柜的负荷，下一时刻精密空调负荷预测值与下一时刻机房内各个机柜负荷值和当前时刻精密空调实际负荷值有关；