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数据模型的能耗优化控制平台方案

面向建筑楼宇,特别是暖通空调系统,提供包括节能优化控制、能耗监测及计量、系统整 体诊断、远程监测诊断及调试等一系列专业的节能服务方案
性能仿真 技术优势:
• 面向整体空调系统(水侧+ 风测) • 基于物理规律进行系统建模
智能 引擎
数据分析及诊断
• 专业全面的冷机性能预测
• 动态辨识与修正算法
• 可实现8760小时系统仿真
0.7
Efficiency
0.6
0.5
0.4 0.3 0.2
0.1
0
0
0.5
1
1.5 Air-To-Water
2
2.5
3
冷机行为特性
数据运行和 性能诊断平台
动力系统诊断模块
需求分析 效率评估 优化控制性能评估
水泵及管路行为特性 空调系统诊断模块
需求分析 效率评估 传感器故障诊断 优化控制性能评估
照明系统诊断末端
需求分析 效率评估 传感器故障诊断 优化控制性能评估
• 空调系统整体优化和性能诊断
实时运行数据 天气 人流 诊断内容 • • • • • • 设备运行负载偏差率 设备运行效率评估 系统能量完善度 系统运行参数匹配评估 系统运行特性偏差率 系统能效评估等
照明和办公设备用能情况
运行诊断 校正能耗模拟和系 统行为算法
30%
•而在整个建筑能耗中,中央空调能耗占到 了约40%~50%
基准
55%
•中央空调冷热源消耗了其中的
30%~35% ,空调末端消耗了 10~15% 0 10 20 30 40
社会总能耗百分比 (%)
15%
• 建筑系统能耗分析-各子系统互相关联
kWh/m3· a
暖通空调能耗
节能潜力最大的部分
• • 冷热源机房(空调、供暖) 末端设备(空调、供暖、通风)
实时监测及计量
优化策略及控制
• 平台核心-基于数据的智能模式识别算法
楼宇管理系统 DOMI大数据管理平台
信号采集
智能控制
专家系统算法
设备特性辨识
DOMI 算 法 库
模式识别算法
200 400 600 800 1000 Data Scale 1200 1400 1600 1800 2000
4
3.5
3
运行条件
当日冷冻机房能耗 Ebaseline (kWh)
当月机房整体节能率为R,R=(Ebaseline-EDOMI)/Ebaseline ×100%
• 节能控制系统与常规节能控制系统的区别
DOMI 常规节能控制系统
冷水主机
自动适应负荷的变化以进行机组调配,结合天气和 舒适度(或工艺)需求调节供水温度,使主机运行 在高效区。 不做冷机优化控制,仅具冷机监视功能。 智能负荷预测算法,防止暂态过程引起频繁加减机。 有效的冷水机组智能喘振保护。 根据系统末端负荷,确保最不利端压差,基于水泵 和系统能耗模型,综合考虑输配效率和冷机效率, 优化水泵台数和频率。 独立的闭环控制,简单的辅机和主机联控。例 如,根据供回水压差调节水泵频率,不具备整 体性优化,控制精度差。
10
200
-22.79 -18.08 -15.72 -13.36 -8.646 -6.288 -1.572 0.7855 3.143 5.501 7.859 10.22 12.57 -20.43 -3.93 -11
0
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
14.93
冷却水泵变频控制;
冷却水泵台数控制;
冷却塔台数控制; 冷却风机变频控制; 冷却水温度重置;
• 能耗优化控制系统功能——报警与保护功能
冷水机组智能化喘振保护; 系统智能故障诊断; 冷机排热量保护; 水泵防水锤开机曲线保护; 冷机低流量保护。
最小压差保护 管网水压过高保护; 冷机冷冻水温度过低保护; 冷机冷却水温度过高保护。
信息收集
项目信息收集
原控制情况调研
方案设计
系统诊断 建模定制仿真
方案细化
相关技术问题交流
方案细化及施工方案
节能合同
合作模式确认
项目实施
方案二次细化 安装和调试
运行管理
项目验收
收益分享
商务洽谈
机房现场勘验
制定节能方案
相关案例参观交流
合同签订
1-2周
客户培训
1周
1-2周
1-2周
2-3月
• 节能量测量与验证——相似日比较法
以提高冷冻机房的整体能效为目标(包括冷水机 设备均由单独的控制进行控制,无法考虑机房整 组+冷冻泵+冷却泵+冷却塔),综合考虑了各设备 体的运行节能。 之间的相互影响。 基于系统行为的全局优化控制,根据具体项目定 制专用能耗模型,并可实现动态自修正模型。在 不同的室外状况以及系统负荷下,利用能耗模型 实时寻找机房的最佳效率点,实现全局主动式控 制。 集成了节能优化、诊断、远程管理等众多功能, 实时采集运行数据及优化系统运行,可以根据项 目特点快速进行功能扩展。 可接入(扩展至)多种形式(如免费供冷,水蓄 冷、冰蓄冷、地源热泵等)的冷冻机房系统,并 进行多系统之间的联合寻优控制,获得更大的节 能空间。 冷水机组、冷冻泵、冷却泵、和冷却塔各自形成 独立的闭环控制,实现简单的变频和加减机控制。 利用传统PID控制,属于被动式反馈控制。根据 固化的经验控制模式,不具备整体性优化,控制 精度差。
•运行台数 •转速
读取运 行参数
冷却水泵
转速
3
在线修正
•运行台数 •转速
3
•冷冻水泵 •冷却水泵 •冷却塔风扇
实施最 优控制
最低机房 输入功率
冷却塔
4
实时优化 仿真
•风扇 •冷却水温度设定
工况
4
•冷水机组 •冷冻水管路压差 •室外温度
5
冷冻水旁通流量 11
• 空调系统整体能耗优化
协调控制风侧和水侧运行 动态匹配系统需求和冷热源供给 集成系统诊断、负荷预测、需求响应
17.29
19.65
冷冻水泵能耗预测偏差( kW)
22.01
0
误差分布和实时预测
• 动态自修正模型
各种设备特性 主机设备特性
水泵设备特性 冷却塔设备特性
动态辨识及优化算法
预设设备参数
实时数据
历史数据
• 空调系统整体优化和性能诊断数据流
能耗模拟模型 动态辨识及优化算法
1 0.9
空调末端行为特性
0.8
2.5
2
1.5
设备运行异常诊断
Time Series
1
0.5
0
• 智能算法与空调系统智能化控制
4 180 3.5 170
160 3 150 2.5
140
Time Series
2
130
1.5
120
110 1 100 0.5
90
0
200
400
600
800
信号分析和数据处理
多泵组行为特性辨识--实时水泵功率
冷冻水泵
冷却水泵
根据系统排热量,综合考虑系统效率,基于水泵和 系统能耗效模型,优化水泵台数和频率,调配流量 与温差。全工况下高效节能运行。
传统的PID控制,简单的辅机和主机联控。例 如,根据回水温度调节水泵频率,不具备整体 性优化,控制精度差。
冷却风机
根据室外干湿球温度、系统排热量,兼顾冷水主机 效率,合理进行频率调节,实时优化出塔水温。
冷冻机房
输配管网
空调末端
• 空调系统整体能耗优化-控制原理
• 系统硬件分层
系统层
服务器
工作站
寻优软件
交换机
控制层
PLC控制器
I/O远程站
设备层
电能表
压差传 感器
温湿度 传感器
流量计
温度传 感器
水阀 执行器
风阀 执行器
智能控 制柜
• 系统节能优化实施方案
8760小时 逐时仿真
维护及服务
专业的方案 分析和服务
参数
运行控制方法 气象条件
基准测试日
原有控制方法
优化日
DOMI节能优化控制系统控制
1)与基准测试日的最高室外温度相差≤2℃; 根据以往气象,由双 方共同协商选定1 天作 2)与基准测试日的最低室外温度相差≤2℃; 为基准测试日 3)与基准测试日的平均室外温度相差 ≤1.5℃; 冷机的正常运行时间 冷机的运行时间与测试日相同 EDOMI
在线实时优化
• 控制系统界面展示-主界面
控制系统实时状态 控制系统实时状态
机房运行能耗的实时统计
机房运行参数的实时曲线
项目节能效果展示
• 控制系统界面展示-报表界面
完善的能源报表统计功能,对在指定时间 段的能耗和输出冷量进行统计与分析
• 控制系统界面展示-总览图
依照机房设备实际位置与管路关系建立的3D总 览图,可清晰的了解当前运行状况与设备故障
• 能耗优化控制系统功能——能效管理功能
冷冻机房综合能耗自动记录及计算;
独立的用电量计量界面;
实时功率以及累积耗电量; 历史查询功能;
各设备运行状态显示及历史数据趋势分析; 各设备运行时间累计及轮换控制;
自动生成各种能耗报表。
• 项目实施流程
针对节能改造项目的特点,从信息采集、方案制定、工程 实施,整个过程都制定了符合客户要求的详细流程,并根 据项目特点和需求量身定制了符合最优化的节能产品组合 ,帮助在项目实施过程中实现收益的最大化。
• DOMITM控制系统界面展示-系统图
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