数据模型的能耗优化控制平台方案解析

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1、数据模型的 能耗优化控制平台 Data-model-based Energy Optimization and diagnositic management Platform 建筑能耗现状 55% 15% 30% 节能环保的理念日益得到全社会的认同，建筑能耗的节能空间不断被发掘 空调系统20%的 节能就可以为整 个社会减少7% 的能耗 建筑能耗目前已经占到整个社会活动总能 耗的30%左右 而在整个建筑能耗中，中央空调能耗占到 了约40%50% 中央空调冷热源消耗了其中的30%35% ，空调末端消耗了1015% 暖通空调 照明热水 建筑系统能耗分析-各子系统互相关联 节能潜力最大的部分 冷热源机

2、房（空调、供暖） 末端设备（空调、供暖、通风） 各子系统间相互关联、影响 整体来看节能空间更大，需要考 虑的优化参数也更多 kWh/m3a 建筑系统能耗的优化需基于大量数据的分析 传统的冷冻机房群控 冷机根据负荷启停 冷却水泵根据冷却水温差单独控制冷冻水泵根据负荷侧压差变频 传统冷冻机房群控特点： 中央控制站监视设备运行，无法实时协调系统运行; 设备均由单独的控制进行控制，无法考虑机房整体的运行节能 基于数据模型的能耗优化平台-针对冷冻机房 基于数据模型的节能控制系统是以中央计算机和工业可编程控制器（PLC）为硬件核心以节能优化 算法为软件核心、以传感器为监测、以温度流量控制为手段的群控系统解

3、决方案。 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 基于数据模型的能耗优化平台概述 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 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 智能 引擎 性能仿真 实时监测及计量优化策略及控制 数据分析及诊断 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 设备特性辨识 设备运行异常诊断 模式识别算法 专家系统算法 DOMI算法库 信号采集 智能控制 智能算法与空调系统智能化控制 信号分析和数

4、据处理 误差分布和实时预测 智能行为特性算法 动态自修正模型 主机设备特性 水泵设备特性 冷却塔设备特性 各种设备特性 预设设备参数实时数据历史数据 动态辨识及优化算法 空调系统整体优化和性能诊断数据流 动态辨识及优化算法能耗模拟模型空调末端行为特性 水泵及管路行为特性 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 照明系统诊断末端 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 需求分析 效率评估 传感器故障诊断 优化控制性能评估 需求分析 效率评估 优化控制性能评估 空调系统整体优化和性能诊断 校正能耗模拟和系 统行为算法 实时运行数据 天气人流 照明和

5、办公设备用能情况 实际运行数据、校正模拟及行为优化为 诊断提供了准确信息 运行诊断 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 节能优化控制原理-以冷水机房为例 11 冷水机组 模型 冷却水泵 模型 冷冻水泵 模型 冷却塔性能及 管网水力模型 动态辨识及 优化算法 读取运 行参数 在线修正 实时优化 仿真 实施最 优控制 最低机房 输入功率 温度 冷冻水进/出水 冷却水进/出水 流量 冷冻水 冷却水 转速 冷冻水泵 冷却水泵 冷却塔风扇 工况 冷水机组 冷冻水管路压差 室外温度 输入 1 2 3 4 冷水机组 冷冻水

6、出水温度设定 运行台数 冷冻水泵 运行台数 转速 冷却水泵 运行台数 转速 冷却塔 风扇 冷却水温度设定 冷冻水旁通流量 输出 1 2 3 4 5 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 空调末端输配管网冷冻机房 空调系统整体能耗优化-控制原理 系统硬件分层 系统层控制层设备层 PLC控制器 电能表 流量计 智能控 制柜 温度传 感器 压差传 感器 温湿度 传感器 水阀 执行器 风阀 执行器 工作站交换机寻优软件 I/O远程站 服务器 系统节能优化实施方案 专业专业 的方案 分析和服务务 维护及服务 8760小时 逐时仿真

7、在线实时优化 控制系统界面展示-主界面 机房运行参数的实时曲线 机房运行能耗的实时统计 控制系统实时状态 项目节能效果展示 控制系统实时状态 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 DOMITM控制系统界面展示-系统图 控制界面上各设备运行功率、水泵频率、运 行状态及系统温度、流量、压力等一目了然 操作软件-机房系统设备 COP 操作软件-能耗管理模块 21 具有独立的用电量计量界面用，用户可以监测到所有用电设备 的实时功率

8、以及累积耗电量，并提供历史查询功能。 控制系统界面展示-设备界面图 设备是否运行，频率、功率参数清晰可见，主机的 各参数(温度、电流百分比亦可通过控制系统读到. 控制系统界面展示-能耗统计 为各主要设备配置了智能电表，便捷准确的 查看各设备累计用电情况 控制系统功能监视 功能 界面显示当前室外干湿球温度、系统的基本运行状况、冷冻机房实时的运行能效、运行模式、 优化提示和系统报警 显示冷机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、冷机阀门的运行状态、流量、冷却水供回水温度、 冷冻水供回水温度等参数 显示冷冻机房的累计用电量以及分项能耗情况。 控制系统功能控制与优化功能 实现冷冻机房综合能耗最低； 冷水机组台

9、数控制； 冷水机组冷冻水供水温度重置； 冷冻水泵变频控制； 冷冻水泵台数控制； 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。 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

10、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。 信息收集 项目信息收集 原控制情况调研 机房现场勘验 1周 方案设计 系统诊断 建模定制仿真 制定节能方案 1-2周 方案细化 相关技术问题交流 方案细化及施工方案 相关案例参观交流 1-2周 节能合同 合作模式确认 商务洽谈 合同签订 1-2周 项目实施 方案二次细化 安装和调试 客户培训 2-3月 运行管理 项目验收 收益分享 节能量测量与验证相

11、似日比较法 参数基准测试测试 日优优化日 运行控制方法原有控制方法 DOMI节能优化控制系统控制 气象条件 根据以往气象，由双 方共同协商选定1 天 作为基准测试日 1）与基准测试日的最高室外温度相差2 ； 2）与基准测试日的最低室外温度相差2 ； 3）与基准测试日的平均室外温度相差 1.5； 运行条件冷机的正常运行时间 冷机的运行时间与测试日相同 当日冷冻机房能 耗（kWh） EbaselineEDOMI 当月机房整体节能率为R，R=(Ebaseline-EDOMI)/Ebaseline 100% 节节能控制系统统与常规节规节 能控制系统统的区别别 DOMI常规节规节 能控制系统统 冷水主机

12、 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。 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。 不做冷机优化控制，仅具冷机监视 功能。 冷冻水泵 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。 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

13、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。 风机手动启停，频率根据设定的出塔温度这条 街频率，无针对 性精确控制，不具备整体性优 化。 全站监控 冷冻机房全站设备 的运行状态和运行效率监控及 记录 ，显示各设备 能效比，完善的故障报警和能 耗诊断功能，科学的需求分析与效率评估。 设备 运行状态显 示 与常规节规节 能控制系统统的区别别 DOMI常规节规节 能控制系统统 节能目标 以提高冷冻机房的整体能效为目

14、标（包括冷水机 组+冷冻泵 +冷却泵+冷却塔），综合考虑了各设 备之间的相互影响。 设备 均由单独的控制进行控制，无法考虑机房 整体的运行节能。 控制原理 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。 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。 可扩展性 集成了节能优化、诊断、远程管理等众多功能，

15、 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。 必须另外配置并且无法实现 多系统联 合寻优 。 可靠性 工业等级的PLC控制器，确保可靠性高，抗干扰 能力强，适用于各种环境恶劣的控制场合。 缺少应对 复杂电 磁干扰环 境的能力，抗干扰弱 ，环境变化会对系统稳 定性产生影响。 安装设备 工业等级PLC控制器，变频 柜，知名品牌高精度 的流量、温度、压力传感器。 DDC控制器或单片机控制器，变频 柜，常规温 度、压力传感器。 与

16、常规节规节 能控制系统统的区别别 DOMI常规规BA系统统 节能量评估 专业 模拟软 件，软件中的设备 模型根据实际设 备输 入，可根据当地气候状况以及系统负 荷进行 全年8760小时的计算。可精确计算出机房的耗电 及改造前后实际节 能效果。 按照设计进 行控制，无节能量。或者节能量根 据经验 估算，无切实计 算依据。 在线诊 断 可对流量、温度、压力、冷热量等参数进行平衡 校核，从而发现 系统中的可疑故障。对各项能效 异常现象进行在线诊 断，如设备 运行效率过低、 突发性的能耗突变、持续性的损耗等现象。 无 能耗管理平台 能耗管理平台对所监测 的用能信息及其它仪表数 据进行显示，包括实时 数据、历史数据和汇总 后 数据。