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作者：马强上海工程技术大学

学位级别：硕士

近年来随着磁悬浮技术的引入,磁悬浮离心式集成冷站在国内逐渐成为研究热点,磁悬浮离心式集成冷站系统主要由磁悬浮主机制冷系统、冷却水循环系统、冷冻水循环系统及空气处理系统共同构成,由于冷水主机内磁悬浮离心式压缩机调节裕度大,... 详细信息

近年来随着磁悬浮技术的引入,磁悬浮离心式集成冷站在国内逐渐成为研究热点,磁悬浮离心式集成冷站系统主要由磁悬浮主机制冷系统、冷却水循环系统、冷冻水循环系统及空气处理系统共同构成,由于冷水主机内磁悬浮离心式压缩机调节裕度大,对负荷变化跟随性强,可使冷水主机始终保持高能效比状态运行,为系统节能提供强有力的支撑。由于国内近几年才开始对磁悬浮压缩机技术进行研究,如何保证其在合理的运行工况下,进行系统参数调控,如何实现冷水主机在整个控制系统中与其它子系统间耦合匹配,并针对实际需求,实现系统控制,均需要进行深入研究。因此,借助于工业控制思想,结合磁悬浮压缩机的特性,以及相关部件的匹配关系,设计并实现符合实际应用的控制系统是集成冷站高效节能成功与否的关键。本文针对磁悬浮离心式压缩机作为冷水机组核心部件的特点,对磁悬浮离心式集成冷站控制原理进行研究和分析,合理地设计出控制系统的业务逻辑流程及相关控制策略,具体控制策略包括冷水机组及其相关设备的启停控制、循环水系统变频控制和冷水主机运行时间均等优化控制,尽可能克服系统的大时滞特性,减少冗余,以确保系统可以高效稳定地运行。同时,运用PAC技术,根据传感器采集到的信号数据特征,结合系统的整体设计方案以及控制策略,分别从硬件设计和软件实现进行了深入研究、仿真及实现。控制系统设计为三层式网络架构,自底向上分别为现场控制层、网关控制层及上位监控层,从而实现对整个集成冷站的远程监视及操作。为研究集成冷站系统在同时搭载多台冷水主机情况下,如何实现各冷水主机之间的协同能耗匹配控制。采取通过研究并分析主机COP及其运行负荷之间关联关系的方式,设计并仿真出多台冷水主机协同能耗匹配控制策略。最后针对空气处理系统内部经常出现故障的风阀设备,设计出设备故障自诊断的具体解决方案及操作流程。

关键词：集成冷站过程控制系统联控主机群控

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基于模糊控制的集成冷站运行优化方法研究

基于模糊控制的集成冷站运行优化方法研究

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作者：张艳杰上海工程技术大学

学位级别：硕士

集成冷站系统是现代建筑能耗占比较大的系统,目前集成冷站系统运行参数的都是按照最大负荷工况而设计的,整个系统大部分时间都是在部分工况下运行,导致整个系统在实际运行过程中能耗较高,能效较低。因此,本文针对集成冷站在不同工况下... 详细信息

集成冷站系统是现代建筑能耗占比较大的系统,目前集成冷站系统运行参数的都是按照最大负荷工况而设计的,整个系统大部分时间都是在部分工况下运行,导致整个系统在实际运行过程中能耗较高,能效较低。因此,本文针对集成冷站在不同工况下的优化运行方法进行了研究。集成冷站系统主要包括冷冻水系统、冷水机组、冷却水系统,是一个庞大而且繁杂的系统,各个设备运行参数之间既相互独立又相互影响,要想实现系统动态优化运行的节能效果,需要协调好各个设备最优运行参数之间的关系。本文首先从集成冷站系统的系统结构及运行原理开始研究分析,根据各个设备的运行性能,分析影响系统能耗的因素,解析出影响设备能耗的主要运行参数,并基于设备实际运行的采集数据,采用回归分析的建模方法,构建了集成冷站系统主要能耗设备的能耗模型以及整个系统的能耗模型。其次,针对不同负荷工况下,将集成冷站系统优化策略从局部优化转换到全局优化,根据所建立的整个系统的能耗模型为优化目标,以运行参数的变化范围以及各设备间相互约束关系作为约束条件,引入了大系统优化理论中的“分解-协调”的思想,先将系统分解成两个子系统,求解出局部优化模型的最佳参数,然后根据协调因子求解出整个系统在不同工况下运行的优化参数,从而实现整个系统的优化运行。除此之外,本文对典型夏日的设备运行参数进行了优化对比分析,结果表明优化后的系统不仅提高了能效比而且也达到了11.81%的节能率。最后,为了解决集成冷站大集成离散系统运行稳定的问题,研究了自适应模糊-PID控制在集成冷站群控系统中的应用,并通过MATALB仿真平台验证了自适应模糊-PID控制方法在集成冷站中的适应性以及鲁棒性。结合实际的工程项目,提出了群控系统的运行模式以及各个设备的群控策略。研究表明,集成冷站的群控策略能够有效地提高系统的能效,降低系统的能耗,为实际的工程应用提供了可靠的理论依据。

关键词：集成冷站能耗模型分解-协调寻优算法模糊控制运行优化

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