(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111447448.4 (22)申请日 2021.11.30 (71)申请人 中国电力工程顾问集团西北电力设 计院有限公司 地址 710075 陕西省西安市高新 技术产业 开发区团结南路2 2号 申请人 中能建地热有限公司 (72)发明人 刘新龙　刘铮　孟晓伟　黄磊　 马欣强　姜洪林　王国义　刘沙河　 王超　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 代理人 贺小停 (51)Int.Cl. G06F 30/18(2020.01)G06F 30/27(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 113/14(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 基于大数据的冷却塔-地源 热泵系统优化控 制方法及系统 (57)摘要 本发明公开一种基于大数据的冷却塔 ‑地源 热泵系统优化控制方法及系统， 结合数据采集模 块的输入数据、 地埋管长期运行累积的运行数据 以及冷却塔 ‑地源热泵系统在线模型， 依据地埋 管冷热负荷的不平衡度对冷却塔 ‑地源热泵系统 的运行模式进行修正限制， 采用优化算法进行寻 优计算， 得出地埋管和冷却塔侧循环泵及热泵机 组、 相关阀门的最优化指令， 同时指出寻优计算 目标值的确定方法； 利用机组长期运行的大量数 据， 选用先进的建模算法， 同时结合实际运行数 据进行模型的在线修正。 本发明保证系统全生命 周期内的稳定可靠运行。 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 CN 114091221 A 2022.02.25 CN 114091221 A 1.一种基于大数据的冷却塔 ‑地源热泵系统优化控制方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： 采集与系统运行相关的基本数据并进行 预处理； 依据大数据对冷却塔 ‑地源热泵系统 的建模得到冷却塔 ‑地源热泵系统模型， 并对冷却 塔‑地源热泵系统模型的在线更新； 以数据采集模块输入数据和冷却塔 ‑地源热泵系统模型为基础， 利用优化算法进行寻 优计算， 得 出地埋管和冷却塔侧循环泵及热泵机组、 相关阀门的最优化指令 。 2.根据权利要求1所述的基于大数据的冷却塔 ‑地源热泵系统优化控制方法， 其特征在 于： 采集与系统运行相关的基本数据为： 采集地源泵、 地埋管以及 冷却塔循环泵频率和功率信号、 环境温度、 地埋管温度、 集/分 水器温度、 地源侧进/出水温度和流量、 空调侧进/出水温度和流量、 冷却塔侧进/出水温度、 压力以及流 量信号。 3.根据权利要求1所述的基于大数据的冷却塔 ‑地源热泵系统优化控制方法， 其特征在 于： 所述对冷却塔 ‑地源热泵系统模型 的在线更新包括系统能效计算、 地埋管温度输出、 冷 却塔‑地源热泵系统模型重建更新； 经过对冷却塔 ‑地源热泵系统模型输出同冷却塔 ‑地源 热泵系统实际对象输出值的对比分析， 当两者输出值偏差大于 设定值时， 动态对冷却塔 ‑地 源热泵系统模型进行更新； 两个对 象输出值对比分析 的输出值选取系统能耗、 地埋管及其 进/出水温度。 4.根据权利要求1所述的基于大数据的冷却塔 ‑地源热泵系统优化控制方法， 其特征在 于： 以数据采集模块输入数据和冷却塔 ‑地源热泵系统模型为基础， 利用优化算法进行寻 优计算， 得 出地埋管和冷却塔侧循环泵及热泵机组、 相关阀门的最优化指令， 具体包括： 在线优化控制模块以数据采集模块输入数据和冷却塔 ‑地源热泵系统模型为基础， 以 确保地埋管冷热负荷不平衡度满足系统长期稳定运行的地埋管温度上下限作为优化算法 的基本限制条件， 利用优化算法进 行寻优计算， 得出地埋管和冷却塔侧循环泵及热泵机组、 相关阀门的最优化指令， 寻优的目标为受地 埋管最高温度限制的系统能耗 最低。 5.根据权利要求1所述的基于大数据的冷却塔 ‑地源热泵系统优化控制方法， 其特征在 于： 所述利用优化 算法进行寻优计算的目标值 为： 结合运行历史数据分析得出地埋管温度范围要求， 基于地埋管温度范围要求下， 冷却 塔‑地源热泵系统能耗 最低为目标； 所述优化目标值按如下计算公式计算： 式中： Pk—空调循环水泵功耗； Pl—冷水机组循环泵功耗； Pd—地源热泵机组功耗；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114091221 A 2Td—运行地 埋管温度； Th‑s1， Th‑s2—结合历史运行 数据分析 得出的地埋管运行最低和最高温度； 以各泵及机组功耗最小， 并且地埋管温度满足地源系统对冷热负荷平衡计算后的上下 限。 6.根据权利要求1所述的基于大数据的冷却塔 ‑地源热泵系统优化控制方法， 其特征在 于： 所述依据大数据对冷却塔 ‑地源热泵系统的建模得到冷却塔 ‑地源热泵系统模型具体 包括： 以地源泵、 地埋管以及 冷却塔循环泵频率和功率信号、 环境温度、 集/分水器温度、 地源 侧进/出水流量、 空调侧进/出水温度和流量、 冷却塔侧进/出水温度、 压力以及流量信号、 地 埋管侧循环泵及阀门指令、 冷却塔侧循环泵及阀门指令、 冷水及热泵机组及其相关阀门指 令作为模型输入， 以系统 能耗、 地埋管温度、 地源侧进/出水温度等数据作为模型输出， 同时 将机组长期运行 的这些大量数据分为两部分， 一部分作为建模的数据集， 选用深度学习建 模算法建模， 另一部分数据作为校验集， 对所建模型进行校验， 校验合格得到冷却塔 ‑地源 热泵系统模型； 建模过程中的系统 能耗值通过结合当前边界条件下的各泵功 率值求和来计 算。 7.一种基于大 数据的冷却塔 ‑地源热泵系统优化控制系统， 其特 征在于， 包括： 数据采集模块， 用于采集与系统运行相关的基本数据并进行 预处理； 在线更新模块， 用于依据 大数据对冷却塔 ‑地源热泵系统 的建模得到冷却塔 ‑地源热泵 系统模型， 并对冷却塔 ‑地源热泵系统模型的在线更新； 在线优化控制模块， 用于以数据采集模块输入数据和冷却塔 ‑地源热泵系统模型为基 础， 利用优化算法进 行寻优计算， 得出地埋管和冷却塔侧循环泵及热泵机组、 相关阀门的最 优化指令 。 8.根据权利要求1所述的基于大数据的冷却塔 ‑地源热泵系统优化控制系统， 其特征在 于： 所述在线优化控制模块， 用于以地源泵、 地埋管以及冷却塔循环泵频率和功率信号、 环 境温度、 集/分水器温度、 地源侧进/出水流量、 空调侧进/出水温度和流量、 冷却塔侧进/出 水温度、 压力以及流量信号、 地埋管侧循环泵及阀门指令、 冷却塔侧循环泵及阀门指令、 冷 水及热泵机组及其相关阀门指令作为模型输入， 以系统能耗、 地埋管温度、 地源侧进/出水 温度等数据作为模型输出， 将机组长期运行的数据分为两部分， 一部 分作为建模的数据集， 选用深度学习建模算法建模， 另一部 分数据作为校验集， 对所建模型进 行校验， 校验合格得 到冷却塔 ‑地源热泵系统模型； 建模过程中的系统能耗值通过结合当前边界条件下 的各泵 功率值求和来计算。 9.一种电子设备， 包括存储器、 处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上 运行的计算机程序， 所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1 ‑7任一项所述基于 大数据的冷却塔 ‑地源热泵系统优化控制方法的步骤。 10.一种计算机可读存储介质， 所述计算机可读存储介质存储有计算机程序， 所述计算 机程序被处理器执行时实现权利要求1 ‑7任一项所述基于大数据的冷却塔 ‑地源热泵系统 优化控制方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114091221 A 3