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龍圖騰網(wǎng)恭喜廣州施杰節(jié)能科技有限公司申請的專利基于鯨魚算法的冷卻塔與制冷機(jī)協(xié)同優(yōu)化方法及控制系統(tǒng)獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN119594756B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-05-02發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202510142882.3，技術(shù)領(lǐng)域涉及：F28C1/00；該發(fā)明授權(quán)基于鯨魚算法的冷卻塔與制冷機(jī)協(xié)同優(yōu)化方法及控制系統(tǒng)是由官玲俊;郭金星;古鵬軍;姚岳濤;譚戈鴻設(shè)計研發(fā)完成，并于2025-02-10向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本基于鯨魚算法的冷卻塔與制冷機(jī)協(xié)同優(yōu)化方法及控制系統(tǒng)在說明書摘要公布了：本發(fā)明提出基于鯨魚算法的冷卻塔與制冷機(jī)協(xié)同優(yōu)化方法及控制系統(tǒng)，方法包括：采集冷卻塔和制冷機(jī)的運行數(shù)據(jù)組成初始狀態(tài)集；初始化優(yōu)化參數(shù)空間，基于熱物理約束模型設(shè)計冷卻塔的目標(biāo)函數(shù)；設(shè)計基于熱物理約束模型的制冷機(jī)的能效優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，篩選出符合條件的制冷機(jī)的冷媒流量和壓縮機(jī)功率組合；實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，根據(jù)實時數(shù)據(jù)設(shè)計冷卻塔與制冷機(jī)的協(xié)同動態(tài)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，所述協(xié)同動態(tài)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的目標(biāo)是最大化系統(tǒng)綜合能效比。本發(fā)明構(gòu)建一個基于熱物理約束的雙級協(xié)同優(yōu)化框架，以解決冷卻塔與制冷機(jī)協(xié)同優(yōu)化問題中的目標(biāo)沖突、物理約束適應(yīng)性和動態(tài)調(diào)整能力不足等問題。

本發(fā)明授權(quán)基于鯨魚算法的冷卻塔與制冷機(jī)協(xié)同優(yōu)化方法及控制系統(tǒng)在權(quán)利要求書中公布了：1.基于鯨魚算法的冷卻塔與制冷機(jī)協(xié)同優(yōu)化方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：采集冷卻塔和制冷機(jī)的運行數(shù)據(jù)組成初始狀態(tài)集，根據(jù)初始狀態(tài)集構(gòu)建冷卻塔與制冷機(jī)運行中的熱物理約束模型，并基于初始狀態(tài)集構(gòu)建初始化運行狀態(tài)預(yù)測模型；其中，所述初始狀態(tài)集包括冷卻塔進(jìn)水溫度、冷卻塔出水溫度、冷卻水流量、制冷劑流量、制冷機(jī)壓縮機(jī)功率、實時冷負(fù)荷需求和環(huán)境溫度；所述熱物理約束模型包括冷卻塔出水溫度約束和制冷機(jī)制冷量約束；其中，所述冷卻塔出水溫度約束為： ；其中，為冷卻塔出水溫度，為制冷機(jī)蒸發(fā)器溫度，為設(shè)計允許的最小溫差；所述制冷機(jī)制冷量約束為： ；其中，為水的比熱容；為冷卻塔提供的制冷量，為冷卻水流量，為冷卻塔進(jìn)水溫度，為實時冷負(fù)荷需求；初始化優(yōu)化參數(shù)空間，基于熱物理約束模型設(shè)計冷卻塔的目標(biāo)函數(shù)，篩選出符合條件的第一候選集合，然后對候選集合進(jìn)行目標(biāo)函數(shù)評估，選擇適應(yīng)度最優(yōu)的第一參數(shù)組合，若預(yù)測出水溫度與目標(biāo)出水溫度的差值未達(dá)到優(yōu)化精度，則需要動態(tài)調(diào)整差值范圍并重新篩選符合條件的候選集合；其中，所述優(yōu)化參數(shù)包括冷卻塔風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、冷卻水流量和出水溫度；當(dāng)冷卻塔計算出適應(yīng)度最優(yōu)的參數(shù)組合，再結(jié)合能效、成本和穩(wěn)定性設(shè)計基于熱物理約束模型的制冷機(jī)的能效優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，篩選出符合條件的制冷機(jī)的冷媒流量和壓縮機(jī)功率組合，生成第二候選參數(shù)集合，對篩選出的第二候選參數(shù)集合，結(jié)合目標(biāo)函數(shù)計算適應(yīng)度值，并動態(tài)預(yù)測制冷機(jī)未來運行狀態(tài)；實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，根據(jù)實時數(shù)據(jù)設(shè)計冷卻塔與制冷機(jī)的協(xié)同動態(tài)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，所述協(xié)同動態(tài)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的目標(biāo)是最大化系統(tǒng)綜合能效比，然后使用實時反饋優(yōu)化增強(qiáng)算法對冷卻塔和制冷機(jī)參數(shù)進(jìn)行聯(lián)動調(diào)整，同時在動態(tài)優(yōu)化過程中，實時反饋系統(tǒng)性能指標(biāo)確保優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行迭代優(yōu)化，若系統(tǒng)連續(xù)多個周期內(nèi)性能指標(biāo)變化小于設(shè)定值，則意味優(yōu)化進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，則減少計算頻率以節(jié)約資源；所述基于初始狀態(tài)集構(gòu)建初始化運行狀態(tài)預(yù)測模型，表示為： ；其中，為預(yù)測的冷卻塔出水溫度，為當(dāng)前冷卻塔出水溫度，為環(huán)境溫度變化速率，且，為冷負(fù)荷需求變化速率，且，和為經(jīng)驗系數(shù)；所述基于熱物理約束模型設(shè)計冷卻塔的目標(biāo)函數(shù)，篩選出符合條件的第一候選集合，所述目標(biāo)函數(shù)表示為： ；其中，為冷卻塔出水溫度與目標(biāo)溫度的絕對偏差，優(yōu)化的主要驅(qū)動力；，風(fēng)機(jī)能耗，其中為風(fēng)機(jī)功率，為風(fēng)機(jī)運行時間；，運行穩(wěn)定性正則項，限制出水溫度的波動幅度，為優(yōu)化周期的時間步長，t為當(dāng)前時間，為t-1時刻的冷卻塔出水溫度；分別為溫度偏差、風(fēng)機(jī)能耗和穩(wěn)定性約束的權(quán)重；選擇符合條件的第一候選集合，包括冷卻塔風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和冷卻水流量，表示為： ；其中，為第一候選集合，為冷卻塔風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，為冷卻水流量，為熱物理約束模型；其中，若冷卻塔出水溫度超過限制值或冷卻塔提供的制冷量小于實時冷負(fù)荷需求，則將當(dāng)前參數(shù)組合剔除；所述制冷機(jī)的能效優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)表示為： ；其中，為綜合能效比COP；，表示冷卻塔提供的制冷量，為冷卻塔優(yōu)化的冷卻水溫度；，表示制冷系統(tǒng)總功耗，為壓縮機(jī)功率，為冷媒功率；，壓縮機(jī)能耗，為壓縮機(jī)運行時間，優(yōu)化目標(biāo)為最小化，分別表示能效、能耗和穩(wěn)定性約束的權(quán)重，具體值根據(jù)實際工況設(shè)定；為制冷機(jī)正則項，用于約束壓縮機(jī)功率的波動： ；其中，正則項通過限制功率變化幅度，減少設(shè)備磨損并提升運行穩(wěn)定性；使用熱物理約束模型，篩選符合條件的冷媒流量和壓縮機(jī)功率組合，生成第二候選參數(shù)集合，表示為： ；所述對篩選出的第二候選參數(shù)集合，結(jié)合目標(biāo)函數(shù)計算適應(yīng)度值，并動態(tài)預(yù)測制冷機(jī)未來運行狀態(tài)，表示為： ；其中，為負(fù)荷需求變化率；為擬合系數(shù)；所述協(xié)同動態(tài)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，表示為： ；其中，為系統(tǒng)綜合能效比，優(yōu)化目標(biāo)為最大化；為冷卻塔提供的制冷量；為系統(tǒng)總功率消耗；為動態(tài)功率調(diào)整代價項，約束壓縮機(jī)功率調(diào)整幅度，避免頻繁波動；，為溫控偏差與負(fù)荷波動耦合項，量化冷卻塔溫控精度與負(fù)荷需求波動對系統(tǒng)的聯(lián)合影響；所述實時反饋優(yōu)化增強(qiáng)算法，具體包括：重新更新冷卻塔風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和冷卻水流量，通過預(yù)測出水溫度，確保其接近目標(biāo)值，表示為： ；其中，為環(huán)境溫度變化率；為冷負(fù)荷變化率；為擬合系數(shù)，通過歷史數(shù)據(jù)回歸得到；在冷卻塔調(diào)整完成后，根據(jù)更新的冷卻水溫度和流量，動態(tài)調(diào)整制冷機(jī)冷媒流量和壓縮機(jī)功率，表示為： ；其中，為動態(tài)調(diào)整系數(shù)，用于限制壓縮機(jī)功率的變化速度；為功率調(diào)整代價項，避免功率變化過快引發(fā)不穩(wěn)定。

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