冷水机组群控策略是大型建筑或区域供冷系统中实现高效、稳定运行的核心技术。其核心目标是在满足不断变化的冷负荷需求的前提下，最大化系统整体能效（COP或kW/RT），最小化运行成本，并确保设备安全和寿命。
以下是一个详细的冷水机组群控策略框架和关键要素：
一、核心目标
满足冷负荷需求：确保冷冻水供水温度稳定在设定值（如7°C）。最大化系统效率：让所有运行中的冷水机组尽可能在其最高效率点附近运行，并优化机组启停组合。优化设备运行：均衡机组运行时间，避免频繁启停，延长设备寿命。最小化运行成本：考虑电价峰谷、设备维护成本等因素。保障系统安全稳定：防止喘振、冻管、超压等故障。
二、基本原则
基于冷负荷：控制决策的核心依据是建筑或系统的实时冷负荷需求。优先高效机组：在满足负荷的前提下，优先运行效率更高的机组。优化运行台数：找到满足当前负荷所需的最少机组台数组合，使每台运行的机组都运行在较高负荷率（通常>50%-60%）。避免低效运行：尽量避免机组在低负荷率（如<30%-40%）下长时间运行（效率低，易喘振）。轮循运行：均衡各机组的运行时间，延长整体系统寿命。
三、关键群控策略
1、冷负荷计算与预测：
实时计算：最常用且基础的方法。根据冷冻水供回水温度差（ΔT）和流量（F），计算当前系统总冷负荷：负荷 = F * ρ * Cp * ΔT (ρ为密度，Cp为比热容)。预测：结合历史数据、天气预报、日程表（工作日/周末/节假日）预测未来短期的冷负荷趋势，用于预启动或预停机，减少滞后影响。
2、机组加减机（台数控制）策略、核心
2.1、基于负荷百分比：加机：当运行机组的平均负荷率超过设定的高限（如90%-95%），且持续一段时间（防止波动误触发），启动下一台备用机组。启动后需有“启动延时”保护（如30分钟）。减机：当运行机组的平均负荷率低于设定的低限（如40%-50%），且持续一段时间，尝试停掉一台机组。停机的关键是判断剩余机组是否能承担当前负荷且不会立即导致其过载。通常设置“减机延时”（如15-30分钟）确保负荷稳定下降。
2.2、基于冷冻水温度：如果冷冻水供水温度持续高于设定值（如超过0.5°C达5分钟），且当前运行机组已满载或接近满载，则考虑加机。如果冷冻水供水温度持续低于设定值（如低于0.5°C达10分钟），且负荷较低，则考虑减机。
2.3、优化算法：效率寻优：系统实时或周期性地计算不同机组组合运行时的预估总功耗，选择功耗最低的组合（需要精确的机组性能曲线模型 - COP vs 负荷率）。优先级+轮循：为机组设定效率优先级（高效机优先开）。在满足效率和负荷前提下，优先开启累计运行时间少的机组（轮循）。加减机时也考虑轮循顺序。根据计算出的实时总冷负荷，对比单台机组的额定冷量。加机：总负荷 > (当前运行台数 * 单台额定冷量 * 高限系数，如0.95)。减机：总负荷 < ( (当前运行台数 - 1) * 单台额定冷量 * 低限系数，如1.05 或 1.1)。低限系数>1是为停机后剩余机组留有余量，避免其立即过载。
3、负荷分配策略（已运行机组间）平均分配：最简单。设定相同的冷冻水出水温度目标值，让每台机组承担大致相等的负荷。简单但可能不是最高效，尤其当机组型号、效率不同时。按容量比例分配：根据各机组的额定冷量按比例分配负荷。比平均分配更合理，但同样未考虑效率差异。效率优化分配：让效率高的机组多承担负荷，运行在其最高效率点附近；效率低的机组少承担负荷，甚至作为备用。需要机组的详细性能曲线（部分负荷下的COP或功耗）。群控系统通过优化算法（如等微增率法、线性/非线性规划）计算每台机组的最佳负荷率，使系统总功耗最小。然后通过调整各机组的冷冻水出水温度设定值（稍作偏移）或容量控制信号（如导叶开度、滑阀位置、变频器频率）来实现目标负荷分配。设定点调整：这是最常用的负荷分配调节手段。群控主机会给每台运行的机组发送一个略微不同的冷冻水出水温度设定值。需要更多冷量的机组会被给一个稍高的设定值（例如7.2°C），使其出力增加；需要较少冷量的机组会被给一个稍低的设定值（例如6.8°C），使其出力减少；
4、冷却塔风扇/水泵联动控制
群控系统应协调控制冷却水系统。目标是将冷却水回水温度（或冷凝器进水温度）稳定在一个最优设定值（可能随室外湿球温度变化）。更低的冷却水温度能提高冷水机组效率，但会增加冷却塔风机/水泵的能耗。需要在主机节能和辅机能耗之间找到平衡点（冷却水温度优化设定）。群控系统根据冷却水温度需求，控制冷却塔风机启停台数、风机转速（变频）、冷却水泵台数/转速。
四、实施要点与注意事项
精确的传感器：流量计、供回水温度传感器（高精度±0.1°C）的准确性至关重要，直接影响负荷计算和控制的精度。可靠的通信：群控主机与每台冷水机组控制器、水泵、冷却塔、阀门等设备之间需要稳定、实时的通信。详细的机组性能数据： 效率优化策略依赖于准确的机组部分负荷性能曲线（COP vs 负荷率），最好能获得制造商的实测数据或高精度模型。合理的延时设定： 加减机延时、启动保护延时等需要根据系统特性和负荷变化特性仔细设定，避免频繁动作或响应滞后。防喘振保护：在负荷分配和减机时，必须确保机组不会进入低负荷喘振区。设置最低负荷率限制（如>30%）。冷冻水温度重置：在部分负荷时，适当提高冷冻水出水温度设定值（如从7°C提高到9°C），可以显著提高冷水机组和整个水系统的效率（减少泵耗，提高主机COP）。群控系统应根据室外温度或负荷率自动实施温度重置策略。冷却水温度优化：根据室外湿球温度动态调整冷却水设定温度，寻求系统总能耗最低点。人机界面与数据记录：提供清晰的运行状态、能耗、报警信息显示，并记录历史数据用于性能分析和策略优化。手动/自动切换与优先级：提供手动干预功能，并设定合理的控制权限优先级。维护模式与故障处理：当机组故障或处于维护状态时，群控系统应能自动将其排除在可用机组列表外。
五、总结
一个优秀的冷水机组群控策略是动态的、优化的、安全的。它不仅仅是在负荷变化时简单地开关机组，而是：
精确感知当前和预测的冷负荷。智能决策运行多少台机组（加减机）以及是哪几台（轮循+优先级）。精细调节每台运行机组承担的负荷（负荷分配），使其尽可能运行在高效区。协同优化整个制冷系统（主机+冷冻水泵+冷却塔+冷却水泵），追求系统整体能效最大化。保障设备安全和寿命（延时、防喘振、轮循）。
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