冷水機(jī)組群控策略是大型建筑或區(qū)域供冷系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定運(yùn)行的核心技術(shù)。其核心目標(biāo)是在滿足不斷變化的冷負(fù)荷需求的前提下，最大化系統(tǒng)整體能效（COP或kW/RT），最小化運(yùn)行成本，并確保設(shè)備安全和壽命。
以下是一個(gè)詳細(xì)的冷水機(jī)組群控策略框架和關(guān)鍵要素：
一、核心目標(biāo)
滿足冷負(fù)荷需求：確保冷凍水供水溫度穩(wěn)定在設(shè)定值（如7°C）。最大化系統(tǒng)效率：讓所有運(yùn)行中的冷水機(jī)組盡可能在其最高效率點(diǎn)附近運(yùn)行，并優(yōu)化機(jī)組啟停組合。優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行：均衡機(jī)組運(yùn)行時(shí)間，避免頻繁啟停，延長(zhǎng)設(shè)備壽命。最小化運(yùn)行成本：考慮電價(jià)峰谷、設(shè)備維護(hù)成本等因素。保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定：防止喘振、凍管、超壓等故障。
二、基本原則
基于冷負(fù)荷：控制決策的核心依據(jù)是建筑或系統(tǒng)的實(shí)時(shí)冷負(fù)荷需求。優(yōu)先高效機(jī)組：在滿足負(fù)荷的前提下，優(yōu)先運(yùn)行效率更高的機(jī)組。優(yōu)化運(yùn)行臺(tái)數(shù)：找到滿足當(dāng)前負(fù)荷所需的最少機(jī)組臺(tái)數(shù)組合，使每臺(tái)運(yùn)行的機(jī)組都運(yùn)行在較高負(fù)荷率（通常>50%-60%）。避免低效運(yùn)行：盡量避免機(jī)組在低負(fù)荷率（如<30%-40%）下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行（效率低，易喘振）。輪循運(yùn)行：均衡各機(jī)組的運(yùn)行時(shí)間，延長(zhǎng)整體系統(tǒng)壽命。
三、關(guān)鍵群控策略
1、冷負(fù)荷計(jì)算與預(yù)測(cè)：
實(shí)時(shí)計(jì)算：最常用且基礎(chǔ)的方法。根據(jù)冷凍水供回水溫度差（ΔT）和流量（F），計(jì)算當(dāng)前系統(tǒng)總冷負(fù)荷：負(fù)荷 = F * ρ * Cp * ΔT (ρ為密度，Cp為比熱容)。預(yù)測(cè)：結(jié)合歷史數(shù)據(jù)、天氣預(yù)報(bào)、日程表（工作日/周末/節(jié)假日）預(yù)測(cè)未來(lái)短期的冷負(fù)荷趨勢(shì)，用于預(yù)啟動(dòng)或預(yù)停機(jī)，減少滯后影響。
2、機(jī)組加減機(jī)（臺(tái)數(shù)控制）策略、核心
2.1、基于負(fù)荷百分比：加機(jī)：當(dāng)運(yùn)行機(jī)組的平均負(fù)荷率超過(guò)設(shè)定的高限（如90%-95%），且持續(xù)一段時(shí)間（防止波動(dòng)誤觸發(fā)），啟動(dòng)下一臺(tái)備用機(jī)組。啟動(dòng)后需有“啟動(dòng)延時(shí)”保護(hù)（如30分鐘）。減機(jī)：當(dāng)運(yùn)行機(jī)組的平均負(fù)荷率低于設(shè)定的低限（如40%-50%），且持續(xù)一段時(shí)間，嘗試停掉一臺(tái)機(jī)組。停機(jī)的關(guān)鍵是判斷剩余機(jī)組是否能承擔(dān)當(dāng)前負(fù)荷且不會(huì)立即導(dǎo)致其過(guò)載。通常設(shè)置“減機(jī)延時(shí)”（如15-30分鐘）確保負(fù)荷穩(wěn)定下降。
2.2、基于冷凍水溫度：如果冷凍水供水溫度持續(xù)高于設(shè)定值（如超過(guò)0.5°C達(dá)5分鐘），且當(dāng)前運(yùn)行機(jī)組已滿載或接近滿載，則考慮加機(jī)。如果冷凍水供水溫度持續(xù)低于設(shè)定值（如低于0.5°C達(dá)10分鐘），且負(fù)荷較低，則考慮減機(jī)。
2.3、優(yōu)化算法：效率尋優(yōu)：系統(tǒng)實(shí)時(shí)或周期性地計(jì)算不同機(jī)組組合運(yùn)行時(shí)的預(yù)估總功耗，選擇功耗最低的組合（需要精確的機(jī)組性能曲線模型 - COP vs 負(fù)荷率）。優(yōu)先級(jí)+輪循：為機(jī)組設(shè)定效率優(yōu)先級(jí)（高效機(jī)優(yōu)先開(kāi)）。在滿足效率和負(fù)荷前提下，優(yōu)先開(kāi)啟累計(jì)運(yùn)行時(shí)間少的機(jī)組（輪循）。加減機(jī)時(shí)也考慮輪循順序。根據(jù)計(jì)算出的實(shí)時(shí)總冷負(fù)荷，對(duì)比單臺(tái)機(jī)組的額定冷量。加機(jī)：總負(fù)荷 > (當(dāng)前運(yùn)行臺(tái)數(shù) * 單臺(tái)額定冷量 * 高限系數(shù)，如0.95)。減機(jī)：總負(fù)荷 < ( (當(dāng)前運(yùn)行臺(tái)數(shù) - 1) * 單臺(tái)額定冷量 * 低限系數(shù)，如1.05 或 1.1)。低限系數(shù)>1是為停機(jī)后剩余機(jī)組留有余量，避免其立即過(guò)載。
3、負(fù)荷分配策略（已運(yùn)行機(jī)組間）平均分配：最簡(jiǎn)單。設(shè)定相同的冷凍水出水溫度目標(biāo)值，讓每臺(tái)機(jī)組承擔(dān)大致相等的負(fù)荷。簡(jiǎn)單但可能不是最高效，尤其當(dāng)機(jī)組型號(hào)、效率不同時(shí)。按容量比例分配：根據(jù)各機(jī)組的額定冷量按比例分配負(fù)荷。比平均分配更合理，但同樣未考慮效率差異。效率優(yōu)化分配：讓效率高的機(jī)組多承擔(dān)負(fù)荷，運(yùn)行在其最高效率點(diǎn)附近；效率低的機(jī)組少承擔(dān)負(fù)荷，甚至作為備用。需要機(jī)組的詳細(xì)性能曲線（部分負(fù)荷下的COP或功耗）。群控系統(tǒng)通過(guò)優(yōu)化算法（如等微增率法、線性/非線性規(guī)劃）計(jì)算每臺(tái)機(jī)組的最佳負(fù)荷率，使系統(tǒng)總功耗最小。然后通過(guò)調(diào)整各機(jī)組的冷凍水出水溫度設(shè)定值（稍作偏移）或容量控制信號(hào)（如導(dǎo)葉開(kāi)度、滑閥位置、變頻器頻率）來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)負(fù)荷分配。設(shè)定點(diǎn)調(diào)整：這是最常用的負(fù)荷分配調(diào)節(jié)手段。群控主機(jī)會(huì)給每臺(tái)運(yùn)行的機(jī)組發(fā)送一個(gè)略微不同的冷凍水出水溫度設(shè)定值。需要更多冷量的機(jī)組會(huì)被給一個(gè)稍高的設(shè)定值（例如7.2°C），使其出力增加；需要較少冷量的機(jī)組會(huì)被給一個(gè)稍低的設(shè)定值（例如6.8°C），使其出力減少；
4、冷卻塔風(fēng)扇/水泵聯(lián)動(dòng)控制
群控系統(tǒng)應(yīng)協(xié)調(diào)控制冷卻水系統(tǒng)。目標(biāo)是將冷卻水回水溫度（或冷凝器進(jìn)水溫度）穩(wěn)定在一個(gè)最優(yōu)設(shè)定值（可能隨室外濕球溫度變化）。更低的冷卻水溫度能提高冷水機(jī)組效率，但會(huì)增加冷卻塔風(fēng)機(jī)/水泵的能耗。需要在主機(jī)節(jié)能和輔機(jī)能耗之間找到平衡點(diǎn)（冷卻水溫度優(yōu)化設(shè)定）。群控系統(tǒng)根據(jù)冷卻水溫度需求，控制冷卻塔風(fēng)機(jī)啟停臺(tái)數(shù)、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速（變頻）、冷卻水泵臺(tái)數(shù)/轉(zhuǎn)速。
四、實(shí)施要點(diǎn)與注意事項(xiàng)
精確的傳感器：流量計(jì)、供回水溫度傳感器（高精度±0.1°C）的準(zhǔn)確性至關(guān)重要，直接影響負(fù)荷計(jì)算和控制的精度。可靠的通信：群控主機(jī)與每臺(tái)冷水機(jī)組控制器、水泵、冷卻塔、閥門等設(shè)備之間需要穩(wěn)定、實(shí)時(shí)的通信。詳細(xì)的機(jī)組性能數(shù)據(jù)： 效率優(yōu)化策略依賴于準(zhǔn)確的機(jī)組部分負(fù)荷性能曲線（COP vs 負(fù)荷率），最好能獲得制造商的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)或高精度模型。合理的延時(shí)設(shè)定： 加減機(jī)延時(shí)、啟動(dòng)保護(hù)延時(shí)等需要根據(jù)系統(tǒng)特性和負(fù)荷變化特性仔細(xì)設(shè)定，避免頻繁動(dòng)作或響應(yīng)滯后。防喘振保護(hù)：在負(fù)荷分配和減機(jī)時(shí)，必須確保機(jī)組不會(huì)進(jìn)入低負(fù)荷喘振區(qū)。設(shè)置最低負(fù)荷率限制（如>30%）。冷凍水溫度重置：在部分負(fù)荷時(shí)，適當(dāng)提高冷凍水出水溫度設(shè)定值（如從7°C提高到9°C），可以顯著提高冷水機(jī)組和整個(gè)水系統(tǒng)的效率（減少泵耗，提高主機(jī)COP）。群控系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)室外溫度或負(fù)荷率自動(dòng)實(shí)施溫度重置策略。冷卻水溫度優(yōu)化：根據(jù)室外濕球溫度動(dòng)態(tài)調(diào)整冷卻水設(shè)定溫度，尋求系統(tǒng)總能耗最低點(diǎn)。人機(jī)界面與數(shù)據(jù)記錄：提供清晰的運(yùn)行狀態(tài)、能耗、報(bào)警信息顯示，并記錄歷史數(shù)據(jù)用于性能分析和策略優(yōu)化。手動(dòng)/自動(dòng)切換與優(yōu)先級(jí)：提供手動(dòng)干預(yù)功能，并設(shè)定合理的控制權(quán)限優(yōu)先級(jí)。維護(hù)模式與故障處理：當(dāng)機(jī)組故障或處于維護(hù)狀態(tài)時(shí)，群控系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)將其排除在可用機(jī)組列表外。
五、總結(jié)
一個(gè)優(yōu)秀的冷水機(jī)組群控策略是動(dòng)態(tài)的、優(yōu)化的、安全的。它不僅僅是在負(fù)荷變化時(shí)簡(jiǎn)單地開(kāi)關(guān)機(jī)組，而是：
精確感知當(dāng)前和預(yù)測(cè)的冷負(fù)荷。智能決策運(yùn)行多少臺(tái)機(jī)組（加減機(jī)）以及是哪幾臺(tái)（輪循+優(yōu)先級(jí)）。精細(xì)調(diào)節(jié)每臺(tái)運(yùn)行機(jī)組承擔(dān)的負(fù)荷（負(fù)荷分配），使其盡可能運(yùn)行在高效區(qū)。協(xié)同優(yōu)化整個(gè)制冷系統(tǒng)（主機(jī)+冷凍水泵+冷卻塔+冷卻水泵），追求系統(tǒng)整體能效最大化。保障設(shè)備安全和壽命（延時(shí)、防喘振、輪循）。
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