一种基于回归分析的空调运行状态限定方法、介质和系统与流程

1.本发明涉及空调设备能耗的控制策略，尤其涉及一种基于回归分析的空调运行状态限定方法、介质和系统。


背景技术：

2.当前，新能源未来将成为电力供应的主体。当前，电源侧新能源装机快速增长，用户侧负荷呈多样性变化，电力系统面临诸多挑战。储能技术可在提高可再生能源消纳比例、保障电力系统安全稳定运行等方面发挥重要作用，是支撑大规模发展新能源、保障能源安全的关键技术。目前的空调设备因为常态制冷导致电量浪费，亟需一种空调能耗调控策略。
3.在统计学中，回归分析指的是确定两种或两种以上变量间相互依赖的定量关系的一种统计分析方法。在回归分析中，我们经常需要对过去的样本进行统计处理，并基于过去的样本数据进行回归分析并对未来的情况作出预测，这里需要引出一个经常在回归分析用于预测变量未来情况的概念——置信区间。
4.置信区间定义：是指由样本统计量所构造的总体参数的估计区间。对于具有特定的发生概率的随机变量，其特定的价值区间——一个确定的数值范围(“一个区间”)。在一定置信水平时，以测量结果为中心，包括总体均值在内的可信范围。该区间包含了参数的可信程度。参数的置信区间可以通过点估计量构造，也可以通过假设检验构造。


技术实现要素：

5.发明目的：本发明目的是提供一种基于回归分析的空调运行状态限定方法，能够合理控制空调的运行状态，减少设备因为常态制冷所带来的电量浪费，实现节能减排，在保证有效制冷的前提下，对空调起到更合理的利用。
6.技术方案：一种基于回归分析的空调运行状态限定方法，步骤包括：
7.步骤1：获取之前一段时间内空调工作功率的数据样本；
8.步骤2：对数据样本进行回归分析，按照预测区间调节空调的功率阈值；
9.步骤3：周期性地循环上述步骤，实时更新空调运行的功率阈值。
10.进一步地，数据样本为前一个月的空调工作功率的工作情况，记录每天每小时空调工作功率的示数。
11.进一步地，利用回归分析得出的上限对后一天的空调工作功率进行提前调节，并于空调上设置工作功率的上限阈值。
12.进一步地，利用回归分析得出的下限对后一天的空调工作功率进行提前调节，并于空调上设置工作功率的下限阈值。
13.进一步地，数据样本获取自数据中心基础设施管理系统中的数据库。
14.进一步地，回归分析步骤如下：
15.(1)定义变量xi为空调工作功率，为样本时间段内的平均工作功率，n为空调工作功率记录的样本个数；
16.(2)根据概率论以及大数定理，大容量样本的算术平均值无限接近于该样本的期望值；故对于空调工作功率xi的期望空调工作功率的方差为其中
17.(3)根据回归分析中的置信区间计算公式：
[0018][0019][0020][0021][0022]
说明区间以1-α的概率包含xi的数学期望故得到基于期望以及置信水平1-α下所计算的空调工作功率的置信区间为：
[0023][0024]
其中，p为满足判定条件的空调工作功率出现的概率，为空调预测工作功率的上限，记为为空调预测工作功率的下限，记为x
min
，为样本偏离方差的程度，1-α代表该区间的置信水平，α代表样本的显著水平。
[0025]
进一步地，还包括设置空调理论上的工作功率阈值，当出现异常的空调工作功率上升情况时，空调会自动进行变频调节，下调当前的工作功率。
[0026]
具体实施中，存在一种计算机可读存储介质，包括供一个或多个处理器执行的一个或多个程序，一个或多个程序包括用于执行如上任一方法的指令。
[0027]
进一步地，基于回归分析的空调运行状态限定系统，包括：
[0028]
数据获取模块：用于获取空调的历史运行数据；
[0029]
阈值分析模块：用于对历史运行数据进行回归分析处理，按照预测区间调节空调工作情况；
[0030]
周期更新模块：周期获取空调的历史运行数据，更新工作功率阈值。
[0031]
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著的优点：通过对过去时间段空调工作功率的回归分析，可以预测在未来某一时刻负载工作时空调所必须达到的最小工作功率和必须限定的最大工作功率。利用本发明能够在真实应用中根据使用空调工作实际情况不断调整阈值的设置，在保证满足制冷的前提下，对制冷空调起到更合理的利用以及电能的节约。
附图说明
[0032]
图1为本发明中前一段时间空调工作功率的示意图；
[0033]
图2为本发明通过回归分析预测出的空调运行状态示意图。
具体实施方式
[0034]
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
[0035]
于数据中心基础设施管理系统中的数据库中获取出前一个月的空调工作功率的工作情况，记录每天每小时空调工作功率的示数，得到一个较为具有代表性的工作情况样本，记为xi，如附图1；
[0036]
将得到的样本xi通过数据回归分析工具进行处理，会得到处理后的上限阈值x
max
与下限阈值x
min
，利用该上限与下限对后一天的空调工作功率进行提前调节，并于空调上设置工作功率的上/下限阈值，以达到节能减排的效果，如附图2所示。
[0037]
继续记录之后的空调工作功率情况，将得到的数据继续放入样本数据xi中，并继续重复上述的操作，得到上下限阈值x
max
与x
min
，继续进行空调工作功率的限定工作，周而复始，从而做到实时更新空调的工作功率区间，控制空调的运行状态。
[0038]
回归分析步骤如下：
[0039]
(1)定义变量xi为空调工作功率，为样本时间段内的平均工作功率，n为空调工作功率记录的样本个数；
[0040]
(2)根据概率论以及大数定理，大容量样本的算术平均值无限接近于该样本的期望值；故对于空调工作功率xi的期望空调工作功率的方差为其中
[0041]
(3)根据回归分析中的置信区间计算公式：
[0042][0043]
[0044][0045][0046]
说明区间以1-α的概率包含xi的数学期望故得到基于期望以及置信水平1-α下所计算的空调工作功率的置信区间为：
[0047][0048]
其中，为空调预测工作功率的上限，记为为空调预测工作功率的下限，记为x
min
，为样本偏离方差的程度，1-α代表该区间的置信水平，α代表样本的显著水平。
[0049]
通常影响空调工作功率置信区间的因素有如下几个方面：
[0050]
①
置信水平1-α：空调预测工作功率的上下限随置信水平的增大而增大；
[0051]
②
工作功率数据的离散程度d(xi)：区间宽度随离散程度的增大而增大；
[0052]
③
所调研的工作功率样本容量xi：区间宽度随样本容量的增大而减小；
[0053]
当做完一定样本容量的回归分析预测后，用分析得出的置信区间界定工作功率的上/下限，提前设置好空调工作功率，减少空调从零启动所导致的不必要的能量损耗；并在空调的设置界面设置一个理论上的工作功率阈值，当出现异常的空调工作功率上升情况时，空调会自动进行变频调节，下调当前的工作功率。
[0054]
通过利用预测的工作功率区间进行合理地控制空调运行状态，达到节能减排的效果。
[0055]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0056]
本发明的具体实施方式中，未涉及到的说明属于本领域的公知技术，可参考公知技术加以实施。

技术特征：
1.一种基于回归分析的空调运行状态限定方法，其特征在于，包括：步骤1：获取之前一段时间内空调工作功率的数据样本；步骤2：对数据样本进行回归分析，按照预测区间调节空调的功率阈值；步骤3：周期性地循环上述步骤，实时更新空调运行的功率阈值。2.根据权利要求1所述的基于回归分析的空调运行状态限定方法，其特征在于，所述回归分析步骤如下：(1)定义变量x
i
为空调工作功率，为样本时间段内的平均工作功率，n为空调工作功率记录的样本个数；(2)对于空调工作功率x
i
的期望空调工作功率的方差为其中，(3)回归分析中的置信区间计算公式如下：(3)回归分析中的置信区间计算公式如下：区间以1-α的概率包含x
i
的数学期望得到基于期望以及置信水平1-α下所计算的空调工作功率的置信区间为：其中，p为满足判定条件的空调工作功率出现的概率，为空调预测工作功率的上限，记为x
max
，为空调预测工作功率的下限，记为x
min
，为样本偏离方差的程度，1-α代表该区间的置信水平，α代表样本的显著水平。3.根据权利要求1所述的基于回归分析的空调运行状态限定方法，其特征在于，利用回归分析得出的上限对后一天的空调工作功率进行提前调节，并于空调上设置工作功率的上限阈值。4.根据权利要求1所述的基于回归分析的空调运行状态限定方法，其特征在于，利用回归分析得出的下限对后一天的空调工作功率进行提前调节，并于空调上设置工作功率的下限阈值。5.根据权利要求1所述的基于回归分析的空调运行状态限定方法，其特征在于，所述数据样本获取自数据中心基础设施管理系统中的数据库。6.根据权利要求1所述的基于回归分析的空调运行状态限定方法，其特征在于，所述数
据样本为前一个月的空调工作功率的工作情况，记录每天每小时空调工作功率的示数。7.根据权利要求1所述的基于回归分析的空调运行状态限定方法，其特征在于，还包括设置空调常规的工作功率阈值，当出现异常的空调工作功率上升情况时，空调会自动进行变频调节，下调当前的工作功率。8.根据权利要求1所述的基于回归分析的空调运行状态限定方法，其特征在于，该方法用于边缘计算场景的微型数据中心和一体化数据中心装备，在没有足够计算资源的边缘场景中支撑边缘设备。9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括供一个或多个处理器执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如权利要求1-8任一所述方法的指令。10.一种权利要求1所述的基于回归分析的空调运行状态限定方法的系统，其特征在于，包括：数据获取模块：用于获取空调的历史运行数据；阈值分析模块：用于对历史运行数据进行回归分析处理，按照预测区间调节空调工作情况；周期更新模块：周期获取空调的历史运行数据，更新工作功率阈值。

技术总结
本发明公开了一种基于回归分析的空调运行状态限定方法、介质和系统，方法包括：获取之前一段时间内空调工作功率的数据样本；对数据样本进行回归分析，按照预测区间调节空调的功率阈值；周期性地循环上述步骤，实时更新空调运行的功率阈值。本发明通过对过去时间段内空调工作功率的回归分析，可以预测在未来某一时刻负载工作时，空调所必须达到的最小工作功率和必须限定的最大工作功率。本发明能够在真实应用中根据使用空调工作实际情况不断调整阈值的设置，在保证满足制冷的前提下，对制冷空调起到更合理的利用以及电能的节约，适用边缘计算场景的微型数据中心和一体化数据中心装备，具有广泛的应用前景和实际价值。具有广泛的应用前景和实际价值。具有广泛的应用前景和实际价值。


技术研发人员：俞俊 杨华飞 张银铁 刘辉 毛林晖 吴禹 王丽君
受保护的技术使用者：南瑞集团有限公司
技术研发日：2022.01.12
技术公布日：2023/7/25