變水位取水泵站中水泵同步變速調(diào)節(jié)的節(jié)能控制方法，涉及變水位取水節(jié)能控制領(lǐng)域。本發(fā)明專利技術(shù)針對(duì)變水位取水泵站系統(tǒng)中，水泵采用變轉(zhuǎn)速以適應(yīng)水位變化的運(yùn)行方法中所存在的能耗高、調(diào)節(jié)不合理和不便應(yīng)用的缺點(diǎn)而提出的。主要步驟：對(duì)控制器進(jìn)行初始化；計(jì)算變頻控制點(diǎn)參數(shù)；進(jìn)行運(yùn)行水泵調(diào)速運(yùn)行；水泵運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和水泵、管網(wǎng)特性曲線的在線修改；在運(yùn)行過(guò)程中控制器采集并記錄水泵的運(yùn)行參數(shù)，包括流量、揚(yáng)程、轉(zhuǎn)速、電流和電壓的值。根據(jù)這些實(shí)際運(yùn)行的數(shù)值就可以對(duì)擬合得到的水泵和管路的特性曲線進(jìn)行在線修改，用實(shí)際運(yùn)行值對(duì)理論計(jì)算值進(jìn)行修正能更好地指導(dǎo)水泵運(yùn)行。本發(fā)明專利技術(shù)適用于采用多臺(tái)水泵并聯(lián)運(yùn)行的變水位取水泵站系統(tǒng)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種變水位取水泵站中水泵調(diào)節(jié)的節(jié)能控制方法，涉及變水位取水節(jié)能控制領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
工程實(shí)際中，冬季與夏季的城市供水量基本變化不大。但由于不同季節(jié)水位的變化，導(dǎo)致水泵的靜揚(yáng)程變化較大。目前泵站設(shè)計(jì)中以最高日用水量作為取水泵站的設(shè)計(jì)流量，以入口水面高度與泵站的最低水位高度之間高差作為靜揚(yáng)程。這樣極端的不利工況出現(xiàn)的時(shí)間很短，導(dǎo)致以全年有較大水位波動(dòng)的江河湖及地下水為水源的取水泵站在設(shè)計(jì)之初就功耗過(guò)大、浪費(fèi)能源。現(xiàn)有設(shè)計(jì)方法會(huì)造成豐水期的泵站輸出功率過(guò)高，不僅浪費(fèi)電能，而且縮短機(jī)組壽命。采用水泵變頻調(diào)速技術(shù)使水泵揚(yáng)程減小以適應(yīng)水位的變化，該方法也不合理。因?yàn)樗玫哪芎牟粌H與水泵的揚(yáng)程有關(guān)，還與水泵的電動(dòng)機(jī)和變頻器等設(shè)備的效率有關(guān)。對(duì)于水位變化較小的取水系統(tǒng)，如果使用變頻調(diào)速技術(shù)，節(jié)能率很小，有時(shí)不但不節(jié)能，反而會(huì)導(dǎo)致能耗增加。當(dāng)水位變化較大時(shí)，隨著水泵轉(zhuǎn)速的降低，電動(dòng)機(jī)和變頻器的效率都迅速降低，系統(tǒng)應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)也未必節(jié)能。因此，需要綜合考慮使用水泵變頻調(diào)速技術(shù)后的節(jié)能率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)針對(duì)變水位取水泵站系統(tǒng)中，水泵采用變轉(zhuǎn)速以適應(yīng)水位變化的運(yùn)行方法中所存在的能耗高、調(diào)節(jié)不合理和不便應(yīng)用的缺點(diǎn)，而提出了一種。如圖1所示的變水位取水泵站系統(tǒng)中，管網(wǎng)水泵為并聯(lián)運(yùn)行的同型號(hào)變頻泵，設(shè)有m臺(tái)。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，采用多臺(tái)水泵并聯(lián)同步變頻調(diào)速的調(diào)節(jié)方式既能滿足管網(wǎng)流量要求又能實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行并且便于調(diào)節(jié)，本專利技術(shù)就是針對(duì)上述水泵運(yùn)行方式的一種節(jié)能控制方法。本專利技術(shù)所述的步驟如下:步驟一:對(duì)控制器進(jìn)行初始化；將所選型號(hào)水泵樣本中提供的單臺(tái)水泵在額定轉(zhuǎn)速no下運(yùn)行工況點(diǎn)的流量、揚(yáng)程、功率和效率值輸入到控制器中，控制器通過(guò)數(shù)學(xué)方法擬合得到單臺(tái)水泵的特性曲線；控制器再分別得到m臺(tái)水泵并聯(lián)同步變頻調(diào)速時(shí)的特性曲線；然后將管網(wǎng)的設(shè)定流量和設(shè)定流量下的管網(wǎng)阻力輸入到控制器中，控制器計(jì)算得到管網(wǎng)的阻力特性曲線；最后將水泵電機(jī)和水泵變頻器的效率輸入到控制器中，完成控制器的初始化，其中m為管網(wǎng)中水泵的總臺(tái)數(shù)；步驟二:計(jì)算變頻控制點(diǎn)參數(shù)；將步驟一中得到的m臺(tái)水泵并聯(lián)同步變頻調(diào)速時(shí)的特性曲線和水位變化后的管網(wǎng)的阻力特性曲線、以及水泵高效運(yùn)行的約束條件、水泵電機(jī)和變頻器的效率曲線、水泵節(jié)能率計(jì)算曲線聯(lián)立求解獲得水位變化后的水泵變頻控制點(diǎn)的參數(shù)調(diào)速比、轉(zhuǎn)速、揚(yáng)程等；步驟三:進(jìn)行運(yùn)行水泵調(diào)速運(yùn)行；在運(yùn)行過(guò)程中，控制器通過(guò)流量傳感器和水位傳感器實(shí)時(shí)采集管網(wǎng)的流量值和靜水位值，并從水泵變頻調(diào)速器中采集并記錄水泵的流量、揚(yáng)程、轉(zhuǎn)速、電流、電壓值；隨著管網(wǎng)水位的變化，可計(jì)算出對(duì)應(yīng)的調(diào)速比。若此時(shí)水泵在高效區(qū)運(yùn)行，而且節(jié)能率大于0，則控制器向水泵變頻調(diào)速器發(fā)出指令，進(jìn)行水泵調(diào)速運(yùn)行，否則就繼續(xù)按照多臺(tái)泵并聯(lián)額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行；步驟四:水泵運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和水泵、管網(wǎng)特性曲線的在線修改；在運(yùn)行過(guò)程中控制器采集并記錄水泵的運(yùn)行參數(shù)，包括流量、揚(yáng)程、轉(zhuǎn)速、電流和電壓的值。根據(jù)這些實(shí)際運(yùn)行的數(shù)值就可以對(duì)擬合得到的水泵和管路的特性曲線進(jìn)行在線修改，用實(shí)際運(yùn)行值對(duì)理論計(jì)算值進(jìn)行修正能更好地指導(dǎo)水泵運(yùn)行。本專利技術(shù)具有以下有益效果:本專利技術(shù)的運(yùn)行控制方式是以水泵的總體節(jié)能率作為目標(biāo)函數(shù)的，所以按照該方式進(jìn)行運(yùn)行可使能耗達(dá)到最小，并且實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)便易行。本專利技術(shù)方法通過(guò)對(duì)水泵、電機(jī)、變頻器、管網(wǎng)系統(tǒng)的已知參數(shù)的處理，得到各水位下水泵的最佳運(yùn)行狀態(tài)，指導(dǎo)水泵的運(yùn)行，使管網(wǎng)水泵的能耗達(dá)到最低。本專利技術(shù)適用于采用多臺(tái)水泵并聯(lián)運(yùn)行的變水位取水泵站系統(tǒng)。具體優(yōu)點(diǎn)如下:1.該方式是以水泵的總體節(jié)能率作為目標(biāo)函數(shù)的，保證了水泵始終在高效區(qū)運(yùn)行。2.在運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行了運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)和記錄，并實(shí)現(xiàn)了水泵、管路特性曲線理論擬合結(jié)果的在線修正。3.提出了水位變化時(shí)綜合考慮水泵效率、電機(jī)效率、變頻器效率的水泵并聯(lián)同步調(diào)速控制點(diǎn)的計(jì)算方法，方法簡(jiǎn)單便于實(shí)現(xiàn)。4.與傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式相比較，節(jié)能達(dá)到10% -15%。附圖說(shuō)明圖1為水泵同步變速調(diào)節(jié)變水位取水泵站系統(tǒng)(變水位取水泵站)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為水泵并聯(lián)同步調(diào)速運(yùn)行以適應(yīng)水位變化示意圖。具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式一:結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的步驟如下:步驟一:對(duì)控制器5進(jìn)行初始化；將所選型號(hào)水泵I樣本中提供的單臺(tái)水泵I在額定轉(zhuǎn)速Iitl下運(yùn)行工況點(diǎn)的流量、揚(yáng)程、功率和效率值輸入到控制器5中，控制器5通過(guò)數(shù)學(xué)方法擬合得到單臺(tái)水泵I的特性曲線；控制器5再分別得到m臺(tái)水泵I并聯(lián)同步變頻調(diào)速時(shí)的特性曲線；然后將管網(wǎng)的設(shè)定流量和設(shè)定流量下的管網(wǎng)阻力輸入到控制器5中，控制器5計(jì)算得到管網(wǎng)的阻力特性曲線；最后將水泵電機(jī)和水泵變頻器的效率輸入到控制器5中，完成控制器5的初始化，其中m為管網(wǎng)中水泵I的總臺(tái)數(shù)；步驟二:計(jì)算變頻控制點(diǎn)參數(shù)；將步驟一中得到的m臺(tái)水泵I并聯(lián)同步變頻調(diào)速時(shí)的特性曲線和水位變化后的管網(wǎng)的阻力特性曲線、以及水泵I高效運(yùn)行的約束條件、水泵電機(jī)和變頻器的效率曲線、水泵節(jié)能率計(jì)算曲線聯(lián)立求解獲得水位變化后的水泵變頻控制點(diǎn)的參數(shù)調(diào)速比、轉(zhuǎn)速、揚(yáng)程等；步驟三:進(jìn)行運(yùn)行水泵I調(diào)速運(yùn)行；在運(yùn)行過(guò)程中，控制器5通過(guò)流量傳感器3和水位傳感器4實(shí)時(shí)采集管網(wǎng)的流量值和靜水位值，并從水泵變頻調(diào)速器2中采集并記錄水泵I的流量、揚(yáng)程、轉(zhuǎn)速、電流、電壓值；隨著管網(wǎng)水位的變化，可計(jì)算出對(duì)應(yīng)的調(diào)速比。若此時(shí)水泵在高效區(qū)運(yùn)行，而且節(jié)能率大于0，則控制器5向水泵變頻調(diào)速器2發(fā)出指令，進(jìn)行水泵調(diào)速運(yùn)行，否則就繼續(xù)按照多臺(tái)泵并聯(lián)額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行；步驟四:水泵I運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和水泵1、管網(wǎng)特性曲線的在線修改；在運(yùn)行過(guò)程中控制器5采集并記錄水泵I的運(yùn)行參數(shù)，包括流量、揚(yáng)程、轉(zhuǎn)速、電流和電壓的值。根據(jù)這些實(shí)際運(yùn)行的數(shù)值就可以對(duì)擬合得到的水泵和管路的特性曲線進(jìn)行在線修改，用實(shí)際運(yùn)行值對(duì)理論計(jì)算值進(jìn)行修正能更好地指導(dǎo)水泵運(yùn)行。具體實(shí)施方式二:本實(shí)施方式是對(duì)于具體實(shí)施方式一中的步驟一的進(jìn)一步說(shuō)明，步驟一是將所選型號(hào)水泵I樣本中提供的單臺(tái)水泵I在額定轉(zhuǎn)速Iitl下運(yùn)行工況點(diǎn)的流量、揚(yáng)程、功率和效率值輸入到控制器5中；控制器5用最小二乘法對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，多項(xiàng)式的形式如公式1:權(quán)利要求1.一種，其特征在于:所述方法的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程為: 步驟一:對(duì)取水泵站的控制器(5)進(jìn)行初始化:將所選型號(hào)水泵(1)樣本中提供的單臺(tái)水泵(1)在額定轉(zhuǎn)速Iitl下運(yùn)行工況點(diǎn)的流量、揚(yáng)程、功率和效率值輸入到控制器(5)中，控制器(5)通過(guò)數(shù)學(xué)方法擬合得到單臺(tái)水泵(1)的特性曲線；控制器(5)再分別得到m臺(tái)水泵(1)并聯(lián)同步變頻調(diào)速時(shí)的特性曲線；然后將取水泵站管網(wǎng)的設(shè)定流量和設(shè)定流量下的管網(wǎng)阻力輸入到控制器(5)中，控制器(5)計(jì)算得到管網(wǎng)的阻力特性曲線；最后將水泵電機(jī)和水泵變頻器的效率輸入到控制器(5)中，完成控制器(5)的初始化，其中m為取水泵站管網(wǎng)中水泵(1)的總臺(tái)數(shù)； 步驟二:計(jì)算變頻控制點(diǎn)參數(shù):將步驟一中得到的m臺(tái)水泵(I)并聯(lián)同步變頻調(diào)速時(shí)的特性曲線和水位變化后的管網(wǎng)的阻力特性曲線、以及水泵(I)高效運(yùn)行的約束條件、水泵電機(jī)和變頻器的效率曲線、水泵節(jié)能率計(jì)算曲線聯(lián)立求解獲得水位變化后的水泵變頻控制點(diǎn)的參數(shù)調(diào)速比、轉(zhuǎn)速、揚(yáng)程； 步驟三:進(jìn)行運(yùn)行水泵(1)調(diào)速運(yùn)行:在運(yùn)行過(guò)程中，控制器(本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種變水位取水泵站中水泵同步變速調(diào)節(jié)的節(jié)能控制方法，其特征在于：所述方法的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程為：步驟一：對(duì)取水泵站的控制器(5)進(jìn)行初始化：將所選型號(hào)水泵(1)樣本中提供的單臺(tái)水泵(1)在額定轉(zhuǎn)速n0下運(yùn)行工況點(diǎn)的流量、揚(yáng)程、功率和效率值輸入到控制器(5)中，控制器(5)通過(guò)數(shù)學(xué)方法擬合得到單臺(tái)水泵(1)的特性曲線；控制器(5)再分別得到m臺(tái)水泵(1)并聯(lián)同步變頻調(diào)速時(shí)的特性曲線；然后將取水泵站管網(wǎng)的設(shè)定流量和設(shè)定流量下的管網(wǎng)阻力輸入到控制器(5)中，控制器(5)計(jì)算得到管網(wǎng)的阻力特性曲線；最后將水泵電機(jī)和水泵變頻器的效率輸入到控制器(5)中，完成控制器(5)的初始化，其中m為取水泵站管網(wǎng)中水泵(1)的總臺(tái)數(shù)；步驟二：計(jì)算變頻控制點(diǎn)參數(shù)：將步驟一中得到的m臺(tái)水泵(1)并聯(lián)同步變頻調(diào)速時(shí)的特性曲線和水位變化后的管網(wǎng)的阻力特性曲線、以及水泵(1)高效運(yùn)行的約束條件、水泵電機(jī)和變頻器的效率曲線、水泵節(jié)能率計(jì)算曲線聯(lián)立求解獲得水位變化后的水泵變頻控制點(diǎn)的參數(shù)調(diào)速比、轉(zhuǎn)速、揚(yáng)程；步驟三：進(jìn)行運(yùn)行水泵(1)調(diào)速運(yùn)行：在運(yùn)行過(guò)程中，控制器(5)通過(guò)流量傳感器(3)和水位傳感器(4)實(shí)時(shí)采集管網(wǎng)的流量值和靜水位值，并從水泵變頻調(diào)速器(2)中采集并記錄水泵(1)的流量、揚(yáng)程、轉(zhuǎn)速、電流、電壓值；隨著管網(wǎng)水位的變化，可計(jì)算出對(duì)應(yīng)的調(diào)速比。若此時(shí)水泵在高效區(qū)運(yùn)行，而且節(jié)能率大于0，則控制器5向水泵變頻調(diào)速器(2)發(fā)出指令，進(jìn)行水泵調(diào)速運(yùn)行，否則就繼續(xù)按照多臺(tái)泵并聯(lián)額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行；步驟四：水泵(1)運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和水泵(1)、管網(wǎng)特性曲線的在線修改：在運(yùn)行過(guò)程中控制器(5)采集并記錄水泵(1)的運(yùn)行參數(shù)，包括流量、揚(yáng)程、轉(zhuǎn)速、電流和電壓的值；根據(jù)這些實(shí)際運(yùn)行的數(shù)值就可對(duì)擬合得到的水泵和管路的特性曲線進(jìn)行在線修改，用實(shí)際運(yùn)行值對(duì)理論計(jì)算值進(jìn)行修正指導(dǎo)水泵運(yùn)行。...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王昭俊，楊威，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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