变水位取水泵站中水泵同步变速调节的节能控制方法，涉及变水位取水节能控制领域。本发明专利技术针对变水位取水泵站系统中，水泵采用变转速以适应水位变化的运行方法中所存在的能耗高、调节不合理和不便应用的缺点而提出的。主要步骤：对控制器进行初始化；计算变频控制点参数；进行运行水泵调速运行；水泵运行参数的实时监测和水泵、管网特性曲线的在线修改；在运行过程中控制器采集并记录水泵的运行参数，包括流量、扬程、转速、电流和电压的值。根据这些实际运行的数值就可以对拟合得到的水泵和管路的特性曲线进行在线修改，用实际运行值对理论计算值进行修正能更好地指导水泵运行。本发明专利技术适用于采用多台水泵并联运行的变水位取水泵站系统。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种变水位取水泵站中水泵调节的节能控制方法，涉及变水位取水节能控制领域。
技术介绍
工程实际中，冬季与夏季的城市供水量基本变化不大。但由于不同季节水位的变化，导致水泵的静扬程变化较大。目前泵站设计中以最高日用水量作为取水泵站的设计流量，以入口水面高度与泵站的最低水位高度之间高差作为静扬程。这样极端的不利工况出现的时间很短，导致以全年有较大水位波动的江河湖及地下水为水源的取水泵站在设计之初就功耗过大、浪费能源。现有设计方法会造成丰水期的泵站输出功率过高，不仅浪费电能，而且缩短机组寿命。采用水泵变频调速技术使水泵扬程减小以适应水位的变化，该方法也不合理。因为水泵的能耗不仅与水泵的扬程有关，还与水泵的电动机和变频器等设备的效率有关。对于水位变化较小的取水系统，如果使用变频调速技术，节能率很小，有时不但不节能，反而会导致能耗增加。当水位变化较大时，随着水泵转速的降低，电动机和变频器的效率都迅速降低，系统应用变频调速技术也未必节能。因此，需要综合考虑使用水泵变频调速技术后的节能率。
技术实现思路
本专利技术针对变水位取水泵站系统中，水泵采用变转速以适应水位变化的运行方法中所存在的能耗高、调节不合理和不便应用的缺点，而提出了一种。如图1所示的变水位取水泵站系统中，管网水泵为并联运行的同型号变频泵，设有m台。通过研究发现，采用多台水泵并联同步变频调速的调节方式既能满足管网流量要求又能实现节能运行并且便于调节，本专利技术就是针对上述水泵运行方式的一种节能控制方法。本专利技术所述的步骤如下:步骤一:对控制器进行初始化；将所选型号水泵样本中提供的单台水泵在额定转速no下运行工况点的流量、扬程、功率和效率值输入到控制器中，控制器通过数学方法拟合得到单台水泵的特性曲线；控制器再分别得到m台水泵并联同步变频调速时的特性曲线；然后将管网的设定流量和设定流量下的管网阻力输入到控制器中，控制器计算得到管网的阻力特性曲线；最后将水泵电机和水泵变频器的效率输入到控制器中，完成控制器的初始化，其中m为管网中水泵的总台数；步骤二:计算变频控制点参数；将步骤一中得到的m台水泵并联同步变频调速时的特性曲线和水位变化后的管网的阻力特性曲线、以及水泵高效运行的约束条件、水泵电机和变频器的效率曲线、水泵节能率计算曲线联立求解获得水位变化后的水泵变频控制点的参数调速比、转速、扬程等；步骤三:进行运行水泵调速运行；在运行过程中，控制器通过流量传感器和水位传感器实时采集管网的流量值和静水位值，并从水泵变频调速器中采集并记录水泵的流量、扬程、转速、电流、电压值；随着管网水位的变化，可计算出对应的调速比。若此时水泵在高效区运行，而且节能率大于0，则控制器向水泵变频调速器发出指令，进行水泵调速运行，否则就继续按照多台泵并联额定转速运行；步骤四:水泵运行参数的实时监测和水泵、管网特性曲线的在线修改；在运行过程中控制器采集并记录水泵的运行参数，包括流量、扬程、转速、电流和电压的值。根据这些实际运行的数值就可以对拟合得到的水泵和管路的特性曲线进行在线修改，用实际运行值对理论计算值进行修正能更好地指导水泵运行。本专利技术具有以下有益效果:本专利技术的运行控制方式是以水泵的总体节能率作为目标函数的，所以按照该方式进行运行可使能耗达到最小，并且实现方法简便易行。本专利技术方法通过对水泵、电机、变频器、管网系统的已知参数的处理，得到各水位下水泵的最佳运行状态，指导水泵的运行，使管网水泵的能耗达到最低。本专利技术适用于采用多台水泵并联运行的变水位取水泵站系统。具体优点如下:1.该方式是以水泵的总体节能率作为目标函数的，保证了水泵始终在高效区运行。2.在运行过程中进行了运行参数的实时检测和记录，并实现了水泵、管路特性曲线理论拟合结果的在线修正。3.提出了水位变化时综合考虑水泵效率、电机效率、变频器效率的水泵并联同步调速控制点的计算方法，方法简单便于实现。4.与传统的调节方式相比较，节能达到10% -15%。附图说明图1为水泵同步变速调节变水位取水泵站系统(变水位取水泵站)的结构示意图；图2为水泵并联同步调速运行以适应水位变化示意图。具体实施例方式具体实施方式一:结合图1说明本实施方式，本实施方式的步骤如下:步骤一:对控制器5进行初始化；将所选型号水泵I样本中提供的单台水泵I在额定转速Iitl下运行工况点的流量、扬程、功率和效率值输入到控制器5中，控制器5通过数学方法拟合得到单台水泵I的特性曲线；控制器5再分别得到m台水泵I并联同步变频调速时的特性曲线；然后将管网的设定流量和设定流量下的管网阻力输入到控制器5中，控制器5计算得到管网的阻力特性曲线；最后将水泵电机和水泵变频器的效率输入到控制器5中，完成控制器5的初始化，其中m为管网中水泵I的总台数；步骤二:计算变频控制点参数；将步骤一中得到的m台水泵I并联同步变频调速时的特性曲线和水位变化后的管网的阻力特性曲线、以及水泵I高效运行的约束条件、水泵电机和变频器的效率曲线、水泵节能率计算曲线联立求解获得水位变化后的水泵变频控制点的参数调速比、转速、扬程等；步骤三:进行运行水泵I调速运行；在运行过程中，控制器5通过流量传感器3和水位传感器4实时采集管网的流量值和静水位值，并从水泵变频调速器2中采集并记录水泵I的流量、扬程、转速、电流、电压值；随着管网水位的变化，可计算出对应的调速比。若此时水泵在高效区运行，而且节能率大于0，则控制器5向水泵变频调速器2发出指令，进行水泵调速运行，否则就继续按照多台泵并联额定转速运行；步骤四:水泵I运行参数的实时监测和水泵1、管网特性曲线的在线修改；在运行过程中控制器5采集并记录水泵I的运行参数，包括流量、扬程、转速、电流和电压的值。根据这些实际运行的数值就可以对拟合得到的水泵和管路的特性曲线进行在线修改，用实际运行值对理论计算值进行修正能更好地指导水泵运行。具体实施方式二:本实施方式是对于具体实施方式一中的步骤一的进一步说明，步骤一是将所选型号水泵I样本中提供的单台水泵I在额定转速Iitl下运行工况点的流量、扬程、功率和效率值输入到控制器5中；控制器5用最小二乘法对输入的数据进行多项式拟合，多项式的形式如公式1:权利要求1.一种，其特征在于:所述方法的具体实现过程为: 步骤一:对取水泵站的控制器(5)进行初始化:将所选型号水泵(1)样本中提供的单台水泵(1)在额定转速Iitl下运行工况点的流量、扬程、功率和效率值输入到控制器(5)中，控制器(5)通过数学方法拟合得到单台水泵(1)的特性曲线；控制器(5)再分别得到m台水泵(1)并联同步变频调速时的特性曲线；然后将取水泵站管网的设定流量和设定流量下的管网阻力输入到控制器(5)中，控制器(5)计算得到管网的阻力特性曲线；最后将水泵电机和水泵变频器的效率输入到控制器(5)中，完成控制器(5)的初始化，其中m为取水泵站管网中水泵(1)的总台数； 步骤二:计算变频控制点参数:将步骤一中得到的m台水泵(I)并联同步变频调速时的特性曲线和水位变化后的管网的阻力特性曲线、以及水泵(I)高效运行的约束条件、水泵电机和变频器的效率曲线、水泵节能率计算曲线联立求解获得水位变化后的水泵变频控制点的参数调速比、转速、扬程； 步骤三:进行运行水泵(1)调速运行:在运行过程中，控制器(本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种变水位取水泵站中水泵同步变速调节的节能控制方法，其特征在于：所述方法的具体实现过程为：步骤一：对取水泵站的控制器(5)进行初始化：将所选型号水泵(1)样本中提供的单台水泵(1)在额定转速n0下运行工况点的流量、扬程、功率和效率值输入到控制器(5)中，控制器(5)通过数学方法拟合得到单台水泵(1)的特性曲线；控制器(5)再分别得到m台水泵(1)并联同步变频调速时的特性曲线；然后将取水泵站管网的设定流量和设定流量下的管网阻力输入到控制器(5)中，控制器(5)计算得到管网的阻力特性曲线；最后将水泵电机和水泵变频器的效率输入到控制器(5)中，完成控制器(5)的初始化，其中m为取水泵站管网中水泵(1)的总台数；步骤二：计算变频控制点参数：将步骤一中得到的m台水泵(1)并联同步变频调速时的特性曲线和水位变化后的管网的阻力特性曲线、以及水泵(1)高效运行的约束条件、水泵电机和变频器的效率曲线、水泵节能率计算曲线联立求解获得水位变化后的水泵变频控制点的参数调速比、转速、扬程；步骤三：进行运行水泵(1)调速运行：在运行过程中，控制器(5)通过流量传感器(3)和水位传感器(4)实时采集管网的流量值和静水位值，并从水泵变频调速器(2)中采集并记录水泵(1)的流量、扬程、转速、电流、电压值；随着管网水位的变化，可计算出对应的调速比。若此时水泵在高效区运行，而且节能率大于0，则控制器5向水泵变频调速器(2)发出指令，进行水泵调速运行，否则就继续按照多台泵并联额定转速运行；步骤四：水泵(1)运行参数的实时监测和水泵(1)、管网特性曲线的在线修改：在运行过程中控制器(5)采集并记录水泵(1)的运行参数，包括流量、扬程、转速、电流和电压的值；根据这些实际运行的数值就可对拟合得到的水泵和管路的特性曲线进行在线修改，用实际运行值对理论计算值进行修正指导水泵运行。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王昭俊，杨威，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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