[發明專利]一種高效變頻恒壓供水系統的控制方法

有效

• 申請號: 201310409794.2
• 申請日: 2013-09-10
• 公開（公告）號: CN103556677A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 趙軍平;彭志輝;李峰平;胡雪林
• 申請（專利權）人: 臺州神能電器有限公司
• 主分類號: E03B11/06
• 分類號: E03B11/06;E03B11/16;E03B7/07
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種高效變頻恒壓供水系統的控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）以采樣周期Ts為間隔對供水系統管網的水壓值進行采樣，將第一次采樣值標記為p(1)；標記當前采樣次數為k；

定義壓力誤差e(k)=P_set-p(k)；其中，e(i)|_i<=0=0；P_set為預先設定的水壓值；p(k)為采樣次數為k時的壓力值，f(k)為采樣次數為k時逆變電路的輸出頻率值；f(i)|_i<=0=0；

令k=1；

（2）由恒壓PID控制算法求出t=kT_s時刻逆變電路的輸出頻率值f(k)=f(k-1)+K_pe(k)+K_ie(k-1)+K_pe(k-2)；

其中，e(k-1)、f(k-1)分別為t=(k-1)T_s時刻的壓力誤差和逆變電路的輸出頻率；e(k-2)為t=(k-2)T_s時刻的壓力誤差；

K_p、K_i和K_d分別為預先設定的PID算法中的比例系數、積分系數和微分系數；

更新變量，令e(k-2)=e(k-1)，e(k-1)=e(k)，f(k-1)=f(k)；

（3）建立由M個元素構成的水壓值數組{p(ψ)}和逆變電路的輸出頻率數組{f(ψ)}；其中ψ={k-M+1,k-M+2,...k}，M為預先設定的大于1的正整數；p(ψ)|_ψ<=0=0，f(ψ)|_ψ<=0=0；

（4）判斷供水系統是否處于穩定恒壓供水狀態，如果是，進入步驟（5）；否則，進入步驟(6)；

（5）求解逆變電路輸出頻率的平均值進入步驟(8)；

（6）判斷是否滿足如果是，轉入步驟（14）；否則，進入步驟(7)；

（7）控制當前運行的水泵電機M_j停止運行，同時控制功率大一級的水泵電機M_j+1工作，轉入步驟（14）；

（8）標記當前時刻為t=0時刻，給輸出頻率一個固定的任意擾動□F；

（9）定義為t=mT_s時刻軸輸出功率估計值，其中m=1,2,…,N，T_d為預先定義的觀測時間長度；

令m=1，e1(0)=0，e1′(0)=0，其中為任意設定的軸輸出功率的估計值的初始值；

（10）判斷mT_s>T_d是否成立，如果成立，則轉入步驟（14）；否則，在t=mT_s時刻，采樣管網壓力值p(m)；得到□p(m)=p(m)-P_set；

（11）判斷是否成立，如果不成立，則轉入步驟（14）；否則，將估計值及P_set、□F、T_b、ρ、g、P_b、V_b、T和t=mT_s代入公式求解得出□p^g(m)；

其中，P_b為供水系統氣壓罐額定壓力值,V_b為供水系統氣壓罐氣室額定體積,T_b為供水系統氣壓罐額定溫度；T為環境溫度，ρ為液體密度；g為重力加速度；

（12）分別求出e1(m)=□p(m)-□p^g(m)和

判斷是否滿足|e1(m)|<ε₁，其中ε₁為預先設定的正數；如果是，則進入步驟(13)；否則，更新變量和估計值，令m=m+1;

Poutg[m]=Poutg[m-1]-e1′(m-1)e1(m-1),]]>返回步驟(10)；

（13）令計算實際流量判斷Q_out<=Q_min是否滿足，其中Q_min為預先設定的最小流量值；如果是，則說明系統處于小流量工作狀態，逆變器輸出關閉，進入步驟（14）；

否則，計算PΔ1=Pe1-Pout,]]>PΔ2=Pe2-Pout]]>和PΔ3=Pe3-Pout,]]>其中Pe1,]]>Pe2,]]>Pe3]]>分別為水泵電機M₁、M₂、M₃的額定功率；

比較和將和中正的最小值所對應的水泵電機記為M_u，u=1、2或3；控制器控制水泵電機M_u開始工作，并關閉其余的水泵電機，進入步驟（14）；

（14）令k=k+1；在本次采樣周期結束后，進行下一次采樣，并標記水壓值的采樣值為p(k)；返回步驟（2）。

2.根據權利要求1所述的高效變頻恒壓供水系統的控制方法，其特征在于，穩定恒壓供水狀態的定義為：計算M個采樣周期壓力值的平均值P‾=1MΣψ=k-M+1kp(ψ)]]>和標準差σp=MΣψ=k-M+1kp(ψ)2-(Σψ=k-M+1kp(ψ))2M2.]]>判斷是否同時滿足：和σ_p<=0.3，若是，則系統處于穩定恒壓供水狀態；否則，系統處于非穩定恒壓供水狀態。