[發明專利]一種取水工程中使用的并聯全變頻水泵組的節能控制方法

在審

• 申請號: 202010947773.6
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN111927745A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 康得軍;賴李保壹;吳端煒;溫儒杰
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: F04B49/00
• 分類號: F04B49/00;F04B49/06;F04B49/20;F04B23/04
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 郭東亮;蔡學俊

1.一種取水工程中使用的并聯全變頻水泵組的節能控制方法，其特征在于：所述水泵組包括N個并聯設置的同型號變頻泵(4)，所述N個變頻泵分別由N個變頻器(9)控制，所述變頻器與控制臺(10)相連；所述取水工程的輸水環境類型為管道水阻高且凈揚程可忽略、管道水阻可忽略且凈揚程高、管道水阻高且凈揚程高中的任一種；

所述節能控制方法包括以下步驟；

步驟一、啟動部分或全部變頻泵，使之形成變頻泵組合，設置各變頻泵的調速比大于0.4，在39Hz-53Hz的頻率范圍內，按預設步長同步調節各變頻泵的頻率，每次調節后測試水泵組的水量、電機功率、電量參數，計算出電耗參數，根據測量及計算的數據繪制，得到當前變頻泵組合下，水泵組的性能曲線；

步驟二、遍歷N個變頻泵所能形成的所有變頻泵組合，重復執行步驟一所述方法，得到各種變頻泵組合下的水泵組的性能曲線；

步驟三、判定取水工程的輸水環境類型；

步驟四、設各變頻泵轉速相同，以控制臺的電腦分析平臺求解各變頻泵組合方式的最優解；

步驟五、通過控制臺控制水泵組內的各變頻泵按最優解進行組合工作。

2.根據權利要求1所述的一種取水工程中使用的并聯全變頻水泵組的節能控制方法，其特征在于：當調速比大于0.4時，所述變頻泵的水泵電機可保持電機效率基本不變；當調速比大于0.6時，所述變頻器的變頻器效率可穩定在90％以上；在步驟一中，在39Hz-53Hz的頻率范圍內，按0.5Hz的預設步長間隔調節變頻泵的工作頻率；

步驟一中具體測試的步驟為；

步驟A1、啟動并聯的變頻泵，并設定其變頻器固定在預設的相同頻率下保持運行，待運行穩定后，記錄該工況點時的變頻泵時水量、電機功率及電量等參數；

步驟A2、以0.5Hz為步長調整各臺變頻器頻率，使水泵組在另一個頻率下穩定運行，重復步驟A1直至完成39Hz-53Hz共29個頻率的測試；

步驟A3、整理測試得到數據，并結合水泵組的日常系統運行數據，修正測試數據中的偏差值，得到測試結果，并根據測試結果，繪制出單臺變頻泵的相應流量-揚程、流量-效率的擬合曲線。

3.根據權利要求2所述的一種取水工程中使用的并聯全變頻水泵組的節能控制方法，其特征在于：在步驟一中，

調速比

n-調頻后的水泵轉速

n₀-水泵的額定轉速；

所擬合的單臺變頻泵的流量-揚程、流量-效率曲線n次多項式方程的形式如下：

其中，Q為變頻泵流量，m³/h；H為變頻泵揚程，m；η為變頻泵效率％；a_n,b_n為擬合曲線的系數。

4.根據權利要求1所述的一種取水工程中使用的并聯全變頻水泵組的節能控制方法，其特征在于：所述取水工程通過水泵組從水源取水并把水送至反應池；

當輸水環境類型為管道水阻高且凈揚程可忽略時，水源與反應池高程相近且距離較遠；

當輸水環境類型為管道水阻可忽略且凈揚程高時，水源與反應池高程差較大且距離較近；

當輸水環境類型為管道水阻高且凈揚程高時，水源與反應池高程差較大且距離較遠。

5.根據權利要求4所述的一種取水工程中使用的并聯全變頻水泵組的節能控制方法，其特征在于：在步驟二中，設各變頻泵工作時存在性能差異，取水工程需使用的變頻泵的所有組合的數量為種；在步驟四中，把此種變頻泵的組合方式和與其對應的輸水環境類型的實際工況參量帶入最優解數學方程，通過控制臺的電腦分析平臺對最優解數學方程求解以獲得最優解。