[發明專利]基于變頻水位維持設備的水位維持系統及自適應控制方法

有效

• 申請號: 202011621501.3
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112783220B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 涂勇
• 申請（專利權）人: 中國長江電力股份有限公司
• 主分類號: G05D9/12
• 分類號: G05D9/12
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

1.一種水位維持系統自適應控制方法，其特征在于，包括一種基于變頻水位維持設備的水位維持系統，該系統包括排水池（1）、蓄水池（2）、水位維持設備（4）；排水池（1）通過水位維持設備（4）連接蓄水池（2），所述排水池（1）設有傳感器（5），所述傳感器（5）、水位維持設備（4）連接控制器（6），控制器（6）連接人機交互裝置（7）；

所述水位維持設備（4）為n臺型號規格相同的變頻排水泵，編號分別為1#，2#……n#；

任意一水位維持設備（4）設有電源變頻器（10），電源變頻器（10）連接控制器（6）；

基于所述水位維持系統的自適應控制方法以下步驟：

步驟1、控制器（6）初始化，采集用戶通過人機交互裝置（7）設置的水位維持系統額定水位H_額，最高水位H_最高，較高水位H_較高，較低水位H_較低，最低水位H_最低，排水池（1）的橫截面積S，水位維持設備（4）中n臺變頻排水泵的電源頻率與排水能力協聯曲線表參數信息；

步驟2、控制器（6）控制啟動n臺變頻排水泵在額定頻率運行加載，將水位維持系統排水至額定水位H_額，然后停止所有變頻排水泵運行；

步驟3、控制器（6）采集水位維持系統水位H1，同時開始計時；

步驟4、控制器（6）檢測計時是否滿t分鐘，若是進入步驟5，否則繼續檢測；

步驟5、控制器（6）采集水位維持系統水位H2；

步驟6、控制器（6）計算水位維持系統來水負載流量q=（H2-H1）S/t；

步驟7、控制器（6）根據來水負載流量q和水位維持設備（4）中n臺變頻排水泵的電源頻率與排水能力協聯曲線表，計算變頻排水工作泵的臺數x，以及優先級最高的變頻排水工作泵運行初始電源頻率f0，輸出頻率控制信號F給優先級最高的變頻排水工作泵對應的電源變頻器（10），F=f0，從而啟動x臺水位維持設備（4）中變頻排水泵作為變頻排水工作泵，并實現對優先級最高的變頻排水工作泵的電源頻率進行控制；x=?q/Q_m?，??為向上取整數學符號；f0計算方法：若Q_i-1≤q-（x-1）Q_m≤Q_i,則f0= F_i-1+（F_i-F_i-1）[q-（x-1）Q_m-Q_i-1]/（Q_i-Q_i-1）；并初始化上次頻率控制信號F_上=F；其余的變頻排水工作泵的電源頻率為F_m；

步驟8、控制器（6）實時采集水位維持系統水位h；

步驟9、控制器（6）根據水位維持系統水位h和水位維持系統額定水位H_額，計算優先級最高的變頻排水工作泵的電源頻率F=F_上+k（h-H_額），k為水位偏差與頻率增幅比例系數；輸出頻率控制信號F給優先級最高的變頻排水工作泵對應的電源變頻器（10），從而實現對水位維持設備（4）中優先級最高的變頻排水工作泵的電源頻率進行控制；并刷新上次頻率控制信號F_上=F；

步驟10、若水位維持系統水位h不小于較高水位H_較高，啟動并加載一臺優先級最高的備用變頻排水泵，控制備用變頻排水泵電源頻率為F_m；進入步驟11；

步驟11、若水位維持系統水位h不小于最高水位H_最高，啟動并加載所有備用變頻排水泵，控制備用變頻排水泵電源頻率為F_m；進入步驟12；

步驟12、若水位維持系統水位h小于較低水位H_較低，則卸載并停止一臺備用變頻排水泵；進入步驟13；

步驟13、若水位維持系統水位h小于最低水位H_最低，則卸載并停止所有備用變頻排水泵，返回步驟3；否則，返回步驟8。