[發明專利]一種同型號調速泵泵站節能運行的優化方法

有效

• 申請號: 202011636700.1
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112780539B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 白妙順
• 申請（專利權）人: 上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司
• 主分類號: F04B49/06
• 分類號: F04B49/06;G06F17/11
• 代理公司: 上海容慧專利代理事務所(普通合伙) 31287
• 代理人: 于曉菁

1.一種同型號調速泵泵站節能運行的優化方法，其步驟如下：

步驟1)擬合水泵流量-揚程關系式和流量-效率關系式；

步驟2)確定泵站出水優化目標；

步驟3)基于目標流量、壓力計算最小開泵數；

步驟4)確定最優開泵臺數及調速泵轉速；

所述步驟1)為：擬合水泵流量-揚程關系式和流量-效率關系式，獲取樣本曲線數據，或基于歷史運行數據，通過二項式擬合，獲得流量-揚程一元二次方程H＝a_hQ²+b_hQ+c_h和流量-效率的一元二次方程η＝a_ηQ²+b_ηQ+c_η；

所述步驟2)為：確定泵站出水優化目標，獲取實時數據泵站進水壓力P_in、出水流量Q_out、出水壓力P_out；

a.當設定出水流量Q_obj時，將目標進水壓力P_in、出水壓力P_out與設定出水流量Q_out＝Q_obj作為優化目標；

b.當設定出水壓力P_obj時，將實時進水壓力P_in、出水流量Q_out與設定出水壓力P_out＝P_obj作為優化目標；

c.當設定控制點壓力P_c時，將實時進水壓力P_in、出水流量Q_out與控制點反算出水壓力P_out＝P_c+a_sQ²+b_sQ+c_s作為優化目標，式中P_c為控制點壓力、a_s、b_s、c_s為管道系統特性系數；

所述步驟3)為：基于目標流量、壓力計算最小開泵數，通過進出目標壓力差計算水泵揚程H＝P_out-P_in，基于流量—揚程方程計算當前揚程下的單泵額定轉速流量

a.沒有定速泵時，水泵最小開泵臺數：為出水流量與單泵額定流量比值向上取整；或

b.當存在定速泵時，扣除開啟的定速泵數量N_定及對應流量N_定Q_e，最小開泵臺數為調速泵單泵流量為

所述步驟4)為：確定最優開泵臺數及調速泵轉速；即：從最小開泵臺數開始，單泵流量Q_i，揚程H_i，基于水泵變頻調速等效相似定理以及流量一揚程方程，計算轉速比s_i，將單泵流量與最高效率點流量對比，判斷是否已經為最優，如果是則輸出最優開泵數及對應轉速，否則開泵數增加1，重復步驟4，直到最大開泵數；具體為：

a.給定最大開泵數N_max，最小轉速比s_min，當前開泵臺數N＝N_min，初始化最優方案，最優開泵數N_opt＝N_min，最優轉速比s_opt＝s_min，最優效率

b.單泵流量單泵揚程H_i＝H；

c.基于水泵調速等效相似定理，轉速為n_i與額定轉速n_e下揚程H_i、流量Q_i與轉速比s_i關系為：

代入流量-揚程方程得

H_i＝a_hQ_i²+b_hs_iQ_i+c_hs_i²，

獲得

d.判斷s_i＜s_min，如果是則進行步驟h，否則進行下一步；

e.計算當前效率

f.判斷η_i＞η_opt，如果是則最優開泵數N_opt＝N，最優轉速比s_opt＝s_i，最優效率η_opt＝η_i；否則，進行下一步；

g.將單泵流量Q_i與最高效率點對比，判斷或N＝N_max，如果是則進行步驟h，否則N＝N+1，進行步驟b；

h.輸出最優方案最優開泵數N_opt，最優轉速比s_opt，最優效率η_opt。