[发明专利]基于流量-功率曲线的最小功率算法的风机水泵节能系统

权利要求书

1.一种基于流量-功率曲线的最小功率算法的风机水泵节能系统，其特征是在等式约束条件下，所述基于流量-功率曲线的最小功率算法为：

dFidQGi=λ,]]>i=1，2，…，n，

式中：Q_Gi为第i台泵机工作时输出的流量，Q_S为设定的流量，F_i为第i台泵机的功率-流量曲线函数；

满足得到各台风机或水泵应该工作的频率。

2.根据权利要求1所述的风机水泵节能系统，其特征是在Q_Gimin≤Q_Gi≤Q_Gimax条件下，保证各台风机或水泵工作在高效节能区域。

3.根据权利要求2所述的风机水泵节能系统，其特征是所述高效节能区域为通过工频高效区左右两端端点的两条相似工况抛物线OA和OC的中间区域OAC。

4.一种基于流量-功率曲线的最小功率算法的风机水泵节能系统的用途，其特征是在用于风机、水泵类节能运行的控制过程中，具体是采用包括以下步骤的方法：

步骤1：实验测出各个流量段耗能最小时需要运行的泵机台数，得出最优的“流量-泵机起动的台数表”存入控制器；

步骤2：将实验测出的各台泵机的流量-功率曲线存入控制器；

步骤3：当用户设定流量值Q_S后，系统根据“流量-泵机起动的台数表”确定将起动的泵机台数，当改变流量时，由“流量-泵机起动的台数表”判断是否需要改变泵机台数；

步骤4：系统由拉格朗日乘数法思想——基于流量-功率特性曲线的最小功率算法，即在等式约束条件下，满足i=1，2，…，n，从而得到各泵机应工作的频率；

步骤5：验证当各泵机工作于步骤4中算出的频率时，泵机是否运行于高效节能区，即满足Q_Gimin≤Q_Gi≤Q_Gimax；

步骤6：若有n1台泵机未能工作于高效节能区，n₁＜n，对于这n₁台流量越限即不处于高效节能区的水泵，按高效区的上限Q_Gimax或下限Q_Gimin分配流量；然后对其余的n-n₁台水泵，根据剩下的流量要求即总流量Q_S减去n₁台泵机已经分配的流量之和Q_n1，采用所述最小功率算法，以为约束条件，分配剩余的流量，反复此环节，直至所有泵机均满足Q_Gimin≤Q_Gi≤Q_Gimax，由控制器相应的数字I/O软起动泵机，相应的模拟输出口输出频率；

步骤7：根据反馈回的各泵机的流量和功率，实际工作的流量下的实际功率与预置的流量-功率曲线比较是否超过一定范围，该值可根据现场情况、控制器的运算能力以及控制精度设定；若持续一定时间均超过设定范围，控制器修正流量-功率曲线，使之符合当前运行工况，否则不予处理。

5.根据权利要求4所述的用途，其特征是步骤1中，根据所运用的泵机的性能与实际运行的工况，采用实验得出的“流量-泵机起动的台数表”，该“流量-泵机起动的台数表”为在全流量范围内某一特定流量下需要起动的泵机的台数，使所消耗的功率之和最小。

6.根据权利要求4所述的用途，其特征是步骤2中，所述流量-功率曲线为实测的一组离散的点，即流量和功率的对应关系。

7.根据权利要求4所述的用途，其特征是步骤2中，所述控制器为台达DVP-ES2系列PLC。

8.根据权利要求4所述的用途，其特征是步骤7中，所述控制器采用以下方法修正流量-功率曲线：根据反馈回的各泵机的流量和功率，实际工作的流量下的实际功率与预置的流量-功率曲线中当前流量下的功率比较是否超过一定范围ε，该ε值可根据现场情况、控制器的运算能力以及控制精度设定。若持续一定时间均超过设定范围，控制器修正流量-功率曲线，使之符合当前运行工况，否则不予处理。