[发明专利]恒压离散变流量的集群型水泵配置方法

摘要

一种恒压离散变流量的集群型水泵系统的水泵配置方法，步骤是：1）确定离散的流量工况变化规律；2）设定三种型号水泵的最优流量；3）根据不同离散流量需求启动相应的水泵组合；4）按总供水误差最小原则设定最优性能指标；5）非线性优化问题求解待定的三种型号水泵最优流量；6）根据最优流量值配置水泵；7）组建恒压离散变流量的高效集群水泵系统，将三台水泵与三台电动机和三个控制阀相连；配置PLC控制单元、全压母线、三台软起动器和三台交流接触器。优点是：本发明可以满足七种流量工况变化要求，额定供水量与实际需求量偏差小，水泵可以在高效区段运行，节能效果好，整个系统无需调节装置及变频器，一次性投资少，整个系统性价比高，设备少，可靠性高，可以做到大小兼顾、灵活调度，实现最经济的配置。

主权项

1.一种恒压离散变流量的集群型水泵系统的水泵配置方法，其特征是：1）确定离散的流量工况变化规律按流量从小到大排布，离散流量工况及相应概率分别表示为：（Q1，P1）、（Q2，P2）、（Q3，P3）…（Q7，P7）Q表示流量，单位：m³/小时，Q1< Q2<…< Q7，P表示相应流量出现的概率，P1+ P2+…P7 =1；通过上面的表达式表达出大于3种而小于等于7种离散流量工况变化的变化规律：当P1～ P7都不等于零时，表示7种离散流量工况；当P1～ P7有3个为零时，表示为4种离散流量工况；其它情况依次类推；2）设定三种型号水泵的最优流量按照额定流量从小到大排布，三种型号水泵的最优流量分别为：Qa、Qb、Qc，且满足Qa< Qb< Qc，如果恒压一定扬程下每台水泵在运行过程中都保证以其最优流量输出，三种型号水泵的不同组合产生如下7种流量工况：Qa、Qb、Qa+Qb、Qc、Qa+Qc、Qb+Qc、Qa+Qb+Qc，并满足如下关系：Qa<Qb<Qa+Qb<Qc<Qa+Qc<Qb+Qc<Qa+Qb+Qc；3）根据不同离散流量需求启动相应的水泵组合流量工况为Q1时，启动a泵，实际流量为Qa；流量工况为Q2时，启动b泵，实际流量为Qb；流量工况为Q3时，启动a、b泵，实际流量为Qa+Qb；流量工况为Q4时，启动c泵，实际流量为Qc；流量工况为Q5时，启动a、c泵，实际流量为Qa+Qc；流量工况为Q6时，启动b、c泵，实际流量为Qb+Qc；流量工况为Q7时，启动a、b、c泵，实际流量为：Qa+Qb+Qc；4）按总供水误差最小原则设定最优性能指标5）非线性优化问题求解待定的三种型号水泵最优流量将问题转化为如下的带有约束的非线性优化问题：求得的结果为：上式为矩阵运算，[]表示为矩阵，指数-1表示矩阵求逆；6）根据最优流量值配置水泵将七种离散流量及其相应概率的数据带入上式，得到三台水泵的最优流量Qa、Qb、Qc,选择最优工况点接近的参数作为额定参数配置三台水泵；7）组建恒压离散变流量的高效集群水泵系统将三台水泵与三台电动机和三个控制阀相连；配置PLC控制单元、全压母线、三台软起动器和三台交流接触器，每台电动机分别通过并联的软起动器和相应的交流接触器常开触点接全压母线，软起动器和交流接触器常开触点的吸合和断开通过PLC控制单元控制，PLC控制单元用来根据流量工况控制相应的软启动器和交流接触器常开触点的工作状态并将相应的水泵启动。