在人類社會的發(fā)展歷程中,供水需求一直是生產(chǎn)生活的核心需求。以變頻調速為基礎的多泵并聯(lián)供水系統(tǒng)由于供水方式靈活,被廣泛應用于供水領域。但目前許多供水系統(tǒng)在運行時對水泵臺數(shù)與轉速控制的選擇不當,導致系統(tǒng)運行效率低,能源浪費嚴重。因此,多泵供水系統(tǒng)在控制策略方面還存在著很大的優(yōu)化空間。本文從節(jié)能優(yōu)化的角度出發(fā),對并聯(lián)泵組的能效最優(yōu)控制策略進行了深入的研究分析�？紤]到實際供水系統(tǒng)中的不同水泵組合,本文首先針對同型號水泵并聯(lián)運行的供水系統(tǒng),建立了水泵機組的效率模型,以運行過程中泵組效率最大化為目標,通過數(shù)學分析法得出在滿足不同水力需求時效率最優(yōu)的泵組控制策略;然后,針對組成更為復雜的不同型號水泵并聯(lián)運行的供水系統(tǒng),建立了精確的能耗模型,以系統(tǒng)消耗的總功率最低為目標,采用改進后的差分進化算法尋優(yōu),提出了在滿足系統(tǒng)不同水力需求的前提下,使系統(tǒng)能耗最低的泵組控制策略。最后,基于提出的最優(yōu)控制策略設計了多泵并聯(lián)變頻恒壓供水系統(tǒng),并詳細闡述了其軟硬件實現(xiàn)。為了驗證所提出的最優(yōu)控制策略,本文設計了相關實驗與仿真。針對不同型號水泵并聯(lián)機組,本文基于MATLAB平臺,對實際供水系統(tǒng)常見的水力工況下的能耗最低控制策略的尋優(yōu)進行了仿真。針對同型號水泵并聯(lián)機組,以所設計的系統(tǒng)為實驗平臺,進行了多組不同水力需求下的實驗。實驗與仿真結果驗證了本文設計的變頻恒壓供水系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性,同時驗證了所提出的能效最優(yōu)控制策略的可行性與穩(wěn)定性,以及在實際供水系統(tǒng)的節(jié)能運行中具有較高的應用價值。
【學位單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TU991.3
【部分圖文】：

實驗平臺介紹次實驗的平臺即為設計的變頻恒壓供水系統(tǒng)，系統(tǒng)由水箱、控制模塊、變頻泵機組（兩臺同型號水泵）、人機界面以及相關測試儀表組成。實驗裝置介4-1 所示。表 4-1 實驗儀器與設備設備名稱 型號 廠家 數(shù)量變頻器 ACQ580 ABB 2水泵 LDQL8-10 蓮盛泵業(yè) 2壓力傳感器 耐震壓力表 YN-100 上海儀川儀表廠 2流量計 超聲波流量計 BR158 博銳儀表 1液位計 壓力液位計 JYB 北京昆侖海岸傳感器 1頻器與傳感器的實物如圖 4-14 所示。

（a）運行控制板 （b）數(shù)據(jù)采集控制板圖 4-15 水泵系統(tǒng)控制板實物圖供水系統(tǒng)的實物圖，包括控制柜、水泵機組以及水箱如圖 4-16 所示。圖 4-16 供水控制系統(tǒng)實際圖4.5.2 實驗方案

61圖 4-16 供水控制系統(tǒng)實際圖.5.2 實驗方案本次實驗需要驗證在滿足某一水力需求的前提下，對并聯(lián)運行的水泵進行速控制，水泵機組效率最高這一結論是否成立。假設水泵的額定流量為 Qnom保證系統(tǒng)處于兩臺水泵并聯(lián)運行的工況，總流量的取值范圍為。實驗過程中total∈(Qnom, 2Qnom)。實驗過程中，在滿足水力需求的前提下，通過調節(jié)兩臺變頻出頻率基本一致，而后以一定步長降低某臺變頻器輸出頻率，同時調節(jié)另外一頻器輸出，保證每一次調節(jié)后的轉速配置都滿足水力需求。運行過程中，讀前變頻器輸出頻率與輸出功率，記錄兩臺變頻器在不同的頻率輸出下對應的功率值。調節(jié)過程保持水泵的調速率 k∈(0.5,1)，以保證水泵處于高效低耗

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5 徐W

本文編號：2821998