[发明专利]一种箱式无负压供水系统及其控制优化方法

权利要求书

1.一种箱式无负压供水系统的控制优化方法，其特征在于：包括，

输送管道（100），所述输送管道（100）还包括与其两端连通的市政管道（101）

和供水用户管道（102）；

供水箱（200），通过补水管道（201）和抽水管道（202）并入所述输送管道（100），所述补水管道（201）与所述市政管道（101）间设置市政进水阀门（103）； 且所述补水管道（201）上还设置水箱进水阀门（203），供水箱（200）还包括与箱体连接的浮球阀（204）、透气管道（205）和溢排污管道（206），以及设置于箱体内的液位计（207）；

控制器（300），与所述水箱进水阀门（203）连接并控制其关合；

还包括增压管道（400）和储压管道（500）以及计量组件（600）；

所述增压管道（400）接入所述抽水管道（202）中，且设置水泵；

所述储压管道（500）与所述增压管道（400）并联，其上设置气压罐；

所述计量组件（600）包括设置于所述抽水管道（202）和水泵后的流量计（601） 以及设置于所述市政进水阀门（103）、所述流量计后的压力传感器（602）和压 力表（603）；

包括以下步骤：

以供水系统的出口流量数据，利用优化逼近法确定高峰流量的阈值和高峰 进入时刻；

设定水箱进水量和高峰切换时间；

所述设定水箱进水量包括按三个高峰进行三次补水量设定；

早高峰后水箱补水量=上一日中高峰的用水量*1.2-早高峰后水箱剩余量；

中高峰后水箱补水量=上一日晚高峰的用水量*1.2-中高峰后水箱剩余量；

晚高峰后水箱补水量=上一日早高峰的用水量*1.2-晚高峰后水箱剩余量；

所述设定高峰切换时间包括，确定上一日高峰流量阈值时，即对应高峰流 量的起始时刻和终止时刻；

本日的高峰切换时间在上一日的高峰起始时刻和终止时刻的基础上放大一 段时间，分别为[t1-Δh，t2+Δh]，[t3-Δh，t4+Δh]， [t5-Δh，t6+Δh]；

根据已设定高峰切换时间，控制并调节水箱进水阀门（203）的开度，对水箱进行补水至设定水箱进水量；

抽吸对象的切换控制，包括抽吸水箱和抽吸市政管网间的切换；

所述优化逼近法包括以下步骤：

第一步：取 C0=MAX（q1，q2），其中 q1 为早高峰和中高峰之间的实时流量的最小值，q2为中高峰和晚高峰之间的实时流量的最小值；

第二步：以 C0为纵坐标划一水平直线，与早高峰、中高峰和晚高峰的交点 对应横坐标t1（0）、t2（0）；t3（0）、t4（0）；t5（0）、t6（0）；

第三步：计算出高峰用水量 V（0），K（0）= V（0）/S；

第四步：如果 K（0）-K≤ß，ß 为允许偏差，则跳转到第八步，否则令 C= C0+0.005；

第五步：以 C 为纵坐标划一水平直线，与早高峰、中高峰和晚高峰的交点 对应横坐标t1、t2；t3、t4；t5、t6；

第六步：计算出高峰用水量 V，K= V/S；

第七步：如果 K（0）=K，则第八步，否则令 C= C0+0.01，返回到第五步；

第八步：结束；

其中：t1（0）、t2（0）；t3（0）、t4（0）；t5（0）、t6（0）分别为流量阈值为C0 与三个高峰的交点的时刻，t1、t2；t3、t4；t5、t6；分别为三个高峰的起点和终点时刻，C为高峰流量的阈值，S为总用水量；

所述确定高峰流量的阈值和高峰进入时刻还包括以下步骤：

高峰用水量 V 和总用量S的比值为K，则K=V/S，K为一定值；

根据当日的流量曲线，在K值一定的前提下通过优化逼近法求出高峰流量的阈值 C，并同时确定各个高峰的进、出时刻。

2.如权利要求 1所述的控制优化方法，其特征在于：所述水箱补水至设定 水箱进水量，包括以下步骤：

高峰时刻结束，且市政管网压力高于设定值；

开启控制并调节水箱进水阀门（203）开度，保证市政压力大于设定值；

当水箱补水量≥上一日中高峰的用水量*1.2-早高峰后水箱剩余量时；

关闭水箱进水电动阀。

3.如权利要求 2所述的控制优化方法，其特征在于：所述抽吸对象的切换 控制包括正常情况下，按确定的高峰和低谷时段切换抽吸水箱水和市政管网水；

但若是在高峰时段，市政供水压力正常且水箱无水，则必须切换到抽吸市政管网；

在低谷时段，市政管网无水而水箱有水，则必须切换到抽吸水箱；

若两者都无水，则停泵。