[发明专利]一种空压站预测性控制的方法

说明书

本发明公开了一种空压站预测性控制的方法，适用于空压机行业，是针对空压站联控场景，根据实际用气变化，进行预测性控制的方法。由于母管压力在加/卸载延迟的这段时间，其下降/上升的走势受多个因素影响，是个不确定的复杂模型；通过分析近期历史数据，计算调节点到谷/峰值的压力差，从而提前干预，进行预测性调节，将母管压力控制在联控上下限压力内，一方面降低压力波动带来的压力过低过高风险，另一方面，可进一步降低安全余量，拉低母管平均压力，进一步降低能耗。

技术领域

本发明涉及空压机行业技术领域，具体为一种空压站预测性控制的方法。

背景技术

空压站各空压机按照各自控制器设定的参数运行，存在设备加载率低，管网压力波动大，从而导致能耗偏高的情况。目前解决的主要方法是采用空压站联控，通过协同各设备启停和加卸载来提升设备加载率，降低管网平均压力，从而达到节能的效果。基本原理是：实时监测母管压力，并设置母管压力的上限值和下限值，当母管压力低于下限值时，控制某一台设备启动加载，当母管压力高于上限值时，控制某一台设备卸载停机。该联控方法存在一个问题，即控制存在滞后性，因为空压机存在一个加载延迟和停机延时。以加载延迟为例，如附图1，当联控系统发出启动命令时，需要先启动电机，然后逐渐打开进气阀，产生压缩气体。如果延迟3秒，就会导致母管压力在3秒内持续下降，从而出现母管压力低于联控下限压力的情况。一般情况下，为了保证母管压力高于最低要求压力，下限压力设置一般都会考虑安全余量，波动越大，安全余量越高，母管平均压力越高，空压站能耗浪费就越严重。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空压站预测性控制的方法，根据实际用气情况，进行预测性控制，从而降低母管压力超过联控上下限压力的风险，以解决母管压力波动不可控的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种空压站预测性控制的方法，通过分析空压站母管压力近期历史数据，计算调节点到谷/峰值的压力差，从而提前干预，进行预测性调节，将母管压力控制在联控上下限压力内，具体包括以下步骤：

步骤1)：预测性控制加载时，统计前3个周期调节点到谷值的压力差，求平均值，记为Δp，该值表示当前用气工况下，加载控制延迟导致的平均波动量；

步骤2)：在步骤1)中假设联控下限压力为P_min，则下个周期，母管压力P(P_min+Δp)时，提前下达加载命令，减少甚至消除波动量；

步骤3)：预测性控制卸载时，统计前3个周期调节点到峰值的压力差，求平均值，记为Δp，该值表示当前用气工况下，卸载控制延迟导致的平均波动量；

步骤4)：在步骤3)中假设联控上限压力为P_max，则下个周期，母管压力P(P_max-Δp)时，提前下达卸载命令。

更进一步地，统计前3个周期波动量的具体方法为：联控系统开启，空压机连续启动，母管压力逐渐上升，直至达到上限压力，联控系统发出卸载停机命令，此时由于卸载延迟，出现第一个周期的卸载波动量Δp_Max1，随着用气量的上升，母管压力逐渐下降，直至达到下限压力，联控系统发出启动加载命令，此时由于启动加载延迟，出现第一个周期的加载波动量Δp_Min1；按此逻辑，连续统计三个周期的加卸载波动量，依次为依次为Δp_Max1，Δp_Min1，Δp_Max2，Δp_Min2，Δp_Max3，Δp_Min3，计算前三个周期的平均卸载波动量Δp_Max＝(Δp_Max1+Δp_Max2+Δp_Max3)/3，计算前三个周期的平均加载波动量Δp_Min＝(Δp_Min1+Δp_Min2+Δp_Min3)/3。