[发明专利]水泵系统的运行特性在线辨识及优化调控方法及调控系统

权利要求书

1.一种水泵系统的运行特性在线辨识及优化调控方法，其特征在于，包括：

步骤S100，采集水泵系统的基本信息；

步骤S200，采集水泵系统的实时数据；

步骤S300，根据基本信息和实时数据构建水泵系统的特性模型并实时更新；以及

步骤S400，根据水泵系统的特性模型对水泵系统进行调控；

所述水泵系统的基本信息包括：水泵系统的进口管径、出口管径、进出口压力两测点的差高、水泵的铭牌信息、水泵系统的连接方式、理论特性曲线；

所述水泵系统的连接方式为串联和/或并联；

所述理论特性曲线为横坐标为流量、纵坐标为扬程或者频率的曲线；

所述步骤S200，采集水泵系统的实时数据，包括：

清洗水泵系统实时数据和根据水泵系统实时数据获取相应单台水泵的流量、扬程；

所述水泵系统的实时数据包括：水泵系统的流量、水泵系统的进口压力、水泵系统的出口压力、水泵系统内各台电机的频率、水泵系统内各台电机的功率；

所述清洗水泵系统实时数据，包括：所述水泵系统实时数据借助工业互联网信息采集系统进行实时采集，并采用移动中位数法进行数据清洗；

所述工业互联网信息采集系统包括适于获取系统流量Q_total(t)的流量计，适于获取系统进口压力P_in(t)、出口压力P_out(t)的压力计，以及适于获得电机频率f_i(t)、功率P_i(t)的电子测量仪器；其中，i为水泵系统内水泵的编号，t为采样对应的时刻；

所述的流量计和压力计设在离水泵系统进口5d₁、出口5d₂的位置，其中d₁、d₂分别是水泵系统的进口管径、出口管径；

在清洗前，设置移动窗口的大小以及阈值，而后计算当前窗口的中位值，如果当前值与中位值偏差大于阈值，则剔除该值；

所述根据水泵系统实时数据获取相应单台水泵的流量、扬程，包括：

将水泵系统的流量、压差变换成对应单台水泵的流量、扬程，则变换公式为：

式中：式(1)为并联泵组单台水泵流量变换公式，式(2)为串联泵组单台水泵流量变换公式，Q_i(t)为编号为i的水泵在t时刻的流量，Q_total(t)为水泵系统在t时刻的总流量，f_i(t)为编号为i的水泵在t时刻的频率，N_on(t)为水泵系统在t时刻开启水泵的台数，H(t)为水泵系统在t时刻的扬程，P_out(t)为水泵系统在t时刻的出口压力，P_in(t)为水泵系统在t时刻的进口压力，d₁为水泵系统的进口管径，d₂为水泵系统的出口管径，Δh为泵系统的出口压力测点与进口压力测点的高度差，ρ为水泵系统的介质密度，g为重力加速度。

2.如权利要求1所述的一种水泵系统的运行特性在线辨识及优化调控方法，其特征在于，

所述步骤S300，根据基本信息和实时数据构建水泵系统的特性模型并实时更新，包括：

根据水泵系统的基本信息、清洗后的水泵系统实时数据和相应单台水泵的流量、扬程构建水泵系统的特性模型并实时更新，即

将清洗后的所述水泵系统实时数据构成训练集，当满足数据模型的准则，则通过循环神经网络算法构建特性模型，该特性模型的输入变量是流量、频率，输出变量是扬程、功率；否则通过启发式算法更新流量-扬程、流量-功率理论模型系数。

3.如权利要求2所述的水泵系统的运行特性在线辨识及优化调控方法，其特征在于，

所述数据模型的准则包括：

构成所述训练集的训练数据数量大于10K；

构成所述训练集的训练数据的工况范围系数δ大于60％；

所述工况范围系数δ为：

式中：Q_max、Q_min分别代表实测流量的最大值、最小值，Q_th代表泵的额定流量。