[发明专利]一种变频供水系统运行效率在线检测方法

摘要

本发明提供了一种变频供水系统运行效率在线检测方法，包括：建立输出功率、频率扰动量和水压变化量之间的数学模型及约束条件，形成供水系统运行效率在线检测需要的数学模型；在稳态工况下进行频率小信号扰动，设定轴输出功率的初始值，根据输出功率数学模型迭代计算出稳态时轴输出功率，进而求得变频供水系统效率。本发明可实现在线输出功率检测，无需流量传感器，节约系统安装调试所需时间和成本，使得系统结构更加简单，系统成本更低。本发明可有效保护电机和变频器低频运行引起的效率低下故障，提高系统的寿命和可靠性，为水泵电机安全、高效运行提供可靠保证。

主权项

1.一种变频供水系统运行效率在线检测方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）以采样周期T_s为间隔对供水系统管网的水压值、逆变电路输出频率和输入功率进行采样，将第一次采样值标记为p(1)、f(1)和P_in(1)；当前采样次数为k，令k=1；（2）建立由M个元素构成的水压值数组{p(i)}、逆变电路输出频率数组{f(i)}，以及输入功率数组{P_in(i)}；其中i={k-M+1,k-M+2,...k}，M为预先设定的大于1的正整数，k为当前采样次数；p(i)|_i<=0=0，f(i)|_i<=0=0，P_in(i)|_i<=0=0；（3）判断变频供水系统是否处于稳定状态；如果是，进入步骤（4）；否则，变频供水系统处于不稳定状态，转入步骤（11）；（4）求解水压平均值逆变电路输出频率平均值F‾=1MΣi=k-M+11f(i)]]>和输入功率平均值Pin‾=1MΣi=k-M+1kPin(i);]]>（5）标记当前时刻为t=0时刻，给逆变电路输出频率一个固定的任意扰动□F；（6）定义为t=mT_s时刻轴输出功率的估计值，其中，m=1,2,…,N，T_d为预先定义的观测时间长度；令m=1，e(0)=0，e'(0)=0，其中为任意设定的轴输出功率的估计值的初始值；（7）判断mT_s>T_d是否成立，如果成立，则转入步骤（11）；否则，在t=mT_s时刻，采样管网压力值p(m)，计算得到（8）判断是否成立，如果不成立，则转入步骤（11）；否则，将估计值及□F、T_b、ρ、g、P_b、V_b、T和t=mT_s代入公式求解得出□p^g(m)；其中，P_b为供水系统气压罐额定压力值,V_b为供水系统气压罐气室额定体积,T_b为供水系统气压罐额定温度；T为环境温度，ρ为液体密度；g为重力加速度；（9）求出e(m)=□p(m)-□p^g(m)，以及判断是否同时满足|e(m)|<ε₁和|e'(m)|<ε₂，其中ε₁和ε₂分别为预先设定的正数；如果是，则进入步骤（10）；否则，更新变量和估计值，令m=m+1;Poutg[m]=Poutg[m-1]-e′(m-1)e(m-1),]]>返回步骤(7)；（10）令计算系统效率判断η<=η_min是否满足，其中η_min为预先设定的低效率阈值；如果是，则说明系统处于低效率工作状态，逆变器输出关闭，退出。否则，进入步骤（11）；（11）令k=k+1；在本次采样周期结束后，进行下一次采样，并标记水压值、逆变电路输出频率和输入功率的采样值为p(k)、f(k)和P_in(k)；返回步骤（2）。