在人類(lèi)社會(huì)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(diào)速為基礎(chǔ)的多泵并聯(lián)供水系統(tǒng)由于供水方式靈活,被廣泛應(yīng)用于供水領(lǐng)域。但目前許多供水系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)對(duì)水泵臺(tái)數(shù)與轉(zhuǎn)速控制的選擇不當(dāng),導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行效率低,能源浪費(fèi)嚴(yán)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(duì)并聯(lián)泵組的能效最優(yōu)控制策略進(jìn)行了深入的研究分析�？紤]到實(shí)際供水系統(tǒng)中的不同水泵組合,本文首先針對(duì)同型號(hào)水泵并聯(lián)運(yùn)行的供水系統(tǒng),建立了水泵機(jī)組的效率模型,以運(yùn)行過(guò)程中泵組效率最大化為目標(biāo),通過(guò)數(shù)學(xué)分析法得出在滿足不同水力需求時(shí)效率最優(yōu)的泵組控制策略;然后,針對(duì)組成更為復(fù)雜的不同型號(hào)水泵并聯(lián)運(yùn)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(biāo),采用改進(jìn)后的差分進(jìn)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(shè)計(jì)了多泵并聯(lián)變頻恒壓供水系統(tǒng),并詳細(xì)闡述了其軟硬件實(shí)現(xiàn)。為了驗(yàn)證所提出的最優(yōu)控制策略,本文設(shè)計(jì)了相關(guān)實(shí)驗(yàn)與仿真。針對(duì)不同型號(hào)水泵并聯(lián)機(jī)組,本文基于MATLAB平臺(tái),對(duì)實(shí)際供水系統(tǒng)常見(jiàn)的水力工況下的能耗最低控制策略的尋優(yōu)進(jìn)行了仿真。針對(duì)同型號(hào)水泵并聯(lián)機(jī)組,以所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)為實(shí)驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)行了多組不同水力需求下的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)與仿真結(jié)果驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)的變頻恒壓供水系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性,同時(shí)驗(yàn)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(shí)際供水系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行中具有較高的應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TU991.3
【部分圖文】：

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)介紹次實(shí)驗(yàn)的平臺(tái)即為設(shè)計(jì)的變頻恒壓供水系統(tǒng)，系統(tǒng)由水箱、控制模塊、變頻泵機(jī)組（兩臺(tái)同型號(hào)水泵）、人機(jī)界面以及相關(guān)測(cè)試儀表組成。實(shí)驗(yàn)裝置介4-1 所示。表 4-1 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備設(shè)備名稱 型號(hào) 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(jì) 超聲波流量計(jì) BR158 博銳儀表 1液位計(jì) 壓力液位計(jì) JYB 北京昆侖海岸傳感器 1頻器與傳感器的實(shí)物如圖 4-14 所示。

（a）運(yùn)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(shí)物圖供水系統(tǒng)的實(shí)物圖，包括控制柜、水泵機(jī)組以及水箱如圖 4-16 所示。圖 4-16 供水控制系統(tǒng)實(shí)際圖4.5.2 實(shí)驗(yàn)方案

61圖 4-16 供水控制系統(tǒng)實(shí)際圖.5.2 實(shí)驗(yàn)方案本次實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證在滿足某一水力需求的前提下，對(duì)并聯(lián)運(yùn)行的水泵進(jìn)行速控制，水泵機(jī)組效率最高這一結(jié)論是否成立。假設(shè)水泵的額定流量為 Qnom保證系統(tǒng)處于兩臺(tái)水泵并聯(lián)運(yùn)行的工況，總流量的取值范圍為。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中total∈(Qnom, 2Qnom)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，在滿足水力需求的前提下，通過(guò)調(diào)節(jié)兩臺(tái)變頻出頻率基本一致，而后以一定步長(zhǎng)降低某臺(tái)變頻器輸出頻率，同時(shí)調(diào)節(jié)另外一頻器輸出，保證每一次調(diào)節(jié)后的轉(zhuǎn)速配置都滿足水力需求。運(yùn)行過(guò)程中，讀前變頻器輸出頻率與輸出功率，記錄兩臺(tái)變頻器在不同的頻率輸出下對(duì)應(yīng)的功率值。調(diào)節(jié)過(guò)程保持水泵的調(diào)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(hào)：2821998