CN105612289A - 流体管道网络的需求管理和控制的方法 - Google Patents

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CN105612289A CN201480055328.1A CN201480055328A CN105612289A CN 105612289 A CN105612289 A CN 105612289A CN 201480055328 A CN201480055328 A CN 201480055328A CN 105612289 A CN105612289 A CN 105612289A
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Abstract

本发明公开一种受限压力水头或重力馈送流体管道网络(42)的需求管理和控制的方法。所述方法包括步骤：提供用于传递流体通过多个阀(16、18、20)的受计算机控制的流体网络(40)；在所述受计算机控制的流体网络(40)内保存包括流量调度和所述多个阀(16、18、20)的能力的预定参数的实时数据库(48)；通过用户接口(44)请求将所述流体从流体网络传递到多个阀(16、18、20)中的至少一个的流量速率和时间；使用来自实时数据库(48)的预定参数确定提供基于流体网络(42)的液压容量的流体从流体网络(40)到所述多个阀(16、18、20)中的所述至少一个的所述传递以及流量速率的可用性；以及如果液压容量是可用的，则使用实时数据库(48)计算参数，以通过所述受计算机控制的流体网络(42)将流体传递到所述多个阀(16、18、20)中的至少一个，由此多个阀(16、18、20)中的每一个受监视并且可调整地受控，以与监视并且控制多个阀(16、18、20)中的其它阀协调地提供通过所述多个阀(16、18、20)中的所述至少一个的流量速率和传递，以在预定限制之间保持流量并且管理流体管道网络(42)内的压力水头。

Description

流体管道网络的需求管理和控制的方法
技术领域
本发明涉及一种用于受限压力水头或重力馈送流体闭合导管网络的需求管理和控制的方法，具体地说，但并非囊括地，涉及一种用于受限压力水头或重力馈送水灌溉管道网络的需求管理和控制的方法。
背景技术
在我们的完整合并到此的美国专利No.7,152,001中，公开一种用于预测流体流量网络中的流体液位的基于计算机的系统。由于系统可以使用参数的过去测量和现在测量以预测并且控制流体液位和流量，因此其已经是非常成功的。系统收集来自定时的流体液位的数据以及调节器或阀的打开位置，以提供可以实时确定流体液位和流量的模型。
在完整合并到此的我们的国际专利申请No.PCT/AU2012/000907中，公开一种用于流体网络的需求管理的方法。所述方法可应用于封闭的导管(管道线网络)和开放的导管(通道网络)。重力管道网络典型地在受限压力水头内操作，并且因此在它们的对于满足需求的能力方面受约束。
用于管道网络的已知模型将用在用于这些网络的需求的管理中。来自SCADA系统的数据将用于基于系统标识技术而校准并且连续地精细调谐管道传送网络的模型。流量测量和压力水头测量将位于将认为对于将模型校准到期望的精度是必要的管道网络的点处。对用户的供水点是对管道网络所使用的控制的基本形式。用于管道网络的控制器远比其对于通道网络更简单，在通道网络中，控制的基本形式是将供水点处的流量保持为等于量级。
需求的控制和管理尤其可应用于对于供应灌溉水普遍使用的重力管道网络。由于重力管道网络典型地在受限压力水头内操作并且因此在它们的用于连续地满足需求的能力方面受约束，因此实现这些系统的难度已经显现。重力管道还典型地操作在较低压力水头处，其中，归因于阀操作，出口处的各流量之间将存在较大的交互。相应地，假设所有参数(例如管道直径、流量速率、阀大小等)是相同的，那么(例如来自泵送的)静态压力水头越高，归因于阀操作(例如阀打开或关闭)的流量波动对操作中的其它阀的影响越不敏感。
图1示出操作阀为何对管道线中具有较高压力水头的(例如来自其它打开阀和关闭阀的)供水管道线的流量变化较不敏感。对于线10处的高压力的以及线12处的低压力或重力馈送液压斜度线或压力水头，图1示出液压斜度线或压力水头针对阀位置的图线。在斜度上示出具有两个阀16和18的重力馈送管道14。虽然在斜度上示出管道14，但如果提升水供应，则其可以是水平的，以提供所需的压力水头。对于线10，管道14将耦合到用于产生高压力水头的泵浦(未示出)。解释现如下：
1.假设一个物理管道线14操作在低压力(LP)状态以及高压力(HP)状态中的任一状态，并且用于供应离开管道线14的流体的特定操作阀。
2.假设初始地供水管道线14在两个状态下按同一流量速率Q1操作。
3.(归因于其它阀16、18开始以及停止的)供水管道线14中的流量的改变对于这两个状态而产生。
ΔQ＝Q1-Q2
4.归因于流量的改变ΔQ的操作阀16处的压力水头的改变Δh对于这两个状态是相同的。(已知的管道线流量针对压力水头等式(例如Colebrook-White等式)，Manning公式是可应用的)
5.如下确定穿过阀16的水头损耗：
h = K ( v 2 2 g )
其中，
h＝关于流体水头的压力损耗(即流体水头损耗)
K＝用于所指定的阀打开的阀“K”因子(假设恒定)
v＝流体的速度
g＝归因于重力的加速度
6.假设相同的初始流量，并且因此在LP状态和HP状态下通过操作阀16的速度是相等的
vLP1＝vHP1
h L P 1 K L P = h H P 1 K H P
7.在hLP1＜＜hHP1的情况下，
KLP＜＜KHP
其中，KLP和KHP表示用于任一压力状态下操作的不同阀打开的不同K因子，即，阀16将在LP状态下比在HP状态下处于更大的打开。
8.当引入压力水头改变Δh时，关于每个状态穿过阀16的压力水头的改变分别是hLP2＝hLP1-Δh和hHP2＝hHP2-Δh。穿过阀的水头的相对改变在LP状态下比HP状态下最大。
9.假设阀16对于每个状态保持在同一打开位置，并且因此K因子保持相同，那么用于每个状态的新的速度是：
v L P 2 = ( h L P 1 - Δ h ) 2 g / K L P
v H P 2 = ( h H P 1 - Δ h ) 2 g / K H P
10.归因于压力水头改变Δh的用于每个状态的所得速度将是：
(vLP2-vLP1)＞＞(vHP2-vHP1)
速度的改变并且因此通过阀的流量对于LP状态远比对于HP状态更大。
具有较小直径阀和流量计的较高压力(例如所泵送的)管道比具有较大直径阀和流量计的低压力管道在各操作阀之间具有更少的交互。在高压力系统中，阀可以手动地定位到所设置的打开，以实现特定流量，并且流量将不受管道线中的其它阀的操作(例如阀打开或关闭)显著影响。而低压力管道要求集成式控制和需求管理系统在严格液压斜度线条件内管理阀交互。
图2示出与图1分离的管道线14，并且示出最大供水压力22，其必须保持管道线充满，以确保与阀16、18和20关联的流量计(未示出)的精度。重要的是，由于“管道不充满”情形将显著改变掌控管道流量的动态的物理，因此保持管道线充满，以使得控制问题简单并且易处理。“管道充满”状态与“管道不充满”状态之间的管道流量过渡将使得实现强健控制是棘手的。将与管道线14关联的液压斜度线12保持在最大供水压力22之上将还确保阀16、18和20处的压力水头高得足以保证对于阀所设计的流量速率。与管道线14关联的低压力水头或液压斜度线12将势必导致对于保持阀处的期望流量必须的各离散控制动作之间的增加的控制器交互。这进一步恶化与主干线管道线的总流量容量有关的阀处的流量容量很高的重力管道线。打开或关闭阀的动作将影响压力水头，并且因此影响正操作的管道线14上的所有其它阀处的流量。因此，不操作管道线的各个自动化阀之间将存在交互。在这种低能量管道线中，控制将经受不稳定性。阀中的每个移动具有与所有其它操作阀的交互的液位加上源或出口处(农场上)的供水液位变化。因为管道线14中的低压力，所以液压斜度线12对于阀/出口的操作非常敏感。
图3示出这种敏感性，其中，示出流量和时间的图线。线24示出阀16已经打开以及阀18的打开对网络具有的影响。线26示出阀18的流量。阀16和18都尝试保持它们的预先选择的流量速率，但阀在各阀之间产生不稳定的抖动交互。交互在28处流量的改变所示出的通过阀16的流量上相当微小，但在30处流量的改变所示出的通过阀18的流量的稳定性上存在很大交互。此外，所有附加阀(例如阀20)也将受这种交互影响。网络变得极度不稳定，并且这是重力馈送灌溉系统已经发现关于水供给方和用户较少满意的关键原因。
发明目的
本发明的目的是提供一种用于闭合的导管流体网络的受限压力水头或重力馈送流体管道网络的需求管理和控制的方法，以保持所请求的流量速率，而无论所述流体网络中的压力水头的变化如何。
本发明的另一目的是提供一种避免可能从各操作阀之间的交互产生的不稳定性的用于闭合的导管流体网络的受限压力水头或重力馈送流体管道网络的需求管理和控制的方法。
发明内容
本发明在一个方面中提供一种受限压力水头或重力馈送流体管道网络的需求管理和控制的方法，所述方法包括步骤：提供用于将流体传递通过多个阀的受计算机控制的流体网络；在所述受计算机控制的流体网络内保存包括流量调度和所述多个阀的能力的预定参数的实时数据库；通过用户接口请求将所述流体从流体网络传递到所述多个阀中的至少一个的流量速率和时间；使用来自所述实时数据库的所述预定参数确定提供基于所述流体网络的液压容量的所述流体从流体网络到所述多个阀中的所述至少一个的传递以及流量速率的可用性；以及如果所述液压容量是可用的，则使用实时数据库计算参数以通过所述受计算机控制的流体网络将所述流体传递到所述多个阀中的所述至少一个，由此所述多个阀中的每一个受监视并且以可调整的方式受控，以与监视并且控制所述多个阀中的其它阀协调地提供通过所述多个阀中的所述至少一个的所述流量速率和传递，以在各预定限制之间保持流量并且管理所述流体管道网络内的压力水头。
优选地，所述方法还包括：预先占据所述多个操作阀中的其它阀中的至少一个的阀位置，以将它们的流量速率保持在归因于通过所述多个阀中的所述至少一个的所述传递的流体管道网络中的压力水头的变化的预期中。所述方法可以还包括：各个反馈控制器与所述多个阀中的每一个关联，以允许精细调谐每个阀的阀位置。也可以提供各个前馈控制器，以基于以下项中的一个或多个而将所述阀的阀位置变化到最佳估计位置：所述流体管道网络的受监视的液压容量；基于实时数据库中所保存的未来流量调度的在各个阀处的所预测的压力水头改变；以及与各个阀关联的阀额定。提出所述前馈控制器和反馈控制器与各个阀关联。
本发明也可以使用来自接口的数据，以使用数据拟合技术来校准并且连续地精细调谐用于各个阀的阀额定。
在另一实施例中，提供所述计算机控制内的监督控制层，以监视并且控制用于每个阀的前馈控制器和反馈控制器，以防止各个操作阀之间的交互，在各预定限制之间保持所述流体管道网络内的压力水头，并且按预定事务规则来处理意外事件。
优选地，所述方法还包括步骤：允许多个消费者访问所述用户接口，并且所述受计算机控制的流体网络确定所述流体的传递请求的流量速率和时间的优先级和加权，以确保所述液压容量的连续性。传递请求的优先级和加权可以包括基于可用的液压容量的最佳使用的用于所述消费者的关税结构。
在另一实施例中，来自接口的数据用于基于系统标识技术而使用流体管道网络的模型来校准并且连续地精细调谐受计算机控制的流体网络。所述方法可以还包括步骤：如果所述液压容量不是可用的，则重新调度从流体网络传递所述流体的所述流量速率和时间。
在实际实施例中，所述方法包括步骤：所述受计算机控制的流体网络控制混合泵浦的操作，以保持压力水头。所述多个阀可以包括：双向可折叠阻挡构件，沿着中心轴轴转，以提供双向可折叠阻挡构件的打开与流体流量之间的近似线性关系。
优选地，所述预定参数包括业务规则和约束，以允许传递所述流体通过任何阀的所述流量速率和时间的其它变化。所述方法可以包括步骤：导致通过受破坏的所述流体网络的流量限制的最大阈值和最小阈值的任何后续流量速率和时间传递请求将受拒绝或重新调度，以允许所述后续请求基于所述计算的参数而进行。
本发明还提供一种受限压力水头或重力馈送流体管道网络的需求管理和控制的方法，所述方法包括步骤：提供用于将流体传递通过多个阀的受计算机控制的流体网络；在所述受计算机控制的流体网络内保存包括流量调度和所述多个阀的能力的预定参数的实时数据库，以提供流体管道网络的模型；通过用户接口请求将所述流体从流体网络传递到所述多个阀中的至少一个的流量速率和时间；使用来自所述实时数据库的所述预定参数确定提供基于所述流体网络的液压容量的所述流体从流体网络到所述多个阀中的所述至少一个的传递以及流量速率的可用性；以及如果所述液压容量是可用的，则使用所述实时数据库计算参数以通过所述受计算机控制的流体网络将所述流体传递到所述多个阀中的所述至少一个，由此所述多个阀中的每一个受监视并且可调整地受控，以与监视并且控制所述多个阀中的其它阀协调地提供通过所述多个阀中的所述至少一个的所述流量速率和传递，以在各预定限制之间保持流量并且管理所述流体管道网络内的压力水头。
本发明还涉及一种使用如上所述的方法的系统。
附图说明
当结合附图时，本发明优选实施例的结构和功能特征从以下详细描述将变得更清楚，其中：
图1是对于高压力灌溉系统以及低压力或重力馈送液压斜度线或压力水头灌溉系统的液压斜度线或压力水头针对阀位置的图线；
图2示出具有阀和液压斜度线的低压力或重力馈送液压斜度线或压力水头灌溉系统的示意图；
图3是示出阀的不稳定行为的用于图2所示的阀的开关的流量和时间的图线；
图4是根据本发明优选实施例的低压力或重力馈送灌溉系统的架构的框图；
图5是与低压力或重力馈送管道线重叠的与图4相似的图；
图6是用于朝向高压力水头偏置的阀操作的图线表示；
图7是使用图4所示的系统示出阀的稳定行为的与图3相似的视图；以及
图8是混合泵浦安装在低压力或重力馈送灌溉系统中的图线表示。
具体实施方式
图4示出用于重力馈送灌溉网络42(图5)的需求管理和控制系统40的流程图。系统40具有用户接口44，其允许消费者选择用于阀16、18和20的时间帧和流量速率。用户和阀的数量不受限，但受系统40管理。接口44可以是计算机、键盘或基于互联网的应用，以允许用户将他们的请求46录入到系统40中。中央计算机50中所实现的需求管理系统48监视请求46和对用户所返回的确认。需求管理系统48包括实时数据库，其保存包括流量调度、阀的能力、业务和控制规则的预定参数。监督层52也实现于中央计算机50中。监督层52通过端口54链接到需求管理系统48，并且更新而且接收流量调度和约束信息。
监督层52与阀16、18和20进行通信，以使得阀通过端口56受控，并且通过端口58接收所测量的流量和性能信息。虽然图4仅示出一个接口60，但每个阀16、18和20具有阀控制接口60。每个阀控制接口60可以是远程终端单元(RTU)或可编程逻辑控制器(PLC)的形式。显见，每个阀将需要各个阀控制接口。各个阀控制接口60的位置可以随中央计算机50，或远程定位随各个阀。
阀16典型地是内容合并到此的国际专利申请No.PCT/AU2012/000328的图17至图79所示的类型。阀16将与典型地内容合并到此的国际专利申请No.PCT/AU2010/001052所示的类型的流量计(未示出)关联。这种类型的阀的优点是阀打开(角度位置)与流量之间的近似线性关系。这样确保使用预定阀打开来实现相对精确的流量设置。其它阀机构(例如在水工业中普遍使用的蝶形阀)并不拥有这种线性特性，并且将因此在实现所需的阀额定(待稍后描述)以及关联控制方面具有难度。优选实施例不限于这些类型的阀或流量计，但这些阀和流量计良好地适合于任务。每个流量计将通过端口58提供所测量的流量和性能信息。每个阀16具有前馈控制器62和反馈控制器64，其输出66、68经由信号69产生阀16的激励。流量速率由流量计(未示出)测量并且发送到端口58，通过信号71发送到反馈控制器64，并且发送到阀校准区段70。用于阀16的来自端口56的流量命令72传递到前馈控制器62和反馈控制器64。典型地，前馈控制器62将使用可选延迟开关74领先反馈控制器64的动作。提供前馈控制器62和反馈控制器64是优选的，但系统也可以仅通过这些控制器之一而运作。
用于低能量管道线的控制策略是在所定义的控制方法中管理每个阀的控制器的交互之一。通过流体网络模型获知管道14的动态将用于使用已经良好地已知的经典控制理论来设计控制器并且获知未来需求。管道14中的当前压力水头条件的阀额定和测量将用于通过控制器62前馈到阀16移动。阀额定推导以下项之间的关系；
●阀打开，
●阀16处的差分压力水头；以及
●流量。
将使用在阀16的正常操作期间对于前述参数所记录的数据在阀校准区段70进行的正常操作期间校准阀额定。使用系统标识技术推导阀额定。调整后的阀额定将在76发送到阀16，并且阀打开将通过信号78返回到阀校准区段70。阀额定允许预定控制动作关于已知的压力水头将阀16发送到特定打开，以实现期望的流量。阀额定促进体块控制调整，而不依赖于使用流量测量的反馈控制。
系统40提供控制，从而该液压斜度线受偏置朝向谱的高端。参照图6，其示出阀16正操作，并且阀18和20将要打开。图6以图线示出三个阀的与动态相反的静态操作。阀16最终停止在点82处，阀18和20将要同时打开。通过将阀18和20的打开偏移到点84和86，将首先发起阀16的关闭事件，以使得额外压力水头90可用，从累计压力水头线88可见。因此，一个或多个阀的关闭动作将总是领先(在时间上超前)其它阀的任何打开动作。这种控制顺序确保归因于控制动作的压力水头(液压斜度线)的波动产生大于模型所预测的压力，并且确保压力水头不下降到需求管理系统48内的模型所预测的压力水头之下。重要的是，液压斜度线在阀处不下降到最小供水液位之下，因为这可能导致管道变得“不充满”并且流量测量将很可能出错。此外，将液压斜度线保持在用于阀的临界最小液位之上是低能量管道线的重要目标，以保证可以通过网络实现有序流量。一旦命令通过容量检查，需求管理系统48就将提供用于传递阀处的流量的指令。当时间到达打开阀时，前馈控制器62首先闲置，并且将阀移动到最佳估计位置，以基于局部压力水头和阀额定而传递所请求的流量。反馈控制器64仅进行精细调整。在优选实施例中，将存在用于单独地或如上所述组合地使用反馈控制器64或前馈控制器62的能力。该方法将使得管道线中的瞬变并且因此交互最小化。这是解的单一性。
图7是示出使用图4所示的系统的阀的稳定行为的与图3相似的视图。线24示出阀16已经打开以及阀18的打开具有的对网络的影响。线26示出阀18的流量。阀16和18都正尝试保持它们的预先选择的流量速率。使用该优选实施例的系统在图7中已经实质上减少在30处图3所示的主要抖动交互。相似地，也已经实质上减少在28处的图3所示的抖动交互。通过阀的控制和稳定流量方面的改进甚至当多个阀正操作时是显见的。
也可以与包括混合泵浦的灌溉系统关联地使用本发明，以用于当需要流量速率的增加时增加流量速率。该系统示出于澳大利亚专利申请No.2012905225和No.2012905508中，其内容合并到此。这些申请的图1公开主管道线20以及打开到主管道线20中的分支管道线30。分支管道线30具有低水头提升泵浦34，其当系统需要时提供增加的流量速率。当泵浦34正操作时，主管道线20上的入口门22将关闭。在这些申请的图3中，示出另一实施例，其中，省略分支管道线30，并且在主管道线20中提供内联泵浦36。图8示出具有澳大利亚专利申请No.2012905225和No.2012905508的入口门22的图1的混合泵浦34的效果。图线示出压力针对时间，其中，线92示出累计压力水头。混合泵浦在点94处打开，但压力直到入口门在点96处关闭才增加。压力将增加到点98处所示的压力。在入口门关闭并且混合泵浦操作的同时，压力的增加将保持。线100、102和104与各个阀20、18和16的移动一致。阀20、18和16都按各个流量速率在点106处打开，并且系统40将下令阀调整它们的阀打开，以随着施加来自混合泵浦的增加的压力而保持它们的各个流量速率。
当泵浦启动或切断时，使用混合泵浦也将具有对液压斜度线的影响。管道入口处的关联入口门的操作(关闭)允许从泵浦逐渐输入上升的压力水头。一旦泵浦已经打开，该操作就将开始。随着门关闭，管道线中的压力水头将增加。将通过步进方法逐渐地并且潜在地进行该操作，其中，对应偏移(领先)阀调整在每个步长产生。步长和延迟将是管道的动态的函数，从而阀交互保持为最小。相似地，入口门可以在泵浦切断之前逐渐打开。在入口门的步进打开的情况下，对应偏移(滞后)阀调整将按顺序产生。在存在控制目标以将液压斜度线保持在特定最大操作压力之下的情况下，阀的打开将领先另一阀的对应关闭。将对系统编程，从而可以标识这些情形并且采取适当的控制动作。
监督层52将整体地监视管道网络42的性能，并且将具有关于拓扑的信息。监督层52可以包括用于将阀16、18、20朝向高压力水头偏置的操作它们的高液位规则、用于缓和交互的影响的规则以及用于在例外事件期间服从的规则。监督层52将通过另一规则集合监视用于每个阀的各控制器之间的交互。性能将连续地受监视，并且性能方面的恶化将得以标识。如果观测到控制环路交互，则将执行基于自动化规则的检查，以渐进地关闭网络中的阀的反馈组件，直到标识出糟糕表现的阀。一旦标识出，糟糕表现的阀就将使得其控制挂起，而其它阀将使得反馈返回打开。
本发明应理解为包括对于本领域技术人员将容易理解的并且可以看作驻留在本发明的宽泛范围和界限内的很多其它修改，在此已经仅通过示例的方式阐述本发明的宽泛性质和特定具体实施例。
贯穿该说明书和所附权利要求，除非上下文另外要求，词语“包括”以及变形(例如“包含”以及“含有”)将理解为暗指包括所声明的整体或步骤或整体或步骤的组，但不排除任何另外整体或步骤或整体或步骤的组。
该说明书中对任何现有技术的引用并非并且不应看作澳大利亚的公知常识的现有技术形式部分确认或任何形式的建议。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种受限压力水头或重力馈送流体管道网络的需求管理和控制的方法，所述方法包括步骤：提供用于将流体传递通过多个阀的受计算机控制的流体网络；在所述受计算机控制的流体网络内保存包括流量调度和所述多个阀的能力的预定参数的实时数据库；通过用户接口请求将所述流体从流体网络传递到所述多个阀中的至少一个的流量速率和时间；使用来自所述实时数据库的所述预定参数，确定提供基于所述流体网络的液压容量的所述流体从流体网络到所述多个阀中的所述至少一个的所述传递以及流量速率的可用性；以及如果所述液压容量是可用的，则使用实时数据库计算参数以通过所述受计算机控制的流体网络将所述流体传递到所述多个阀中的所述至少一个，由此所述多个阀中的每一个受监视并且以可调整的方式受控，以与监视并且控制所述多个阀中的其它阀协调地提供通过所述多个阀中的所述至少一个的所述流量速率和传递，以在预定限制之间保持流量并且管理在所述流体管道网络内的压力水头；以及预先占据所述多个操作阀中的其它阀中的至少一个的阀位置，以将它们的流量速率保持在归因于通过所述多个阀中的所述至少一个的所述传递的流体管道网络中的压力水头的变化的预期中。
2.一种受限压力水头或重力馈送流体管道网络的需求管理和控制的方法，所述方法包括步骤：提供用于将流体传递通过多个阀的受计算机控制的流体网络；在所述受计算机控制的流体网络内保存包括流量调度和所述多个阀的能力的预定参数的实时数据库，以提供流体管道网络的模型；通过用户接口请求将所述流体从流体网络传递到所述多个阀中的至少一个的流量速率和时间；使用来自所述实时数据库的所述预定参数，确定提供基于所述流体网络的液压容量的所述流体从流体网络到所述多个阀中的所述至少一个的所述传递以及流量速率的可用性；以及如果所述液压容量是可用的，则使用所述实时数据库计算参数以通过所述受计算机控制的流体网络将所述流体传递到所述多个阀中的所述至少一个，由此所述多个阀中的每一个受监视并且可调整地受控，以与监视并且控制所述多个阀中的其它阀协调地提供通过所述多个阀中的所述至少一个的所述流量速率和传递，以在预定限制之间保持流量并且管理在所述流体管道网络内的压力水头；以及预先占据所述多个操作阀中的其它阀中的至少一个的阀位置，以将它们的流量速率保持在归因于通过所述多个阀中的所述至少一个的所述传递的流体管道网络中的压力水头的变化的预期中。
3.如前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括：各个反馈控制器与所述多个阀中的每一个关联，以允许精细调谐每个阀的阀位置。
4.如前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括：各个前馈控制器，以基于以下项中的一个或多个而将所述阀的阀位置变化到最佳估计位置：所述流体管道网络的受监视的液压容量；基于实时数据库中所保存的未来流量调度的在各个阀处的所预测的压力水头改变；以及与各个阀关联的阀额定。
5.如权利要求4所述的方法，其中，来自接口的数据用于使用数据拟合技术来校准并且精细调谐用于各个阀的阀额定。
6.如权利要求4所述的方法，其中，所述前馈控制器和反馈控制器与各个阀关联。
7.如前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括：所述计算机控制内的监督控制层用于监视并且控制用于每个阀的前馈控制器和反馈控制器，以防止各个操作阀之间的交互，在各预定限制之间保持所述流体管道网络内的压力水头，并且按预定事务规则来处理意外事件。
8.如前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括步骤：允许多个消费者访问所述用户接口，并且所述受计算机控制的流体网络确定所述流体的传递请求的流量速率和时间的优先级和加权，以确保所述液压容量的连续性。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述传递请求的优先级和加权包括基于可用液压容量的最佳使用的对于所述消费者的关税结构。
10.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，来自接口的数据用于基于系统标识技术而使用流体管道网络的模型来校准并且连续地精细调谐受计算机控制的流体网络。
11.如前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括步骤：如果所述液压容量是不可用的，则重新调度从流体网络传递所述流体的所述流量速率和时间。
12.如前述权利要求中的任一项所述的方法，包括步骤：所述受计算机控制的流体网络控制混合泵浦的操作，以保持压力水头。
13.如前述权利要求中的任一项所述的方法，所述多个阀包括双向可折叠阻挡构件，沿着中心轴轴转，以提供双向可折叠阻挡构件的打开与流体流量之间的近似线性关系。
14.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述预定参数包括用于允许将所述流体传递通过任何阀的所述流量速率和时间的其它变化的事务规则和约束。
15.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，导致通过受破坏的所述流体网络的流量限制的最大阈值和最小阈值的任何后续流量速率和时间传递请求将受拒绝或重新调度，以允许所述后续请求基于所述计算的参数而进行。

Claims (16)

1.一种受限压力水头或重力馈送流体管道网络的需求管理和控制的方法，所述方法包括步骤：提供用于将流体传递通过多个阀的受计算机控制的流体网络；在所述受计算机控制的流体网络内保存包括流量调度和所述多个阀的能力的预定参数的实时数据库；通过用户接口请求将所述流体从流体网络传递到所述多个阀中的至少一个的流量速率和时间；使用来自所述实时数据库的所述预定参数，确定提供基于所述流体网络的液压容量的所述流体从流体网络到所述多个阀中的所述至少一个的所述传递以及流量速率的可用性；以及如果所述液压容量是可用的，则使用实时数据库计算参数以通过所述受计算机控制的流体网络将所述流体传递到所述多个阀中的所述至少一个，由此所述多个阀中的每一个受监视并且以可调整的方式受控，以与监视并且控制所述多个阀中的其它阀协调地提供通过所述多个阀中的所述至少一个的所述流量速率和传递，以在预定限制之间保持流量并且管理在所述流体管道网络内的压力水头。
2.一种受限压力水头或重力馈送流体管道网络的需求管理和控制的方法，所述方法包括步骤：提供用于将流体传递通过多个阀的受计算机控制的流体网络；在所述受计算机控制的流体网络内保存包括流量调度和所述多个阀的能力的预定参数的实时数据库，以提供流体管道网络的模型；通过用户接口请求将所述流体从流体网络传递到所述多个阀中的至少一个的流量速率和时间；使用来自所述实时数据库的所述预定参数，确定提供基于所述流体网络的液压容量的所述流体从流体网络到所述多个阀中的所述至少一个的所述传递以及流量速率的可用性；以及如果所述液压容量是可用的，则使用所述实时数据库计算参数以通过所述受计算机控制的流体网络将所述流体传递到所述多个阀中的所述至少一个，由此所述多个阀中的每一个受监视并且可调整地受控，以与监视并且控制所述多个阀中的其它阀协调地提供通过所述多个阀中的所述至少一个的所述流量速率和传递，以在预定限制之间保持流量并且管理在所述流体管道网络内的压力水头。
3.如权利要求1或2所述的方法，还包括：预先占据所述多个操作阀中的其它阀中的至少一个的阀位置，以将它们的流量速率保持在归因于通过所述多个阀中的所述至少一个的所述传递的流体管道网络中的压力水头的变化的预期中。
4.如前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括：各个反馈控制器与所述多个阀中的每一个关联，以允许精细调谐每个阀的阀位置。
5.如前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括：各个前馈控制器，以基于以下项中的一个或多个而将所述阀的阀位置变化到最佳估计位置：所述流体管道网络的受监视的液压容量；基于实时数据库中所保存的未来流量调度的在各个阀处的所预测的压力水头改变；以及与各个阀关联的阀额定。
6.如权利要求5所述的方法，其中，来自接口的数据用于使用数据拟合技术来校准并且精细调谐用于各个阀的阀额定。
7.如权利要求5所述的方法，其中，所述前馈控制器和反馈控制器与各个阀关联。
8.如前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括：所述计算机控制内的监督控制层用于监视并且控制用于每个阀的前馈控制器和反馈控制器，以防止各个操作阀之间的交互，在各预定限制之间保持所述流体管道网络内的压力水头，并且按预定事务规则来处理意外事件。
9.如前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括步骤：允许多个消费者访问所述用户接口，并且所述受计算机控制的流体网络确定所述流体的传递请求的流量速率和时间的优先级和加权，以确保所述液压容量的连续性。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述传递请求的优先级和加权包括基于可用液压容量的最佳使用的对于所述消费者的关税结构。
11.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，来自接口的数据用于基于系统标识技术而使用流体管道网络的模型来校准并且连续地精细调谐受计算机控制的流体网络。
12.如前述权利要求中的任一项所述的方法，还包括步骤：如果所述液压容量是不可用的，则重新调度从流体网络传递所述流体的所述流量速率和时间。
13.如前述权利要求中的任一项所述的方法，包括步骤：所述受计算机控制的流体网络控制混合泵浦的操作，以保持压力水头。
14.如前述权利要求中的任一项所述的方法，所述多个阀包括双向可折叠阻挡构件，沿着中心轴轴转，以提供双向可折叠阻挡构件的打开与流体流量之间的近似线性关系。
15.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述预定参数包括用于允许将所述流体传递通过任何阀的所述流量速率和时间的其它变化的事务规则和约束。
16.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，导致通过受破坏的所述流体网络的流量限制的最大阈值和最小阈值的任何后续流量速率和时间传递请求将受拒绝或重新调度，以允许所述后续请求基于所述计算的参数而进行。
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