CN111927745A - 一种取水工程中使用的并联全变频水泵组的节能控制方法 - Google Patents

一种取水工程中使用的并联全变频水泵组的节能控制方法 Download PDF

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CN111927745A CN202010947773.6A CN202010947773A CN111927745A CN 111927745 A CN111927745 A CN 111927745A CN 202010947773 A CN202010947773 A CN 202010947773A CN 111927745 A CN111927745 A CN 111927745A
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Abstract

本发明提出一种取水工程中使用的并联全变频水泵组的节能控制方法，水泵组包括N个并联设置的同型号变频泵，分别由N个变频器控制；节能控制方法包括以下步骤；步骤一、启动部分或全部变频泵，按预设步长同步调节各变频泵的频率，每次调节后测试水泵组各性能参数，根据测量及计算的数据绘制，得到当前变频泵组合下，水泵组的性能曲线；步骤二、遍历取水工程需使用的变频泵的所有组合，以上述方法，得到各种变频泵组合下的水泵组的性能曲线；步骤三、判定取水工程的输水环境类型；步骤四、求解各变频泵组合方式的最优解；步骤五、控制水泵组的各变频泵按最优解进行组合工作；本发明能使用建立数学解析模型的方法来确定并联全变频水泵组的运行方式。

Description

一种取水工程中使用的并联全变频水泵组的节能控制方法
技术领域
本发明涉及取水工程技术领域，尤其是一种取水工程中使用的并联全变频水泵组的节能控制方法。
背景技术
水泵在给排水行业中的应用十分广泛，是给排水系统中的主要动力设备，也是能耗较大的设备。一般水泵站耗电量占给排水系统总耗电量的60％-70％以上，占据了给排水系统运作费用中的绝大部分。在实际应用中，为了满足给水系统用水量及水压的要求，需对水泵进行工况调节。用传统的机械阀门调节万法采改变泵的工况，其能量损耗较大。因此，需采用一种新型的、节能效果显著的水泵调节方法，即变频调节。将并联的同型全变频泵的运行台数进行地选配，水泵机组电能转换效率和自动化控制水平得到全面提高，运行稳定可靠，节能、节电效果好。
针对传统的取水工程水泵组的控制方法，本发明提供了一种使用建立数学解析模型的方法确定并联全变频水泵组运行方式的节能控制方法。
发明内容
本发明提出一种取水工程中使用的并联全变频水泵组的节能控制方法，能使用建立数学解析模型的方法来确定并联全变频水泵组的运行方式。
本发明采用以下技术方案。
一种取水工程中使用的并联全变频水泵组的节能控制方法，所述水泵组包括N个并联设置的同型号变频泵(4)，所述N个变频泵分别由N个变频器(9)控制，所述变频器与控制台(10)相连；所述取水工程的输水环境类型为管道水阻高且净扬程可忽略、管道水阻可忽略且净扬程高、管道水阻高且净扬程高中的任一种；
所述节能控制方法包括以下步骤；
步骤一、启动部分或全部变频泵，使之形成变频泵组合，设置各变频泵的调速比大于0.4，在39Hz-53Hz的频率范围内，按预设步长同步调节各变频泵的频率，每次调节后测试水泵组的水量、电机功率、电量参数，计算出电耗参数，根据测量及计算的数据绘制，得到当前变频泵组合下，水泵组的性能曲线；
步骤二、遍历N个变频泵所能形成的所有变频泵组合，重复执行步骤一所述方法，得到各种变频泵组合下的水泵组的性能曲线；
步骤三、判定取水工程的输水环境类型；
步骤四、设各变频泵转速相同，以控制台的电脑分析平台求解各变频泵组合方式的最优解；
步骤五、通过控制台控制水泵组内的各变频泵按最优解进行组合工作。
当调速比大于0.4时，所述变频泵的水泵电机可保持电机效率基本不变；当调速比大于0.6时，所述变频器的变频器效率可稳定在90％以上；在步骤一中，在39Hz-53Hz的频率范围内，按0.5Hz的预设步长间隔调节变频泵的工作频率；步骤一中具体测试的步骤为；
步骤A1、启动并联的变频泵，并设定其变频器固定在预设的相同频率下保持运行，待运行稳定后，记录该工况点时的变频泵时水量、电机功率及电量等参数；
步骤A2、以0.5Hz为步长调整各台变频器频率，使水泵组在另一个频率下稳定运行，重复步骤A1直至完成39Hz-53Hz共29个频率的测试；
步骤A3、整理测试得到数据，并结合水泵组的日常系统运行数据，修正测试数据中的偏差值，得到测试结果，并根据测试结果，绘制出单台变频泵的相应流量-扬程、流量-效率的拟合曲线。
在步骤一中，
Figure BDA0002675902290000021
n-调频后的水泵转速
n0-水泵的额定转速；
所拟合的单台变频泵的流量-扬程、流量-效率曲线n次多项式方程的形式如下：
Figure BDA0002675902290000031
Figure BDA0002675902290000032
其中，Q为变频泵流量，m3/h；H为变频泵扬程，m；η为变频泵效率％；an,bn为拟合曲线的系数。
所述取水工程通过水泵组从水源取水并把水送至反应池；
当输水环境类型为管道水阻高且净扬程可忽略时，水源与反应池高程相近且距离较远；
当输水环境类型为管道水阻可忽略且净扬程高时，水源与反应池高程差较大且距离较近；
当输水环境类型为管道水阻高且净扬程高时，水源与反应池高程差较大且距离较远。
在步骤二中，设各变频泵工作时存在性能差异，取水工程需使用的变频泵的所有组合的数量为
Figure BDA0002675902290000034
种；在步骤四中，把此
Figure BDA0002675902290000035
种变频泵的组合方式和与其对应的输水环境类型的实际工况参量带入最优解数学方程，通过控制台的电脑分析平台对最优解数学方程求解以获得最优解。
当输水环境类型为管道水阻高且净扬程可忽略，水泵组中分别以N1台变频泵并联形成组合N1时，其运行时的最小总轴功率为
Figure BDA0002675902290000033
当水泵组中分别以N2台变频泵并联形成组合N2时，其运行时的最小总轴功率为
Figure BDA0002675902290000041
由公式1、公式2可知，组合N1与组合N2在变频运行工况下运行时，功率差为
Figure BDA0002675902290000042
其中：
Δ-N1台和N2台泵的功率差；
R0-输水管道的水阻系数；
N1、N2-代表N1台变频泵和N2台变频泵；
a、b分别为流量-扬程、流量-效率拟合的基本性能曲线的系数；
根据功率差公式3，对于水阻系数为固定值的取水工程，选择N1台同型号并联全变频泵还是N2台同型号并联全变频泵，有如下判断条件:当Δ＞0，则N1台同型号并联全变频泵的运行功率较小，此时选择N1台变频泵运行系统；当Δ＜0，则N2台同型号并联全变频泵的运行功率较小，此时选择N2台变频泵运行系统。
当输水环境类型为管道水阻可忽略且净扬程高，水泵组中分别以N1台变频泵并联形成组合N1或是以N2台变频泵并联形成组合N2时；
组合N1与组合N2的功率差
Figure BDA0002675902290000043
其中：
Δ-N1台和N2台泵的功率差；
He-变频泵的静扬程；
N1、N2-代表N1台变频泵和N2台变频泵；
a、b分别为流量-扬程、流量-效率拟合的基本性能曲线的系数；
根据以上功率差公式4，对于扬程为固定值的取水工程，选择N1台同型号并联全变频泵还是N2台同型号并联全变频泵，有如下判断条件:当Δ＞0，则N1台同型号并联全变频泵的运行功率较小，此时选择N1台变频泵运行系统；当Δ＜0，则N2台同型号并联全变频泵的运行功率较小，此时选择N2台变频泵运行系统；此时，水泵最优并联运行台数取决于水泵性能曲线和
Figure BDA0002675902290000051
当输水环境类型为管道水阻高且净扬程高，水泵组中分别以N1台变频泵并联形成组合N1或是以N2台变频泵并联形成组合N2时；
组合N1与组合N2的功率差
Figure BDA0002675902290000052
其中：
Δ-N1台和N2台泵的功率差；
R0-输水管道的水阻系数；
He-变频泵的静扬程；
N1、N2-代表N1台变频泵和N2台变频泵；
a、b分别为流量-扬程、流量-效率拟合的基本性能曲线的系数。
根据以上功率差公式5，对于扬程为固定值的水力系统，选择N1台同型号并联全变频泵还是N2台同型号并联全变频泵，有如下判断条件:当Δ＞0，则N1台同型号并联全变频泵的运行功率较小，此时选择N1台变频泵运行系统；当Δ＜0，则N2台同型号并联全变频泵的运行功率较小，此时选择N2台变频泵运行系统。此外，水泵最优并联运行台数取决于水泵性能曲线和
Figure BDA0002675902290000061
和R0。
所述水源为设有与控制台相连的低水位传感器(8)的吸水井(1)；所述水泵组经进口总管(3)从吸水井处取水，并以与稳压罐(6)并联的出口总管(7)向反应池输出水，所述水泵组的输出端和输入端均设有与控制台相连的压力传感器(2)；所述出口总管处设有与控制台相连的压力开关(5)。
所述控制台包括人机界面、电脑分析平台和与变频器相连的PLC控制器；所述人机界面能在控制台运行时实时显示PLC采集的传感器数据、水泵组的运行状态和运行曲线；
所述压力开关为继电器型开关；当水泵组工况异常使出口总管压力异常时，压力开关传递压力异常信号给PLC控制器，使PLC控制器控制水泵组停机或降转速运行；
所述低水位传感器为设于进口总管处的继电器型开关；当水源水位低时，低水位传感器传递低水位信号给PLC控制器，使PLC控制器控制水泵组停止运行；当水源水位恢复正常时，低水位传感器传递水位正常信号给PLC控制器，使PLC控制器控制水泵组恢复运行；
所述变频器通过改变变频泵电源频率来控制变频泵的电机电压以控制其工况，变频泵与变频器一一对应以实现水泵组的全工况变频调速运行；所述变频器设有可对变频泵的转速、功率、电流进行数据采集的检测模块。
本发明的有益效果在于：
(1)提供了取水工程同型并联全变频水泵的最优运行方式和节能控制方法，节能效果显著、效率高，可节约电费支出；
(2)针对实际情况提供了3种计算方法，满足用户的各种计算需要；
(3)变频调速的智能水泵组其系统运行稳定，水压稳定，系统可靠性高。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
附图1是本发明的示意图；
图中：1-吸水井；2-压力传感器；3-进口总管；4-变频泵；5-压力开关；6-稳压罐；7-出口总管；8-低水位传感器；9-变频器；10-控制台。
具体实施方式
如图所示，一种取水工程中使用的并联全变频水泵组的节能控制方法，所述水泵组包括N个并联设置的同型号变频泵(4)，所述N个变频泵分别由N个变频器(9)控制，所述变频器与控制台(10)相连；所述取水工程的输水环境类型为管道水阻高且净扬程可忽略、管道水阻可忽略且净扬程高、管道水阻高且净扬程高中的任一种；
所述节能控制方法包括以下步骤；
步骤一、启动部分或全部变频泵，使之形成变频泵组合，设置各变频泵的调速比大于0.4，在39Hz-53Hz的频率范围内，按预设步长同步调节各变频泵的频率，每次调节后测试水泵组的水量、电机功率、电量参数，计算出电耗参数，根据测量及计算的数据绘制，得到当前变频泵组合下，水泵组的性能曲线；
步骤二、遍历N个变频泵所能形成的所有变频泵组合，重复执行步骤一所述方法，得到各种变频泵组合下的水泵组的性能曲线；
步骤三、判定取水工程的输水环境类型；
步骤四、设各变频泵转速相同，以控制台的电脑分析平台求解各变频泵组合方式的最优解；
步骤五、通过控制台控制水泵组内的各变频泵按最优解进行组合工作。
当调速比大于0.4时，所述变频泵的水泵电机可保持电机效率基本不变；当调速比大于0.6时，所述变频器的变频器效率可稳定在90％以上；在步骤一中，在39Hz-53Hz的频率范围内，按0.5Hz的预设步长间隔调节变频泵的工作频率；步骤一中具体测试的步骤为；
步骤A1、启动并联的变频泵，并设定其变频器固定在预设的相同频率下保持运行，待运行稳定后，记录该工况点时的变频泵时水量、电机功率及电量等参数；
步骤A2、以0.5Hz为步长调整各台变频器频率，使水泵组在另一个频率下稳定运行，重复步骤A1直至完成39Hz-53Hz共29个频率的测试；
步骤A3、整理测试得到数据，并结合水泵组的日常系统运行数据，修正测试数据中的偏差值，得到测试结果，并根据测试结果，绘制出单台变频泵的相应流量-扬程、流量-效率的拟合曲线。
在步骤一中，
Figure BDA0002675902290000081
n-调频后的水泵转速
n0-水泵的额定转速；
所拟合的单台变频泵的流量-扬程、流量-效率曲线n次多项式方程的形式如下：
Figure BDA0002675902290000082
Figure BDA0002675902290000083
其中，Q为变频泵流量，m3/h；H为变频泵扬程，m；η为变频泵效率％；an,bn为拟合曲线的系数。
所述取水工程通过水泵组从水源取水并把水送至反应池；
当输水环境类型为管道水阻高且净扬程可忽略时，水源与反应池高程相近且距离较远；
当输水环境类型为管道水阻可忽略且净扬程高时，水源与反应池高程差较大且距离较近；
当输水环境类型为管道水阻高且净扬程高时，水源与反应池高程差较大且距离较远。
在步骤二中，设各变频泵工作时存在性能差异，取水工程需使用的变频泵的所有组合的数量为
Figure BDA0002675902290000084
种；在步骤四中，把此
Figure BDA0002675902290000085
种变频泵的组合方式和与其对应的输水环境类型的实际工况参量带入最优解数学方程，通过控制台的电脑分析平台对最优解数学方程求解以获得最优解。
当输水环境类型为管道水阻高且净扬程可忽略，水泵组中分别以N1台变频泵并联形成组合N1时，其运行时的最小总轴功率为
Figure BDA0002675902290000091
当水泵组中分别以N2台变频泵并联形成组合N2时，其运行时的最小总轴功率为
Figure BDA0002675902290000092
由公式1、公式2可知，组合N1与组合N2在变频运行工况下运行时，功率差为
Figure BDA0002675902290000093
其中：
Δ-N1台和N2台泵的功率差；
R0-输水管道的水阻系数；
N1、N2-代表N1台变频泵和N2台变频泵；
a、b分别为流量-扬程、流量-效率拟合的基本性能曲线的系数；
根据功率差公式3，对于水阻系数为固定值的取水工程，选择N1台同型号并联全变频泵还是N2台同型号并联全变频泵，有如下判断条件:当Δ＞0，则N1台同型号并联全变频泵的运行功率较小，此时选择N1台变频泵运行系统；当Δ＜0，则N2台同型号并联全变频泵的运行功率较小，此时选择N2台变频泵运行系统。
当输水环境类型为管道水阻可忽略且净扬程高，水泵组中分别以N1台变频泵并联形成组合N1或是以N2台变频泵并联形成组合N2时；
组合N1与组合N2的功率差
Figure BDA0002675902290000101
其中：
Δ-N1台和N2台泵的功率差；
He-变频泵的静扬程；
N1、N2-代表N1台变频泵和N2台变频泵；
a、b分别为流量-扬程、流量-效率拟合的基本性能曲线的系数；
根据以上功率差公式4，对于扬程为固定值的取水工程，选择N1台同型号并联全变频泵还是N2台同型号并联全变频泵，有如下判断条件:当Δ＞0，则N1台同型号并联全变频泵的运行功率较小，此时选择N1台变频泵运行系统；当Δ＜0，则N2台同型号并联全变频泵的运行功率较小，此时选择N2台变频泵运行系统；此时，水泵最优并联运行台数取决于水泵性能曲线和
Figure BDA0002675902290000102
当输水环境类型为管道水阻高且净扬程高，水泵组中分别以N1台变频泵并联形成组合N1或是以N2台变频泵并联形成组合N2时；
组合N1与组合N2的功率差
Figure BDA0002675902290000111
其中：
Δ-N1台和N2台泵的功率差；
R0-输水管道的水阻系数；
He-变频泵的静扬程；
N1、N2-代表N1台变频泵和N2台变频泵；
a、b分别为流量-扬程、流量-效率拟合的基本性能曲线的系数。
根据以上功率差公式5，对于扬程为固定值的水力系统，选择N1台同型号并联全变频泵还是N2台同型号并联全变频泵，有如下判断条件:当Δ＞0，则N1台同型号并联全变频泵的运行功率较小，此时选择N1台变频泵运行系统；当Δ＜0，则N2台同型号并联全变频泵的运行功率较小，此时选择N2台变频泵运行系统。此外，水泵最优并联运行台数取决于水泵性能曲线和
Figure BDA0002675902290000113
和R0。
所述水源为设有与控制台相连的低水位传感器(8)的吸水井(1)；所述水泵组经进口总管(3)从吸水井处取水，并以与稳压罐(6)并联的出口总管(7)向反应池输出水，所述水泵组的输出端和输入端均设有与控制台相连的压力传感器(2)；所述出口总管处设有与控制台相连的压力开关(5)。
所述控制台包括人机界面、电脑分析平台和与变频器相连的PLC控制器；所述人机界面能在控制台运行时实时显示PLC采集的传感器数据、水泵组的运行状态和运行曲线；
所述压力开关为继电器型开关；当水泵组工况异常使出口总管压力异常时，压力开关传递压力异常信号给PLC控制器，使PLC控制器控制水泵组停机或降转速运行；
所述低水位传感器为设于进口总管处的继电器型开关；当水源水位低时，低水位传感器传递低水位信号给PLC控制器，使PLC控制器控制水泵组停止运行；当水源水位恢复正常时，低水位传感器传递水位正常信号给PLC控制器，使PLC控制器控制水泵组恢复运行；
所述变频器通过改变变频泵电源频率来控制变频泵的电机电压以控制其工况，变频泵与变频器一一对应以实现水泵组的全工况变频调速运行；所述变频器设有可对变频泵的转速、功率、电流进行数据采集的检测模块。
本例中，N、N1、N2均为大于1的整数。
实施例：
实例的设计环境：某水厂原水输水系统的吸水井分成2格，每格吸水井平面净尺寸为13.0m×6.Om。吸水井的最高水位3.0m，正常蓄水位0.70m，最低水位-1.0m。输水管出口管中心高程1.1m。絮凝沉淀池稳压配水井的控制水位为6.8m。
根据设计日供水量的要求，水泵原水系统设计日供水量为20万m3/d。设计流速1.70m/s，即设计流量为2.600m3/s，水力坡降2.00‰。
取水系统共有4台水泵(两台大泵、两台小泵)，均为定速泵，大泵28SAP-12，小泵20SAO-10，设计扬程均为37m，设计流量分别为1.22m3/s和0.61m3/s，额定转速分别为740r/min和960r/min，额定轴功率分别为510kW和270kW。
考虑在原有水泵配置不变的情况对泵站进行优化运行计算，以实现并联变频水泵型号相同的水泵组，将两台大泵改造为变频泵，使之输出功率可变以与小泵匹配。
改造后，峰谷分时电价采用国家标准，8:00-12:00，17:00-21:00为波峰；22:00-5:00为波谷；其余以平价计算；平时电价取￥0.6/kW·h，波峰时取￥0.9/kW·h，波谷时取￥0.3/kW·h。经优化操作后可节省约￥8033，节省电费约20％。

Claims (10)

1.一种取水工程中使用的并联全变频水泵组的节能控制方法，其特征在于：所述水泵组包括N个并联设置的同型号变频泵(4)，所述N个变频泵分别由N个变频器(9)控制，所述变频器与控制台(10)相连；所述取水工程的输水环境类型为管道水阻高且净扬程可忽略、管道水阻可忽略且净扬程高、管道水阻高且净扬程高中的任一种；
所述节能控制方法包括以下步骤；
步骤一、启动部分或全部变频泵，使之形成变频泵组合，设置各变频泵的调速比大于0.4，在39Hz-53Hz的频率范围内，按预设步长同步调节各变频泵的频率，每次调节后测试水泵组的水量、电机功率、电量参数，计算出电耗参数，根据测量及计算的数据绘制，得到当前变频泵组合下，水泵组的性能曲线；
步骤二、遍历N个变频泵所能形成的所有变频泵组合，重复执行步骤一所述方法，得到各种变频泵组合下的水泵组的性能曲线；
步骤三、判定取水工程的输水环境类型；
步骤四、设各变频泵转速相同，以控制台的电脑分析平台求解各变频泵组合方式的最优解；
步骤五、通过控制台控制水泵组内的各变频泵按最优解进行组合工作。
2.根据权利要求1所述的一种取水工程中使用的并联全变频水泵组的节能控制方法，其特征在于：当调速比大于0.4时，所述变频泵的水泵电机可保持电机效率基本不变；当调速比大于0.6时，所述变频器的变频器效率可稳定在90％以上；在步骤一中，在39Hz-53Hz的频率范围内，按0.5Hz的预设步长间隔调节变频泵的工作频率；
步骤一中具体测试的步骤为；
步骤A1、启动并联的变频泵，并设定其变频器固定在预设的相同频率下保持运行，待运行稳定后，记录该工况点时的变频泵时水量、电机功率及电量等参数；
步骤A2、以0.5Hz为步长调整各台变频器频率，使水泵组在另一个频率下稳定运行，重复步骤A1直至完成39Hz-53Hz共29个频率的测试；
步骤A3、整理测试得到数据，并结合水泵组的日常系统运行数据，修正测试数据中的偏差值，得到测试结果，并根据测试结果，绘制出单台变频泵的相应流量-扬程、流量-效率的拟合曲线。
3.根据权利要求2所述的一种取水工程中使用的并联全变频水泵组的节能控制方法，其特征在于：在步骤一中，
调速比
Figure FDA0002675902280000021
n-调频后的水泵转速
n0-水泵的额定转速；
所拟合的单台变频泵的流量-扬程、流量-效率曲线n次多项式方程的形式如下：
Figure FDA0002675902280000022
Figure FDA0002675902280000023
其中，Q为变频泵流量，m3/h；H为变频泵扬程，m；η为变频泵效率％；an,bn为拟合曲线的系数。
4.根据权利要求1所述的一种取水工程中使用的并联全变频水泵组的节能控制方法，其特征在于：所述取水工程通过水泵组从水源取水并把水送至反应池；
当输水环境类型为管道水阻高且净扬程可忽略时，水源与反应池高程相近且距离较远；
当输水环境类型为管道水阻可忽略且净扬程高时，水源与反应池高程差较大且距离较近；
当输水环境类型为管道水阻高且净扬程高时，水源与反应池高程差较大且距离较远。
5.根据权利要求4所述的一种取水工程中使用的并联全变频水泵组的节能控制方法，其特征在于：在步骤二中，设各变频泵工作时存在性能差异，取水工程需使用的变频泵的所有组合的数量为
Figure FDA0002675902280000024
种；在步骤四中，把此
Figure FDA0002675902280000025
种变频泵的组合方式和与其对应的输水环境类型的实际工况参量带入最优解数学方程，通过控制台的电脑分析平台对最优解数学方程求解以获得最优解。
6.根据权利要求5所述的一种取水工程中使用的并联全变频水泵组的节能控制方法，其特征在于：
当输水环境类型为管道水阻高且净扬程可忽略，水泵组中分别以N1台变频泵并联形成组合N1时，其运行时的最小总轴功率为
Figure FDA0002675902280000031
当水泵组中分别以N2台变频泵并联形成组合N2时，其运行时的最小总轴功率为
Figure FDA0002675902280000032
由公式1、公式2可知，组合N1与组合N2在变频运行工况下运行时，功率差为
Figure FDA0002675902280000033
其中：
Δ-N1台和N2台泵的功率差；
R0-输水管道的水阻系数；
N1、N2-代表N1台变频泵和N2台变频泵；
a、b分别为流量-扬程、流量-效率拟合的基本性能曲线的系数；
根据功率差公式3，对于水阻系数为固定值的取水工程，选择N1台同型号并联全变频泵还是N2台同型号并联全变频泵，有如下判断条件:当Δ＞0，则N1台同型号并联全变频泵的运行功率较小，此时选择N1台变频泵运行系统；当Δ＜0，则N2台同型号并联全变频泵的运行功率较小，此时选择N2台变频泵运行系统。
7.根据权利要求5所述的一种取水工程中使用的并联全变频水泵组的节能控制方法，其特征在于：当输水环境类型为管道水阻可忽略且净扬程高，水泵组中分别以N1台变频泵并联形成组合N1或是以N2台变频泵并联形成组合N2时；
组合N1与组合N2的功率差
Figure FDA0002675902280000041
其中：
Δ-N1台和N2台泵的功率差；
He-变频泵的静扬程；
N1、N2-代表N1台变频泵和N2台变频泵；
a、b分别为流量-扬程、流量-效率拟合的基本性能曲线的系数；
根据以上功率差公式4，对于扬程为固定值的取水工程，选择N1台同型号并联全变频泵还是N2台同型号并联全变频泵，有如下判断条件:当Δ＞0，则N1台同型号并联全变频泵的运行功率较小，此时选择N1台变频泵运行系统；当Δ＜0，则N2台同型号并联全变频泵的运行功率较小，此时选择N2台变频泵运行系统；此时，水泵最优并联运行台数取决于水泵性能曲线和
Figure FDA0002675902280000042
8.根据权利要求5所述的一种取水工程中使用的并联全变频水泵组的节能控制方法，其特征在于：当输水环境类型为管道水阻高且净扬程高，水泵组中分别以N1台变频泵并联形成组合N1或是以N2台变频泵并联形成组合N2时；
组合N1与组合N2的功率差
Figure FDA0002675902280000051
其中：
Δ-N1台和N2台泵的功率差；
R0-输水管道的水阻系数；
He-变频泵的静扬程；
N1、N2-代表N1台变频泵和N2台变频泵；
a、b分别为流量-扬程、流量-效率拟合的基本性能曲线的系数；
根据以上功率差公式5，对于扬程为固定值的水力系统，选择N1台同型号并联全变频泵还是N2台同型号并联全变频泵，有如下判断条件:当Δ＞0，则N1台同型号并联全变频泵的运行功率较小，此时选择N1台变频泵运行系统；当Δ＜0，则N2台同型号并联全变频泵的运行功率较小，此时选择N2台变频泵运行系统；此外，水泵最优并联运行台数取决于水泵性能曲线和
Figure FDA0002675902280000052
和R0。
9.根据权利要求4所述的一种取水工程中使用的并联全变频水泵组的节能控制方法，其特征在于：所述水源为设有与控制台相连的低水位传感器(8)的吸水井(1)；所述水泵组经进口总管(3)从吸水井处取水，并以与稳压罐(6)并联的出口总管(7)向反应池输出水，所述水泵组的输出端和输入端均设有与控制台相连的压力传感器(2)；所述出口总管处设有与控制台相连的压力开关(5)。
10.根据权利要求9所述的一种取水工程中使用的并联全变频水泵组的节能控制方法，其特征在于：所述控制台包括人机界面、电脑分析平台和与变频器相连的PLC控制器；所述人机界面能在控制台运行时实时显示PLC采集的传感器数据、水泵组的运行状态和运行曲线；
所述压力开关为继电器型开关；当水泵组工况异常使出口总管压力异常时，压力开关传递压力异常信号给PLC控制器，使PLC控制器控制水泵组停机或降转速运行；
所述低水位传感器为设于进口总管处的继电器型开关；当水源水位低时，低水位传感器传递低水位信号给PLC控制器，使PLC控制器控制水泵组停止运行；当水源水位恢复正常时，低水位传感器传递水位正常信号给PLC控制器，使PLC控制器控制水泵组恢复运行；
所述变频器通过改变变频泵电源频率来控制变频泵的电机电压以控制其工况，变频泵与变频器一一对应以实现水泵组的全工况变频调速运行；所述变频器设有可对变频泵的转速、功率、电流进行数据采集的检测模块。
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