CN113653622A - 一种基于多个空压站压缩空气并网运行的压差补偿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于多个空压站压缩空气并网运行的压差补偿方法，涉及空压站技术领域，包括：空压机上电运行，实时获取空压机的进气流量Lg；从预设的固定压差补偿曲线得到所述进气流量Lg对应的补偿值；根据所述进气流量Lg的转速差修正所述补偿值形成压差修正补偿曲线，以达到消除固定压差补偿曲线下随空气压缩机负载变化带来的补偿数据不适用的现象；根据所述实际频率Ps计算损耗评价指标，将损耗评价指标与预设指标进行比较，根据比较结果和空压机上电运行时间进行推演计算，对空压机的电压值进行补偿，提高了压差补偿的准确性；当空压机通过管道与设备间接连接时，根据间接补偿系数对空压机的电压值进行补偿，提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及空压站技术领域，具体是一种基于多个空压站压缩空气并网运行的压差补偿方法。
背景技术
空压站就是压缩空气站，由空气压缩机、储气罐(分为一级、二级储气罐)、空气处理净化设备、冷干机组成；空气压缩机是指将电能转化为空气动能的一种装置，用于各种需要提供加压空气的场景。
目前的空压站与设备连接的方式可分为直接连接和间接连接，间接连接是通过管体等媒介与设备进行连接；间接连接时，由于涉及管体较长，连接距离较远，往往会产生较大的压力损耗；而且空气压缩机在压缩空气时，由于压缩空气扩散不均匀，也会产生压力损耗，流量越大的空气压缩机压力损耗就越大，空气压缩机压缩的数量越多产生的压力损耗就越大，空气压缩机必须更多的额外做功进行补偿，使得空气压缩机功率消耗增大，同时也会缩短空气压缩机的使用寿命，增加使用成本。
发明内容
为了解决上述方案存在的问题，本发明提供了一种基于多个空压站压缩空气并网运行的压差补偿方法。本发明可以实时的根据转速差自动修正固定压差补偿曲线，以达到消除固定压差补偿曲线下随空气压缩机负载变化带来的补偿数据不适用的现象；并且能够自动判断压差补偿对压缩机频率损耗的实际效果，结合空压机上电运行时间，自动切换以固定转矩补偿曲线或转矩修正补偿曲线或根据空压机上电运行时间确定最终补偿值，提高了压差补偿的准确性。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于多个空压站压缩空气并网运行的压差补偿方法，包括如下步骤：
步骤一：空压机上电运行，实时获取空压机的进气流量Lg；
步骤二：从预设的固定压差补偿曲线得到所述进气流量Lg对应的补偿值；其中补偿值用于对空压机的电压值进行补偿；根据所述进气流量Lg的转速差修正所述补偿值形成压差修正补偿曲线；
步骤三：实时获取所述进气流量Lg相同时刻的空压机实际频率Ps，根据所述实际频率Ps计算损耗评价指标；将所述损耗评价指标与预设指标进行比较，根据比较结果和空压机上电运行时间进行推演计算，对空压机的电压值进行补偿；
步骤四：当空压机通过管道与设备间接连接时，采集设备内部环境信息和管道信息并进行分析，计算得到间接补偿系数，根据间接补偿系数对空压机的电压值进行补偿。
进一步地，步骤三中根据比较结果和空压机上电运行时间进行推演计算，具体步骤为：
S31：若损耗评价指标＜预设指标，则获取空压机上电运行时间，根据空压机上电运行时间从对应的映射关系表确定第一补偿值；其中，数据库中存储有上电运行时间与压差补偿值的映射关系表；根据固定压差补偿曲线确定第二补偿值；根据压差修正补偿曲线确定第三补偿值；
判断空压机上电运行时间是否大于设定时间阈值；若上电运行时间大于设定时间阈值，则依次比较第一补偿值、第二补偿值、第三补偿值，取最低的为最终的补偿值；
若上电运行时间≤设定时间阈值，则取第二补偿值为最终的补偿值；
S32：若损耗评价指标≥预设指标，则先自动选择以固定压差补偿曲线对空压机的电压值进行补偿，若补偿后的损耗评价指标仍然大于预设指标，则选择以所述压差修正补偿曲线进行补偿。
进一步地，其特征在于，步骤四中采集设备内部环境信息和管道信息并进行分析，具体分析步骤为：
获取设备内部环境信息，所述设备内部环境信息包括设备内部的温度信息、湿度信息、体积信息以及气压信息；获取管道信息，所述管道信息包括管道的长度、横截面积以及型号；当空压机开始运行时，采集空压机出风口处的风压；
根据设备内部环境信息、管道信息以及出风口处的风压对空压机的间接补偿系数进行评估；设定若干个间接补偿值阈值，其中，不同的间接补偿值对应的不同的间接补偿系数范围；根据间接补偿系数GB确定对应的间接补偿值；根据间接补偿值对空压机的电压值进行补偿。
进一步地，其中进气流量Lg的转速差计算方式为：获取进气流量Lg相同时刻的空压机实际频率Ps，将实际频率Ps减去预设频率PY得到转速差Pc，即Pc＝Ps-PY。
进一步地，根据所述进气流量Lg的转速差修正所述补偿值形成压差修正补偿曲线，具体包括：
当所述转速差大于0时，对补偿值进行正向修正，以使其增大；
当所述转速差小于0时，对补偿值进行反向修正，以使其减小；
当所述转速差等于零时，对补偿值不进行操作。
进一步地，压差修正补偿曲线上的补偿值处于固定压差补偿曲线上相同进气流量Lg的补偿值的0.8倍到1.2倍之间。
进一步地，其中损耗评价指标的计算方法为：实际频率Ps与预设频率PY之间差值的三次方。
进一步地，还包括：空压机开始以低频运行时，选择以固定压差补偿曲线对空压机的电压值进行补偿，在空压机的实际频率动态稳定在预设频率后，再修正补偿值形成压差修正补偿曲线和计算损耗评价指标。
进一步地，空压机的实际频率动态稳定在预设频率表现为：空压机的实际频率与预设频率的差值处于预设范围内且处于预设范围内的持续时长超过预设时间阈值。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中通过实时获取空压机的进气流量Lg，从预设的固定压差补偿曲线得到进气流量Lg对应的补偿值，根据进气流量Lg的转速差修正补偿值形成压差修正补偿曲线；可以实时的根据转速差自动修正固定压差补偿曲线，以达到消除固定压差补偿曲线下随空气压缩机负载变化带来的补偿数据不适用的现象；
2、本发明中根据所述实际频率Ps计算损耗评价指标，根据损耗评价指标与预设指标的比较结果和空压机上电运行时间进行推演计算，自动切换以固定转矩补偿曲线或转矩修正补偿曲线或根据空压机上电运行时间确定最终补偿值，提高了压差补偿的准确性；
3、本发明在空压机通过管道与设备间接连接时，结合设备内部环境信息、管道信息以及空压机出风口处的风压，计算得到间接补偿系数，根据间接补偿系数对空压机的电压值进行补偿，更加智能化，避免发生空气压缩机由于外接设备引起加载电流或电压不达标，导致操作不便的问题，提高工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种基于多个空压站压缩空气并网运行的压差补偿方法，包括如下步骤：
步骤一：空压机上电运行，实时获取空压机的进气流量Lg；其中，空压机的进气口设置有流量传感器，流量传感器用于实时监测进气口的进气流量Lg；
步骤二：从预设的固定压差补偿曲线得到进气流量Lg对应的补偿值；其中补偿值用于对空压机的电压值进行补偿；
根据进气流量Lg的转速差修正补偿值形成压差修正补偿曲线；需要说明的是：根据空气压缩机内部压力、压缩空气扩散不均匀等变化导致压差补偿曲线变化的影响，可以实时的根据转速差自动修正固定压差补偿曲线，以达到消除固定压差补偿曲线下随空气压缩机负载变化带来的补偿数据不适用的现象。此处的固定压差补偿曲线可通过指定的压差补偿公式计算得出，每个进气流量Lg均能从固定压差补偿曲线中获取到其对应的补偿值；
其中进气流量Lg的转速差计算方式为：获取进气流量Lg相同时刻的空压机实际频率Ps，将实际频率Ps减去预设频率PY得到转速差Pc，即Pc＝Ps-PY；其中，PY为预设值；
具体来说，根据进气流量Lg的转速差修正补偿值形成压差修正补偿曲线，具体包括：
当转速差大于0时，表示此刻的补偿值偏小，需要对补偿值进行正向修正，以使其增大；
当转速差小于0时，表示此刻的补偿值偏大，需要对补偿值进行反向修正，以使其减小；
当所述转速差等于0时，对补偿值不进行操作。
为了防止特殊工况下过度修正导致空压机电压超载，导致修正算法失控现象的发生，压差修正补偿曲线上的补偿值必须处于固定压差补偿曲线上相同进气流量Lg的补偿值的0.8倍到1.2倍之间，即修正后的补偿值处于修正前的补偿值的0.8倍到1.2倍之间；
步骤三：实时获取进气流量Lg相同时刻的空压机实际频率Ps，根据实际频率Ps计算损耗评价指标；将损耗评价指标与预设指标进行比较，根据比较结果和空压机上电运行时间进行推演计算，对空压机的电压值进行补偿；
其中损耗评价指标的计算方法为：实际频率Ps与预设频率PY之间差值的三次方；
S31：若损耗评价指标＜预设指标，则获取空压机上电运行时间，根据空压机上电运行时间确定第一补偿值，数据库中存储有上电运行时间与压差补偿值的映射关系表；其中，根据空压机上电运行时间确定第一补偿值，提高了压差补偿的准确性；
判断空压机上电运行时间是否大于设定时间阈值；若上电运行时间大于设定时间阈值，则根据固定压差补偿曲线确定第二补偿值；则根据压差修正补偿曲线确定第三补偿值；
依次比较第一补偿值、第二补偿值、第三补偿值，取最低的为最终的补偿值；若上电运行时间≤设定时间阈值，则取第二补偿值为最终的补偿值；
S32：若损耗评价指标≥预设指标，则先自动选择以固定压差补偿曲线对空压机的电压值进行补偿，若补偿后的损耗评价指标仍然大于预设指标，则选择以压差修正补偿曲线进行补偿；
其中，该方法还包括：空压机开始以低频运行时，选择以固定压差补偿曲线对空压机的电压值进行补偿，在空压机的实际频率动态稳定在预设频率后，再修正补偿值形成压差修正补偿曲线和计算损耗评价指标；
其中空压机的实际频率动态稳定在预设频率表现为：空压机的实际频率与预设频率的差值处于预设范围内且处于预设范围内的持续时长超过预设时间阈值；
本发明能够根据进气流量Lg的转速差自动修正固定压差补偿曲线的补偿值，实时找到符合当前运行工况的补偿值；同时自动判断压差补偿对压缩机频率损耗的实际效果，结合空压机上电运行时间，自动切换以固定转矩补偿曲线或转矩修正补偿曲线或根据空压机上电运行时间确定最终补偿值，提高了压差补偿的准确性；
其中，该方法还包括：当空压机通过管道与设备间接连接时，采集设备内部环境信息和管道信息并进行分析，计算得到间接补偿系数，根据间接补偿系数对空压机的电压值进行补偿；具体为：
获取设备内部环境信息，设备内部环境信息包括设备内部的温度信息、湿度信息、体积信息以及气压信息；
获取管道信息，管道信息包括管道的长度、横截面积以及型号；
当空压机开始运行时，采集空压机出风口处的风压并标记为FT；
将设备内部的温度信息、湿度信息、体积信息以及气压信息依次标记为T1、X1、M1、Q1；
将管道的长度、横截面积依次标记为C1、H1；设定每种管道型号均有一个对应的预设值，将该管道型号与所有的管道型号进行匹配得到对应的预设值并标记为G1；
利用公式GB＝(0FT×a1+C1×a2+H1×a3)/(G1×b1+T1×b2+X1×b3+M1×b4+Q1×b5)计算得到空压机的间接补偿系数GB；其中a1、a2、a3、b1、b2、b3、b4、b5均为系数因子；
根据间接补偿系数GB确定对应的间接补偿值，具体为：
设定若干个间接补偿值阈值，并标记为Hm，m＝1，2，…，15；且H1＜H2＜…＜H15；其中，不同的间接补偿值对应的不同的间接补偿系数范围；
设定每个间接补偿值阈值均对应一个预设间接补偿系数范围；具体表现为：H1对应的预设间接补偿系数范围为(0，h1]，H2对应的预设间接补偿系数范围为(h1，h2]，…，H15对应的预设间接补偿系数范围为(h14，h15]；其中0＜h1＜h2＜…＜h15；
当GB∈(hm-1，hm]时，则预设间接补偿系数范围对应的间接补偿值阈值为Hm；
根据间接补偿值Hm对空压机的电压值进行补偿；
本发明能够结合设备内部环境信息和管道信息进行分析，根据间接补偿系数空压机的电压值进行补偿，更加智能化，避免发生空气压缩机由于外接设备引起加载电流或电压不达标，导致操作不便的问题，提高工作效率。
上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
本发明的工作原理：
一种基于多个空压站压缩空气并网运行的压差补偿方法，在工作中，首先空压机上电运行，实时获取空压机的进气流量Lg；从预设的固定压差补偿曲线得到进气流量Lg对应的补偿值；根据进气流量Lg的转速差修正补偿值形成压差修正补偿曲线；可以实时的根据转速差自动修正固定压差补偿曲线，以达到消除固定压差补偿曲线下随空气压缩机负载变化带来的补偿数据不适用的现象；
然后实时获取进气流量Lg相同时刻的空压机实际频率Ps，根据实际频率Ps计算损耗评价指标；将损耗评价指标与预设指标进行比较，根据比较结果和空压机上电运行时间进行推演计算，对空压机的电压值进行补偿，本发明能够自动判断压差补偿对压缩机频率损耗的实际效果，结合空压机上电运行时间，自动切换以固定转矩补偿曲线或转矩修正补偿曲线或根据空压机上电运行时间确定最终补偿值，提高了压差补偿的准确性；
当空压机通过管道与设备间接连接时，采集设备内部环境信息和管道信息并进行分析，结合设备内部环境信息、管道信息以及空压机出风口处的风压，计算得到间接补偿系数，根据间接补偿系数对空压机的电压值进行补偿；设定若干个间接补偿值阈值，其中，不同的间接补偿值对应的不同的间接补偿系数范围，根据间接补偿系数GB确定对应的间接补偿值，根据间接补偿值Hm对空压机的电压值进行补偿，更加智能化，避免发生空气压缩机由于外接设备引起加载电流或电压不达标，导致操作不便的问题，提高工作效率。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (9)
1.一种基于多个空压站压缩空气并网运行的压差补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：空压机上电运行，实时获取空压机的进气流量Lg；
步骤二：从预设的固定压差补偿曲线得到所述进气流量Lg对应的补偿值；其中补偿值用于对空压机的电压值进行补偿；根据所述进气流量Lg的转速差修正所述补偿值形成压差修正补偿曲线；
步骤三：实时获取所述进气流量Lg相同时刻的空压机实际频率Ps，根据所述实际频率Ps计算损耗评价指标；将所述损耗评价指标与预设指标进行比较，根据比较结果和空压机上电运行时间进行推演计算，对空压机的电压值进行补偿；
步骤四：当空压机通过管道与设备间接连接时，采集设备内部环境信息和管道信息并进行分析，计算得到间接补偿系数，根据间接补偿系数对空压机的电压值进行补偿。
2.根据权利要求1所述的一种基于多个空压站压缩空气并网运行的压差补偿方法，其特征在于，步骤三中根据比较结果和空压机上电运行时间进行推演计算，具体步骤为：
S31：若损耗评价指标＜预设指标，则获取空压机上电运行时间，根据空压机上电运行时间从对应的映射关系表确定第一补偿值；其中，数据库中存储有上电运行时间与压差补偿值的映射关系表；根据固定压差补偿曲线确定第二补偿值；根据压差修正补偿曲线确定第三补偿值；
判断空压机上电运行时间是否大于设定时间阈值；若上电运行时间大于设定时间阈值，则依次比较第一补偿值、第二补偿值、第三补偿值，取最低的为最终的补偿值；
若上电运行时间≤设定时间阈值，则取第二补偿值为最终的补偿值；
S32：若损耗评价指标≥预设指标，则先自动选择以固定压差补偿曲线对空压机的电压值进行补偿，若补偿后的损耗评价指标仍然大于预设指标，则选择以所述压差修正补偿曲线进行补偿。
3.根据权利要求1所述的一种基于多个空压站压缩空气并网运行的压差补偿方法，其特征在于，步骤四中采集设备内部环境信息和管道信息并进行分析，具体分析步骤为：
获取设备内部环境信息，所述设备内部环境信息包括设备内部的温度信息、湿度信息、体积信息以及气压信息；获取管道信息，所述管道信息包括管道的长度、横截面积以及型号；当空压机开始运行时，采集空压机出风口处的风压；
根据设备内部环境信息、管道信息以及出风口处的风压对空压机的间接补偿系数进行评估；设定若干个间接补偿值阈值，其中，不同的间接补偿值对应不同的间接补偿系数范围；根据间接补偿系数GB确定对应的间接补偿值；根据间接补偿值对空压机的电压值进行补偿。
4.根据权利要求1所述的一种基于多个空压站压缩空气并网运行的压差补偿方法，其特征在于，其中进气流量Lg的转速差计算方式为：获取进气流量Lg相同时刻的空压机实际频率Ps，将实际频率Ps减去预设频率PY得到转速差Pc，即Pc＝Ps-PY。
5.根据权利要求1或4所述的一种基于多个空压站压缩空气并网运行的压差补偿方法，其特征在于，根据所述进气流量Lg的转速差修正所述补偿值形成压差修正补偿曲线，具体包括：
当所述转速差大于零时，对补偿值进行正向修正，以使其增大；
当所述转速差小于零时，对补偿值进行反向修正，以使其减小；
当所述转速差等于零时，对补偿值不进行操作。
6.根据权利要求1所述的一种基于多个空压站压缩空气并网运行的压差补偿方法，其特征在于，压差修正补偿曲线上的补偿值处于固定压差补偿曲线上相同进气流量Lg的补偿值的0.8倍到1.2倍之间。
7.根据权利要求4所述的一种基于多个空压站压缩空气并网运行的压差补偿方法，其特征在于，其中损耗评价指标的计算方法为：实际频率Ps与预设频率PY之间差值的三次方。
8.根据权利要求1所述的一种基于多个空压站压缩空气并网运行的压差补偿方法，其特征在于，还包括：空压机开始以低频运行时，选择以固定压差补偿曲线对空压机的电压值进行补偿，在空压机的实际频率动态稳定在预设频率后，再修正补偿值形成压差修正补偿曲线和计算损耗评价指标。
9.根据权利要求8所述的一种基于多个空压站压缩空气并网运行的压差补偿方法，其特征在于，空压机的实际频率动态稳定在预设频率表现为：空压机的实际频率与预设频率的差值处于预设范围内且处于预设范围内的持续时长超过预设时间阈值。
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Denomination of invention: A pressure difference compensation method based on the grid connected operation of compressed air from multiple air compression stations Effective date of registration: 20231020 Granted publication date: 20220322 Pledgee: Guangdong Hengfu Financial Leasing Co.,Ltd. Pledgor: Guangdong xinzuan Energy Saving Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023980062019 |
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