CN115306689A - 基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制方法及装置 - Google Patents

Abstract

基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制方法及装置，涉及多泵并联系统控制技术领域，其中该方法包括：确定多个运行泵中的任意两台泵的转速差是否小于或者等于预设转速差值；若否，则保持运行泵的转速为转速均衡运算模块计算的给定转速；若是，获取多个运行泵的电机电流，并计算最小电机电流与次小电机电流之间的电流差；在电流差大于或者等于第一预设电流差值时，增加最小电机电流的运行泵的给定转速；或者在电流差小于第一预设电流差值时，保持运行泵的转速为转速均衡运算模块计算的给定转速。该抑制方法可以避免泵出口水温度上升、叶轮受到汽蚀的问题，进而保持泵组温度适宜，提高设备的可靠性和使用寿命，并且该方法成本低，效果好。

Description

基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制方法及装置

技术领域

本发明涉及多泵并联系统控制技术领域，尤其涉及一种基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制方法及装置。

背景技术

蒸汽动力船舶在使用时必须实时监测锅炉内水位高度，过低或过高的水位会造成干锅或满水现象，对船舶动力系统产生严重影响，甚至会危及船舶安全。船用锅炉给水系统由给水泵、止回阀以及控制系统组成，其中给水泵有定速泵和变速泵之分，变速泵可为电动给水泵或汽轮给水泵，在多给水泵并联系统中，多定速泵、多电动给水泵、多汽轮机水泵或混合类型给水泵组合在船舶锅炉系统中均有使用案例。通常情况下，在给水泵出口处设置有防止给水回流的截止止回阀，在给水泵出口水压力达到一定量值时，止回阀打开，给水泵为锅炉正常供水。

在多给水泵并联配置的锅炉给水系统中，给水泵、止回阀等部件的性能一致性难以保证，设备加工工艺、材料性能、设备安装位置、电网/蒸汽波动、控制系统信号等环节的差异均导致给水支路的工作性能具有一定的分散性。多给水泵并联系统相关设备的性能分散性，会导致在并车运行过程中某一台或多台给水泵的出口压力低，使得止回阀无法正常开启，进而导致给水泵出口水温度急剧上升，造成给水泵叶轮汽蚀，损坏给水泵。为解决该问题，常见的解决措施如下：

1、调整设备性能参数。为使各支路工作性能分散性减低，需调整各关联设备的性能参数，如加强给水泵之间的性能一致性，对叶轮进行加工改造；或者加强止回阀的性能一致性，调整阀芯、弹簧的参数等。加强设备性能参数的一致性，涉及装置的加工改造，改造后的设备还需重新进行试验验证，并不断进行参数计算——加工——试验——加工——试验……等循环验证过程，整个周期较长。另外，还可能会出现对设备加工改造过度的情况，这将对设备带来不可恢复性损伤，危害设备安全。

2、配置回流管。通过在给水泵出口与入口之间设置回流管，当止回阀异常关闭时，给水泵的出口水有一部分会回流到给水泵的入口，进而降低给水泵的出口水温度与压力，避免损坏给水泵，危害锅炉给水系统安全。但是，回流管的设置需要一定的物理空间，船舶锅炉系统所处位置通常空间狭小，管路布置困难，且增设的给水回流管，会降低给水量，影响给水效率。

3、增设回流管控制系统。在回流管中增加可控回流阀，当给水泵运行时，若检测到给水泵出口的止回阀异常关闭，则打开回流阀；若止回阀正常开启，则关闭回流阀。配置回流管或在回流管增设可控回流阀，在给水泵出口止回阀无法开启时，使给水泵空转，无法为系统提供有效供水，增加系统功耗，同时总体供水量无法达到目标值，影响锅炉安全。

综上所述，在现有的多给水泵并联系统中针对支路工作性能分散性的解决方案中，存在设备加工复杂、需现场施工等问题，同时还有经济性差、系统改造周期长等缺点。

发明内容

本发明提供一种基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制方法及装置，用以弥补现有技术中多泵并联系统前期的设计缺陷，同时解决各支路性能分散性抑制措施存在设备加工复杂、经济性差、系统改造周期长等问题。

本发明提供一种基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制方法，包括：

步骤S100、确定多个运行泵中的任意两台泵的转速差是否小于或者等于预设转速差值；

步骤S200、若否，则保持所述运行泵的转速为转速均衡运算模块计算的给定转速；若是，则获取多个所述运行泵的电机电流，并计算最小电机电流与次小电机电流之间的电流差；

步骤S300、在所述电流差大于或者等于第一预设电流差值时，增加最小电机电流的运行泵的给定转速；或者

在所述电流差小于第一预设电流差值时，保持所述运行泵的转速为所述转速均衡运算模块计算的给定转速。

根据本发明提供的一种基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制方法，所述增加最小电机电流的运行泵的给定转速，进一步包括：

基于预设的转速增加规则在所述转速均衡运算模块计算的给定转速的基础上逐步增加转速，直至所述电流差小于或者等于第二预设电流差值，并保持当前的转速运行。

根据本发明提供的一种基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制方法，在所述增加最小电机电流的运行泵的给定转速之后，还包括：

确定多个所述运行泵中是否存在两台或者两台以上的泵增加给定转速；

若是，则将所述运行泵的转速恢复至所述转速均衡运算模块计算的给定转速，并在延迟第一预设时间后重新获取多个所述运行泵的电机电流，并计算最小电机电流与次小电机电流之间的电流差，跳转执行步骤S300。

根据本发明提供的一种基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制方法，在所述步骤S100之前，还包括：

确定所述多泵并联系统的控制模式是否由手动控制切换为自动控制；

若是，则保持所述运行泵的转速为所述转速均衡运算模块计算给定转速，并在延迟第二预设时间后跳转执行步骤S100；

若否，则跳转执行步骤S100。

根据本发明提供的一种基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制方法，在所述步骤S100之前，还包括：

确定所述运行泵的组合方式是否变化；

若是，则保持所述运行泵的转速为所述转速均衡运算模块计算的给定转速，并在延迟第三预设时间后跳转执行步骤S100；

若否，则跳转执行步骤S100。

根据本发明提供的一种基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制方法，所述获取多个所述运行泵的电机电流，并计算最小电机电流与次小电机电流之间的电流差，进一步包括：

连续实时采集每台所述运行泵的电机电流信号，并将采集到的所述运行泵的电机电流信号缓存到对应的缓冲区中；

对每个所述缓冲区中最新采集的n组电机电流信号进行滤波处理，计算对应的运行泵的电机电流；

确定最小电机电流与次小电机电流，并计算两者的电流差。

根据本发明提供的一种基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制方法，所述对所述缓冲区中最新采集的n组运行泵的电机电流信号数据进行滤波处理，计算所述运行泵的电机电流，进一步包括：

在第j支路的泵的缓冲区中，最新采集的n组电机电流信号数据分别为{I_j0，I_j1，I_j2，……，I_jn-1}，其中I_j0表示当前采集的电机电流值，I_jn-1表示前n-1次采集的电机电流值，n为大于1的正整数；

确定n组电机电流信号数据中的最大电流值I_jmax和最小电流值I_jmin；

基于平滑滤波的方式，第j支路的泵的电机电流的计算式如下：

其中，I_jmean为第j支路的泵的电机电流，I_ji为第i次采集的电机电流值，I_jmax为最大电流值，I_jmin为最小电流值。

根据本发明提供的一种基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制方法，在所述步骤S100之前，还包括：

确定多个所述运行泵中转速最大的泵和转速最小的泵；

若所述转速最大的泵和所述转速最小的泵的转速差大于所述预设转速差值，则基于预设调节参数降低所述转速最大的泵的给定转速，并增加所述转速最小的泵的给定转速；

重复以上步骤，直至多个运行泵中的任意两台泵的转速差小于或者等于预设转速差值。

本发明还提供一种基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制装置，包括：

转速差确定模块，确定多个运行泵中的任意两台泵的转速差是否小于或者等于预设转速差值；

转速差判断模块，若否，则保持所述运行泵的转速为转速均衡运算模块计算的给定转速；若是，则获取多个所述运行泵的电机电流，并计算最小电机电流与次小电机电流之间的电流差；

转速调节模块，在所述电流差大于或者等于第一预设电流差值时，增加所述运行泵的给定转速；或者在所述电流差小于第一预设电流差值时，保持所述运行泵的转速为所述转速均衡运算模块计算的给定转速。

根据本发明提供的一种基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制装置，还包括：

数据存储模块，用于存储所述运行泵的转速控制信号、转速反馈信号、电机电流信号、运行泵自动控制信号以及总管调节阀压差信号。

本发明提供的基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制方法及装置，其中该方法通过在多个运行泵的转速达到均衡之后，检测多个运行泵的电机电流，并计算最小电机电流与次小电机电流之间的电流差，若电流差大于或者等于第一预设电流差值，则该止回阀处于关闭状态，此时通过提高该泵的转速即可提高该泵的出口扬程，进而提高止回阀的进出口压差，当高于止回阀的静态阻力时，止回阀即可开启；若电流差小于第一预设电流差值，则该止回阀处于打开状态，该支路运行正常，此时保持当前的转速即可。该基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制方法可以避免运行泵长时间空转运行所导致的泵出口水温度上升，叶轮受到汽蚀的问题，进而保持泵组温度适宜，提高设备的可靠性和使用寿命，并且该方法无需进行设备或者管路的改动，能够及时投入使用，成本低，效果好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明提供的基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制方法的流程示意图；

图2是本发明提供的锅炉给水系统的工艺原理图；

图3是本发明提供的转速增加的滞环曲线示意图；

图4是本发明提供的给水泵转速控制系统的示意图；

图5是本发明提供的电子设备的结构示意图；

附图标记：

1：给水泵；2：转速测量仪；3：止回阀；4：电机电流测量仪；5：给水调节阀；6：锅炉；7：压差测量仪；810：处理器；820：通信接口；830：存储器；840：通信总线。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请实施例中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列部件或单元的系统、产品或设备没有限定于已列出的部件或单元，而是可选地还包括没有列出的部件或单元，或可选地还包括对于这些产品或设备固有的其它部件或单元。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

图2示出了锅炉给水系统的工艺原理图，锅炉给水系统是一种典型的多泵并联系统，其包含了多条并联的给水支路，各给水支路分别布置有一台给水泵1和一个止回阀3，多个止回阀3的出口均通过桥管来连通。工艺流程具体为：给水总管里的给水先分配至各给水支路中，经过给水泵增压后，再汇总进入给水调节阀5，经过给水调节阀5调节给水量后，最终进入锅炉6，转变成蒸汽提供动力。本实施例主要以多给水泵并联系统为例进行说明，其他的多泵并联系统与之类似，不再赘述。

现有的给水控制流程具体为：各给水支路中给水泵1的转速跟踪给水调节阀5的进出口压差，当给水调节阀5的进出口压差低于第一设定阈值时，则各给水支路中给水泵1的转速将增大；当给水调节阀5的进出口压差高于第二设定阈值时，则各给水支路中给水泵1的转速将减小；当给水调节阀5的进出口压差保持在第一设定阈值与第二设定阈值之间时，给水泵1的转速保持不变。同时，还将控制各运行的给水泵1的转速差保持在较小范围内，使得各给水泵1运行转速均衡，此处可以采用转速均衡运算模块(属于系统现有的控制模块)，基于PID控制算法，计算出各给水泵的给定转速信号，再通过给水泵转速给定信号AO转换模块转换为(4～20)mA电流信号给各给水泵1。其中，给水泵1的转速可以通过转速测量仪2进行测量，给水调节阀5的进出口压差可以通过压差测量仪7进行测量。

在实际使用的过程中，尤其是在多泵并联运行时，由于相关设备的性能分散性，会导致某一台或多台给水泵1的出口压力低，即止回阀3的进口压力低，而各止回阀3的出口压力相同，则止回阀3的进出口压差变小，可能导致止回阀3出现非正常关闭。

在使用离心泵的给水系统中，离心泵出口的止回阀3关小后，由于扬程不变，流量减少，那么泵的电流减小，如果是止回阀3全关则电流最小，但略大于空转。给水支路流量能够直接反映出止回阀3的状态，当流量很小或接近0时，表示止回阀3处于关闭状态，否则表示止回阀3处于开启状态。若直接使用流量检测装置检测给水泵1的出口流量，则通常需要一定长度的直管段来安装节流装置，由于船用环境下空间有限，给水泵1出口至并联桥管之间的管道长度较短，安装流量计存在困难，因此直接检测流量存在一定难度。若通过检测给水泵1前后压差的方式，也能够部分表征止回阀3的启闭状态，但当止回阀3开启后，压差值无法简单的判断，在跟踪止回阀3压差控制过程中止回阀3开启时的压差阈值无法精确设置，同时经过止回阀3后，管道中的给水呈紊流状态，压差测点虽远离止回阀3，但是测量结果的波动仍然较大，影响对给水止回阀3状态的判断。

在给水系统中，给水泵1的电机功率P₁计算如下：

其中，P₀为泵的轴功率，又叫输入功率，即电动机传到给水泵轴上的功率；

P_e为泵的有效功率，又叫输出功率，即单位时间输出介质从泵中获得的有效能量；

ρ为给水泵输送介质的密度(kg/m³)，为简化处理，给水泵输送的水密度可按照1000kg/m³计算；

Q为泵的流量(m³/s)；

H为泵的扬程(m)，一般不含管道水流受摩擦阻力而引起的损失扬程；

g为中立加速度(m/s²)，一般条件下可计为9.8m/s²；

k为电动机的安全系数，一般取1.1～1.3；

η为泵的效率，泵的有效功率与轴功率只比。

根据上述公式可知，给水泵1的出口流量Q与给水泵1的电机功率P₁之间的关系正相关，即：

P₁～Q

针对三相异步电机，有功功率P计算如下：

其中Φ为电压与电流之间的相位差，cosΦ叫做功率因素。

综合上述公式，给水泵1的电机功率与电流之间成正比例关系，进而得知给水泵1的电机电流与给水泵1的出口流量Q之间关系为正相关，即：

I～Q

因此，给水泵1出口流量的下降，会导致电动机电流的降低。值得注意的是，由于电动机空载情况下也会消耗一部分电流，因此流量为0时，电流不为0。变频给水泵通常由变频器驱动电动机，载有电动机驱动泵体，因此，当并联给水支路中某一支路变频器电流降低可判断出给水流量降低，该支路上的止回阀3可能出现非正常关闭的情况。

在锅炉给水系统中，给水泵1的出口扬程与给水泵1的转速之间成二次方关系：

由上式可知，通过提高给水泵1的转速可提高给水泵1的出口扬程，且较小的转速增量可使给水泵1的出口扬程以二次方的增量大幅提高。因此，通过提高给水泵1的出口压力可使止回阀3的进出口压差增大，当止回阀3的进出口压差高于止回阀3的静态阻力时，止回阀3即可开启，进而保持个给水支路正常运行，对支路性能的分散性进行抑制。

如图1所示，本发明实施例提供的一种基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制方法，包括：

步骤S100、确定多个运行泵中的任意两台泵的转速差是否小于或者等于预设转速差值。

具体地，获取当前时刻正在运行的所有泵的转速，再通过比较，确定其中转速最大和转速最小的泵，求取两者的转速差，该转速差即为当前时刻的所有运行泵之间的最大转速差，再将该最大转速差与预设转速差值进行比较，判断是否小于或者等于预设转速差值。其中，预设转速差值可以根据用户需求进行设定。

步骤S200、若否，则保持运行泵的转速为转速均衡运算模块计算的给定转速；若是，则获取多个运行泵的电机电流，并计算最小电机电流与次小电机电流之间的电流差。

具体地，若最大转速差大于预设转速差值，则表明当前时刻各运行泵的转速还未达到均衡状态，此时需要优先满足转速的均衡性要求，因而运行泵接收的转速信号为转速均衡运算模块输出的给定转速信号，此时的给定转速会根据当前所有运行泵的整体运行状态进行动态调节，转速偏大的泵则控制减小转速，转速偏小的泵则控制增大转速，直至所有运行泵的转速达到均衡状态，即任意两台运行泵的转速差小于或者等于预设转速差值。

若最大转速差小于或者等于预设转速差值，则表明当前时刻各运行泵的转速已经达到均衡状态，而由于各支路性能存在不一致性和分散性，在转速相当的情况下，可能会存在一台或者多台泵的出口压力偏低，进而导致止回阀3出现非正常关闭，使得泵出现空转。为了避免上述情况的发生，需要对出口压力偏低的泵的转速进行适当的提升，来抑制支路性能分散性。本实施例中主要通过安装于泵电机的电机电流测量仪4来检测获取运行泵的电机电流，确定最小电机电流和次小电机电流，并求取二者的电流差，进而根据电流差的大小来判断最小电机电流的运行泵的出口压力是否偏低。通常在各运行泵的转速已经达到均衡状态时，若各支路止回阀3均正常开启，则各运行泵的电机电流应该相差不大；若某支路的止回阀3出现非正常关闭，则该支路上的运行泵的电机电流将降低，因而该运行泵的电机电流应该最小，且与其他运行泵的电机电流将会出现较大的电流差。

步骤S300、在电流差大于或者等于第一预设电流差值时，增加运行泵的给定转速；或者在电流差小于第一预设电流差值时，保持运行泵的转速为转速均衡运算模块计算的给定转速。

具体地，若电流差大于或者等于第一预设电流差值，则表明最小电机电流的运行泵对应的止回阀3可能出现非正常关闭，因而需要增加该运行泵的给定转速，即最小电机电流的运行泵接收的转速信号在转速均衡运算模块输出的给定转速信号的基础上增加一定的转速增量，转速增量可以根据用户需求以及系统特性来综合设定，其可以是固定增量或者可变增量，此处不作具体限制。第一预设电流差值也可以根据用户需求来定义。

若电流差小于第一预设电流差值，则表明止回阀3处于正常开启的状态，该支路运行正常，此时保持运行泵的当前给定转速即可。

本实施例提供的基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制方法，通过在多个运行泵的转速达到均衡之后，检测多个运行泵的电机电流，并计算最小电机电流与次小电机电流之间的电流差，若电流差大于或者等于第一预设电流差值，则该止回阀3处于关闭状态，此时通过提高该泵的转速即可提高该泵的出口扬程，进而提高止回阀3的进出口压差，当高于止回阀3的静态阻力时，止回阀3即可开启；若电流差小于第一预设电流差值，则该止回阀3处于打开状态，该支路运行正常，此时保持当前的转速即可。该基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制方法可以避免运行泵长时间空转运行所导致的泵出口水温度上升，叶轮受到汽蚀的问题，进而保持泵组温度适宜，提高设备的可靠性和使用寿命，并且该方法无需进行设备或者管路的改动，能够及时投入使用，成本低，效果好。

进一步地，在步骤S300中，增加最小电机电流的运行泵的给定转速具体包括：

基于预设的转速增加规则在转速均衡运算模块计算的给定转速的基础上逐步增加转速，直至电流差小于或者等于第二预设电流差值，并保持当前的转速运行。

具体地，预设的转速增加规则可以由用户设定，可以采用PID控制算法，也可以采用线性递增的方法，逐步调节运行泵的转速，使得电流差逐渐增小，直至小于或者等于第二预设电流差值。其中，第二预设电流差值小于第一预设电流差值，形成一个滞环控制区间。

如图3所示，I_x表示第一预设电流差值，I_y表示第二预设电流差值，具体的变化区间：(1)A→C：运行泵保持给定转速，最小电机电流的运行泵的电流逐渐减小，因此电流差变大，最小电机电流的运行泵所对应的止回阀3可能出现非正常关闭；(2)C→D：电流差等于第一预设电流差值I_x，最小电机电流的运行泵开始增加转速；(3)D→E为惯性区段，电流差由于惯性以及响应延时，还会变小；(4)E→F，最小电机电流的运行泵持续增加转速，电流差逐渐变小；(5)F→B：电流差等于第二预设电流差值I_y，最小电机电流的运行泵停止增加转速，并保持当前转速运行。

通过设置滞环区间，使得增加转速的调节过程不会由于输入(电流差)的微小波动，造成输出(增加转速)的频繁切换，利用响应的迟滞去包容环境的波动。

更进一步地，在增加最小电机电流的运行泵的给定转速之后，还包括：

确定多个运行泵中是否存在两台或者两台以上的泵增加给定转速；

若是，则将最小电机电流的运行泵的转速恢复至转速均衡运算模块计算的给定转速，并在延迟第一预设时间后重新获取多个运行泵的电机电流，并计算最小电机电流与次小电机电流之间的电流差，跳转执行步骤S300。

具体地，当多泵并联系统中的一台运行泵增加了转速之后，则可能造成其他运行泵的出口压力偏低，进而触发两台或者以上的泵执行增加转速的步骤，最后形成多台泵交替增减转速，也就是轮流抢负荷的不利情况，此情况在两台泵并联运行时出现的几率较大，通常为电机电流最小和次小的两个运行泵。为了避免上述情况的发生，则当两台或以上的泵需要增加给定转速时，即在第一条支路增加转速之后，又检测到第二条支路的电机电流偏低，可能触发增加转速的步骤，此时将第一条支路的运行泵的转速恢复至转速均衡运算模块计算的给定转速，因此第一条支路和第二条支路中的运行泵的转速相当，均保持给定转速(即转速均衡运算模块输出的给定转速信号)。

通过恢复第一条支路中的运行泵至给定转速，使得两条支路中的运行泵重新回到均衡状态，然后再等待第一预设时间后获取位于运行泵的出口处的止回阀的进出口所有运行泵的电机电流，再计算电流差，跳转执行步骤S300，进而避免进入多台泵交替增减转速的不利循环中。

在上述实施例的基础上，在步骤S100之前，还包括：

确定多泵并联系统的控制模式是否由手动控制切换为自动控制；

若是，则保持运行泵的转速为转速均衡运算模块计算的给定转速，并在延迟第二预设时间后跳转执行步骤S100；若否，则跳转执行步骤S100。

具体地，在多泵并联系统的控制模式由手动控制切换为自动控制时，各运行泵可能还未达到均衡状态，因此先保持给定转速运行，不额外增加转速，经过第二预设时间后再执行步骤S100，防止系统误判。

在上述实施例的基础上，在步骤S100之前，还包括：

确定运行泵的组合方式是否变化；

若是，则保持运行泵的转速为转速均衡运算模块计算的给定转速，并在延迟第三预设时间后跳转执行步骤S100；若否，则跳转执行步骤S100。

具体地，在运行泵的组合方式发生变化时，例如由1#泵和2#泵投入运行变化为1#泵和3#泵投入运行时，涉及3#泵的启动，而在3#泵的启动过程中，其对应的止回阀3为关闭状态，此时属于正常关闭，为了防止系统误判，在泵的启动过程中不额外增加转速，先保持给定转速运行，经过第三预设时间后再执行步骤S100。此外，运行泵的组合方式还可以发生连锁启动、增加运行泵或者减少运行泵等变化，发生上述变化时，运行泵均保持转速均衡运算模块计算的给定转速运行，不额外增加转速，再经过第三预设时间后执行步骤S100。

在上述实施例的基础上，在步骤S200中，获取多个运行泵的电机电流，并计算最小电机电流与次小电机电流之间的电流差，进一步包括：

步骤S210：连续实时采集每台运行泵的电机电流信号，并将采集到的电机电流信号缓存到对应的缓冲区中。

步骤S220：对每个缓冲区中最新采集的n组电机电流信号进行滤波处理，计算对应的运行泵的电机电流。具体地，滤波处理可以采用中位值滤波、算数平均滤波、递推平均滤波、中位值平均滤波等。本实施例以中位值平均滤波为例进行说明。

具体地，步骤S220进一步包括：

步骤S221：在第j支路的泵的缓冲区中，最新采集的n组电机电流信号数据分别为{I_j0，I_j1，I_j2，……，I_jn-1}，其中I_j0表示当前采集的电机电流值，I_jn-1表示前n-1次采集的电机电流值，n为大于1的正整数；

步骤S222：确定n组电机电流信号数据中的最大电流值I_jmax和最小电流值I_jmin；

步骤S223：基于平滑滤波的方式，第j支路的泵的电机电流的计算式如下：

其中，I_jmean为第j支路的泵的电机电流，I_ji为第i次采集的电机电流值，I_jmax为最大电流值，I_jmin为最小电流值。

利用中位值平均滤波的处理，去掉电流差中的最小值和最大值，然后计算n-2个数据的算术平均值，其融合了中位值滤波和算数平均滤波两种算法的优点，可消除对于偶然出现的干扰偏差。此外，还可以去掉电流差中的次大值、次次大值……，去除次小值、次次小值……，此处仅为示例，不作限制。

步骤S230：确定最小电机电流与次小电机电流，并计算两者的电流差。电流差的计算式如下：

ΔI_mean＝∣I_jmean1－I_jmean2∣

其中，I_jmean1为最小电机电流，I_jmean2为次小电机电流。

在上述实施例的基础上，在步骤S100之前，还包括转速均衡运算：

步骤S010：确定多个运行泵中转速最大的泵和转速最小的泵。具体地，可以通过枚举法或者逐一比对的方式确定，还可以将泵的多种运行信息进行数字化编码，再将所有运行泵的综合信息编码进行组合，求解综合信息数据的最大值或最小值，就可以直接确定转速最大的泵和转速最小的泵，在泵的数量较多时，该方法的计算量相对更小，更有利于程序编写，且不容易漏项，此方法为现有技术，此处不再赘述。

步骤S020：若转速最大的泵和转速最小的泵的转速差大于预设转速差值，则基于预设调节参数降低转速最大的泵的给定转速，并增加转速最小的泵的给定转速。具体地，预设调节参数可以由用户自行设置，例如可以采用线性递增/递减，或者基于PID算法等等，此处不作限制。

步骤S030：重复以上步骤，直至多个运行泵中的任意两台泵的转速差小于或者等于预设转速差值。

本发明还提供一种基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制装置，包括：

转速差确定模块，确定多个运行泵中的任意两台泵的转速差是否小于或者等于预设转速差值；

转速差判断模块，若否，则保持运行泵的给定转速；若是，则获取多个运行泵的电机电流，并计算最小电机电流与次小电机电流之间的电流差；

转速调节模块，在电流差大于或者等于第一预设电流差值时，增加运行泵的给定转速；或者在电流差小于第一预设电流差值时，保持运行泵的转速为转速均衡运算模块计算的给定转速。

该基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制装置还可以包括：

数据存储模块，用于存储运行泵的转速控制信号、转速反馈信号、电机电流信号、运行泵自动控制信号(开关量信号)以及总管调节阀(例如给水调节阀5)压差信号等重要参数，通过过程控制装置运行数据存储方法，在有限的存储空间中将给水控制系统的重要参数进行存储，能够下载数据并可对运行泵的运行状态进一步分析，其中该过程控制装置运行数据存储方法属于现有技术，此处不再赘述。

如图4所示，在上述实施例的基础上，作为又一种优选的实施方式，本发明还提供一种包含基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制装置的给水泵转速控制系统，其中增转速控制模块即为多泵并联系统的支路性能分散性抑制装置。该给水泵转速控制系统由转速均衡运算模块、n个增转速控制模块以及n个给水泵给定信号AO转换模块组成，其中n的取值与给水泵1的数量相同。首先，在各给水泵1还未达到均衡状态之前，转速均衡运算模块基于PID控制算法，计算出各给水泵1的给定转速信号，增转速控制模块输出的转速增量信号为0，通过给水泵转速给定信号AO转换模块转换为(4～20)mA电流信号给各给水泵1，此时给水泵1直接以给定转速运行。然后，当各给水泵1达到均衡状态时，若最小电机电流与次小电机电流之间的电流差大于或者等于第一预设电流差值，则最小电机电流的给水泵1支路对应的增转速控制模块输出适当的转速增量信号，在给定转速的基础上相应地增加该支路上的给水泵1的转速，其余支路的给水泵1则继续保持给定转速运行。

图5示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)810、通信接口(Communications Interface)820、存储器(memory)830和通信总线840，其中，处理器810，通信接口820，存储器830通过通信总线840完成相互间的通信。处理器810可以调用存储器830中的逻辑指令，以执行上述各实施例提供的基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制方法，该方法包括：

确定多个运行泵中的任意两台泵的转速差是否小于或者等于预设转速差值；

若否，则保持运行泵的给定转速；若是，则获取多个运行泵的电机电流，并计算最小电机电流与次小电机电流之间的电流差；

在电流差大于或者等于第一预设电流差值时，增加最小电机电流的运行泵的给定转速；或者在电流差小于第一预设电流差值时，保持运行泵的转速为转速均衡运算模块计算的给定转速。

此外，上述的存储器830中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各实施例所提供的基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制方法，该方法包括：

确定多个运行泵中的任意两台泵的转速差是否小于或者等于预设转速差值；

若否，则保持运行泵的给定转速；若是，则获取多个运行泵的电机电流，并计算最小电机电流与次小电机电流之间的电流差；

在电流差大于或者等于第一预设电流差值时，增加最小电机电流的运行泵的给定转速；或者在电流差小于第一预设电流差值时，保持运行泵的转速为转速均衡运算模块计算的给定转速。

又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制方法，该方法包括：

确定多个运行泵中的任意两台泵的转速差是否小于或者等于预设转速差值；

若否，则保持运行泵的给定转速；若是，则获取多个运行泵的电机电流，并计算最小电机电流与次小电机电流之间的电流差；

在电流差大于或者等于第一预设电流差值时，增加最小电机电流的运行泵的给定转速；或者在电流差小于第一预设电流差值时，保持运行泵的转速为转速均衡运算模块计算的给定转速。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制方法，其特征在于，包括：

步骤S100、确定多个运行泵中的任意两台泵的转速差是否小于或者等于预设转速差值；

步骤S200、若否，则保持所述运行泵的转速为转速均衡运算模块计算的给定转速；若是，则获取多个所述运行泵的电机电流，并计算最小电机电流与次小电机电流之间的电流差；

步骤S300、在所述电流差大于或者等于第一预设电流差值时，增加最小电机电流的运行泵的给定转速；

或者在所述电流差小于第一预设电流差值时，保持所述运行泵的转速为所述转速均衡运算模块计算的给定转速。

2.根据权利要求1所述的基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制方法，其特征在于，所述增加最小电机电流的运行泵的给定转速，进一步包括：

基于预设的转速增加规则在所述转速均衡运算模块计算的给定转速的基础上逐步增加转速，直至所述电流差小于或者等于第二预设电流差值，并保持当前的转速运行。

3.根据权利要求1所述的基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制方法，其特征在于，在所述增加最小电机电流的运行泵的给定转速之后，还包括：

确定多个所述运行泵中是否存在两台或者两台以上的泵增加给定转速；

若是，则将所述运行泵的转速恢复至所述转速均衡运算模块计算的给定转速，并在延迟第一预设时间后重新获取多个所述运行泵的电机电流，并计算最小电机电流与次小电机电流之间的电流差，跳转执行步骤S300。

4.根据权利要求1所述的基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制方法，其特征在于，在所述步骤S100之前，还包括：

确定所述多泵并联系统的控制模式是否由手动控制切换为自动控制；

若是，则保持所述运行泵的转速为所述转速均衡运算模块计算给定转速，并在延迟第二预设时间后跳转执行步骤S100；

若否，则跳转执行步骤S100。

5.根据权利要求1所述的基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制方法，其特征在于，在所述步骤S100之前，还包括：

确定所述运行泵的组合方式是否变化；

若是，则保持所述运行泵的转速为所述转速均衡运算模块计算的给定转速，并在延迟第三预设时间后跳转执行步骤S100；

若否，则跳转执行步骤S100。

6.根据权利要求1所述的基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制方法，其特征在于，所述获取多个所述运行泵的电机电流，并计算最小电机电流与次小电机电流之间的电流差，进一步包括：

连续实时采集每台所述运行泵的电机电流信号，并将采集到的所述运行泵的电机电流信号缓存到对应的缓冲区中；

对每个所述缓冲区中最新采集的n组电机电流信号进行滤波处理，计算对应的运行泵的电机电流；

确定最小电机电流与次小电机电流，并计算两者的电流差。

7.根据权利要求6所述的基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制方法，其特征在于，所述对所述缓冲区中最新采集的n组运行泵的电机电流信号数据进行滤波处理，计算所述运行泵的电机电流，进一步包括：

在第j支路的泵的缓冲区中，最新采集的n组电机电流信号数据分别为{I_j0，I_j1，I_j2，……，I_jn-1}，其中I_j0表示当前采集的电机电流值，I_jn-1表示前n-1次采集的电机电流值，n为大于1的正整数；

确定n组电机电流信号数据中的最大电流值I_jmax和最小电流值I_jmin；

基于平滑滤波的方式，第j支路的泵的电机电流的计算式如下：

其中，I_jmean为第j支路的泵的电机电流，I_ji为第i次采集的电机电流值，I_jmax为最大电流值，I_jmin为最小电流值。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制方法，其特征在于，在所述步骤S100之前，还包括：

确定多个所述运行泵中转速最大的泵和转速最小的泵；

若所述转速最大的泵和所述转速最小的泵的转速差大于所述预设转速差值，则基于预设调节参数降低所述转速最大的泵的给定转速，并增加所述转速最小的泵的给定转速；

重复以上步骤，直至多个运行泵中的任意两台泵的转速差小于或者等于预设转速差值。

9.一种基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制装置，其特征在于，包括：

转速差确定模块，确定多个运行泵中的任意两台泵的转速差是否小于或者等于预设转速差值；

转速差判断模块，若否，则保持所述运行泵的转速为转速均衡运算模块计算的给定转速；若是，则获取多个所述运行泵的电机电流，并计算最小电机电流与次小电机电流之间的电流差；

转速调节模块，在所述电流差大于或者等于第一预设电流差值时，增加所述运行泵的给定转速；或者在所述电流差小于第一预设电流差值时，保持所述运行泵的转速为所述转速均衡运算模块计算的给定转速。

10.根据权利要求9所述的基于电流差的多泵并联系统性能分散性抑制装置，其特征在于，还包括：

数据存储模块，用于存储所述运行泵的转速控制信号、转速反馈信号、电机电流信号、运行泵自动控制信号以及总管调节阀压差信号。

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