CN116307390A - 一种风机系统能效现场测评方法及系统 - Google Patents

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CN116307390A CN202310272820.5A CN202310272820A CN116307390A CN 116307390 A CN116307390 A CN 116307390A CN 202310272820 A CN202310272820 A CN 202310272820A CN 116307390 A CN116307390 A CN 116307390A
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杨子跃
王忠东
段梅梅
孔月萍
陈宇沁
瞿亚运
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Abstract

一种风机系统能效现场测评方法及系统，包括以：对风机系统进行前期调研，包括收集风机系统的基础资料和风机现场资料，并根据前期调研结果设置风机系统设置数据采集的测点位置；在待测风机系统现场布置测点，选取能效测试设备采集风机系统的相关数据，并对数据进行优化处理；基于优化处理后的数据进行风机系统的能效指标计算，包括设备层面能效指标和系统层面的能效指标；结合采集的数据以及计算得到的风机系统能效指标进行分析评价，得到风机系统的整体评价结果。本发明能够从风机系统整体层面和各台风机设备层面对风机系统的能效和状态进行评价，使评价结果更全面准确，帮助用户从整体和局部方面了解风机系统的运行状态，有针对性的进行改进。

Description

一种风机系统能效现场测评方法及系统
技术领域
本发明涉及现场能效分析领域，更具体地，涉及一种面向风机系统现场能效测评方法及系统。
背景技术
当前，客户侧用能需求不断延申拓展，对用能安全性、可靠性要求越来越高，对能效高效经济利用、降低用能成本的需求更加迫切。随着国家层面碳达峰、碳中和等一系列相关政策的出台，节能和提高能效已经成为广泛共识。其中，风机作为重要的通用流体机械，使用数量大应用范围广。特别在工业领域，风机的耗电量占全国总耗电量的10％。据国内公开文献报道，风机产品样品的模型效率在70％～85％，但实际运行效率平均只达到65％。相较其模型效率偏差较大，主要原因在于实际运行工况与设计工况存在较大偏差。尽管当前出台了风机能效强制性标准，但仍然缺乏针对风机系统使用阶段的能效具体测试及评价方法，导致用户无法对风机使用阶段的能效水平进行准确有效的评价。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种风机系统能效现场测评方法，通过在用户侧开展风机系统现场能效测试及评价，助力用户了解风机系统实际运行的能效水平。
本发明采用如下的技术方案。
一种风机系统能效现场测评方法，包括以下步骤：
步骤1，对风机系统进行前期调研，包括收集风机系统的基础资料和风机现场资料，并根据前期调研结果设置风机系统设置数据采集的测点位置；
步骤2，在待测风机系统现场布置测点，选取能效测试设备采集风机系统的相关数据，并对数据进行优化处理；
步骤3，基于优化处理后的数据进行风机系统的能效指标计算，包括设备层面能效指标和系统层面的能效指标；
步骤4，结合采集的数据以及计算得到的风机系统能效指标进行分析评价，得到风机系统的整体评价结果。
优选地，所述步骤1还包括：
步骤1-1，收集风机系统基础资料，得到风机系统设计参数和风机系统的电机参数；
步骤1-2，对风机所在地进行现场实地勘察，获取风机设备参数并在风机系统设置数据采集的测点位置。
优选地，所述步骤1-2中设置的测点包括：风压测点、电参量测点、流量测点、温度测点及压力测点，测点的设置位置包括：在每台风机的入口及出口处分别设置风压测点；在每台风机的电源控制柜内设置电参量测点；在主输送管道设置流量测点、温度测点及压力测点。
优选地，所述步骤2还包括：
步骤2-1，测量风机系统的环境参数，包括风机系统所在位置的标准大气压、环境温度和环境湿度，判断风机系统的环境参数符合测量标准后进行风机系统的运行数据的测量；
步骤2-2，测量风机系统的输入参数，包括风机系统运行中每台风机的电压、电流、功率、电量；
步骤2-3，测量风机系统的输出参数，输出参数包括风机系统参量和单台风机参量；
其中，风机系统参量还包括风机系统压力和风机系统流量，具体包括风机系统的主管道压力、主管道输送起点压力、主管道输送终点压力、风机系统主管道流量和流速；
单台风机参量还包括单台风机压力和单台风机流量参数测量，具体包括各台风机进口压力、各台风机出口压力，各台风机流量和流速；
步骤2-4，对采集的数据进行优化处理，包括对得到的测量数据进行异常数据处理，得到处理后的数据。
优选地，所述步骤3还包括：
基于优化处理后的数据进行风机系统的设备层面能效指标计算，得到风机系统的设备层面能效指标，所计算的设备层面能效指标包括各台风机电能利用率、各台电机负载率；
基于优化处理后的数据进行风机系统的系统层面能效指标计算，得到系统层面的能效指标，包括风机系统能效比、系统负载率和管道输送效率。
优选地，所述步骤3中，各台风机电能利用率的计算式如下：
Figure BDA0004135244390000031
Figure BDA0004135244390000032
Pqi＝Pci-Pri
式中，ηi为第i台风机电能利用率，单位％；Pypi为第i台风机有效输出功率，单位kW；Pi为第i台风机运行时的风机功率，单位kW；
Qi为第i台风机流量，单位m3/s；Pqi为第i台风机压力，单位Pa；
Pci为第i台风机出口压力，单位Pa；Pri为第i台风机入口压力，单位Pa。
优选地，所述步骤3中，各台电机负载率的计算式如下：
Figure BDA0004135244390000033
Poi＝ηdi·Pii
Figure BDA0004135244390000034
Figure BDA0004135244390000035
式中，βi为第i台电机负载率，单位％；Poi为第i台电机的输出功率，单位kW；Pei为第i台电机的额定功率，单位kW；
Pii为第i台电机输入功率，单位kW；ηdi为第i台电机运行效率，单位％；
ηei为第i台电机额定效率，单位％；βdi为第i台电机电流负载率，单位％；
Ii为第i台电机电流，单位A；Iei为第i台电机额定电流，单位A。
优选地，所述风机系统能效比为风机系统对外做功和所有电机耗电量的比值，风机系统能效比的计算模型如下：
Figure BDA0004135244390000036
Figure BDA0004135244390000037
Figure BDA0004135244390000043
式中，δ为风机系统能效比，单位％；Eout为风机系统输出能量，单位kWh；Ein为风机系统输入能量，单位kWh；
Ei为第i台风机输入电量，单位kWh；n为风机系统中风机的台数；
Eout为风机系统输出能量，单位kWh；Q总为风机系统主管道流量平均值，单位m3/s；P总为风机系统主管道压力平均值，单位Pa。
优选地，所述系统负载率是系统中所有电机负载率的平均值，其计算模型如下：
Figure BDA0004135244390000041
式中，β为系统负载率，单位％；n为系统中风机的数量，单位台；βi为第i台电机负载率，单位％；
优选地，所述管道输送效率是系统中主管道输送风量的效率，管道输送效率的计算模型如下：
Figure BDA0004135244390000042
式中，γ为管道输送效率，单位％；PQ为主管道输送起点压力，单位Pa；PZ为主管道输送终点压力，单位Pa。
优选地，所述步骤5还包括：根据风机系统能效比分析风机系统的整体能效水平，风机系统能效比越高，表示风机系统在对外做功部分能源利用效率越高，反之则能源利用效率越低；
根据系统负载率、管道输送效率指标分析风机系统的负载率、管道输送情况，系统负载率在额定负载率偏差范围内表示能源利用效率越高，反之越低；管道输送效率越高，则表示风机系统在对外输送部分能源损失的越少，反之则能源损失的越高；
根据系统评价分析结果，参照风机设备能效评价标准，根据风机系统的设备层面能效指标，基于各台风机电能利用率、各台电机负载率判断各风机设备能效情况是否正常。
本发明还提出了一种风机系统能效现场测评系统，包括：测点设置模块、数据采集模块、指标计算模块和综合评价模块；
测点设置模块通过对风机系统进行前期调研收集系统相关资料，并根据收集的资料设置风机系统设置数据采集的测点位置；
数据采集模块能够结合设置的测点并选取能效测试设备，采集风机系统的相关数据；
指标计算模块能够基于风机系统的相关数据进行风机系统的设备层面能效指标和系统层面的能效指标计算；
综合评价模块能够结合计算的能效指标对风机系统进行分析评价。
本发明还提出了一种终端，包括处理器及存储介质；
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行所述风机系统能效现场测试方法的步骤。
本发明还提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述风机系统能效现场测试方法的步骤。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明提出的风机系统能效现场测试及评价方法，能够从风机系统整体层面和各台风机设备层面对风机系统的能效和状态进行评价，使评价结果更全面准确，能够帮助用户从整体和局部方面了解风机系统的运行状态，并有针对性的进行改进。本发明至少包括如下有益效果：
1、以便携式能效测试设备为基础，灵活开展能效测试及分析评价，能够根据不同应用场景，如针对建筑楼宇风机、消防排烟风机、工业曝气风机等不同应用场景下灵活、便捷开展风机系统能效现场测试，帮助用户了解风机系统运行能效水平；
2、通过分析运行中风机系统能效的测评，分析挖掘现场工况对风机系统运行状态下能效的影响程度，助力风机制造厂商改进生产工艺，优化管道路径，从实地应用提升风机系统运行能效水平。
3、本发明聚焦风机系统整体能效分析，分别从单台设备层面、整体系统层面分析风机系统能源利用情况，帮助用户快速找到能效提升关键环节，更具针对性的提供系统能效提升改进方案。
附图说明
图1是本发明中风机系统现场能效测试方法的流程示意图；
图2是本发明中能效测试设备功能的整体框架图；
图3是本发明中风机系统现场能效测试测点布置图；
图4是本发明中风机系统现场能效测试系统的结构示意图。
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，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。本申请所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部实施例。基于本发明精神，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有所其它实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明提出了一种风机系统现场能效测评方法，图1是本发明中风机系统现场能效测试的流程示意图，该方法具体流程包括如下步骤：
步骤1，对风机系统进行前期调研，包括收集风机系统的基础资料和风机现场资料，并根据前期调研设置风机系统设置数据采集的测点位置；
具体的，步骤1还包括：
步骤1-1，收集风机系统基础资料，得到风机系统设计参数和风机系统的电机参数；
具体的，收集风机系统设计参数还包括：风机系统中各台风机的型号、风压、风量、管道尺寸、管道类型。
在风机系统中，风机由电机带动运行，每台风机分别对应一台电机，即风机数量和电机数量相同。根据风机系统的电机设备数量，分别收集每台电机的电机参数，包括：额定电压、额定电流、额定效率、额定功率、转速等铭牌信息。
步骤1-2，对风机所在地进行现场实地勘察，获取风机设备参数并在风机系统设置数据采集的测点位置；
收集现场作业环境照片，了解现场作业环境，了解现场作业环境，并进行备案，用于后续现场作业安全风险措施布置，考虑到用户内部设备缺乏及时更新维护，收集风机系统设备照片，确认风机系统设备型号、额定功率、额定电压等铭牌参数，以了解风机设备的能效情况。
收集输送管道照片、预设测点位置照片等信息，确定风机系统设置数据采集的测点位置。
参照图3，根据风机系统实际功能及管道安装情况，绘制系统测点布置图。具体的，所设置的测点包括：风压测点、电参量测点、流量测点、温度测点及压力测点，具体的测点设置位置包括：在每台风机的入口及出口处分别设置风压测点；在每台风机的电源控制柜内设置电参量测点；在主输送管道设置流量测点、温度测点及压力测点。
步骤2，在待测风机系统现场布置测点，选取能效测试设备采集风机系统的相关数据，并对数据进行优化处理。
参照图2说明，通过现场勘察的信息及系统的基本资料，根据步骤1-1所收集的风机系统基础资料和风机设备参数，基于被测试风机系统的类型及其驱动方式，选取参数匹配的能效测试设备进行风机运行数据的测量；
使用便携式风机能效测试设备，搭配合适量程的传感器探头，在风机系统稳定运行过程中，实时监测风机系统1小时稳定对外的做功情况，采录风机系统的相关数据，采集的相关数据主要包括：风机系统的环境参数、输入参数和输出参数。
步骤2-1，测量风机系统的环境参数，包括风机系统所在位置的标准大气压、环境温度和环境湿度，判断风机系统的环境参数符合测量标准后进行风机系统的运行数据的测量；；
具体的，根据风压大小和气体温度，配置合适量程的气压和温度传感器，采集气压和温度参量；通过测量环境参数获取风机系统所处环境的温湿度及大气条件，本发明所测量的环境参数包括：风机系统所在位置的标准大气压、环境温度和环境湿度；
使用温湿度大气压力计对环境参数进行测量，确保现场环境及使用的测试仪器符合测试要求，若符合则继续进入步骤2-2测量风机系统的运行相关数据，若不符合则需要先对风机系统的运行环境进行调整，直至符合测量条件。
步骤2-2，测量风机系统的输入参数；
使用能效测试仪对电能输入量值进行测量，测量风机系统消耗电能量值，包括风机系统运行中每台风机的电压、电流、功率、电量。
具体的，根据风机系统电压和电流大小，配置合适量程的电流环和取压夹钳，将测试仪器的取压夹钳和电流环安装在每台电源配电柜内风机断路器(开关)，以采录风机系统中各台风机正常运行状态下能效测试时段的电机电压、电机电流、电机功率、电机电量等数据。
步骤2-3，测量风机系统的输出参数，输出参数包括风机系统参量和单台风机参量。
其中，风机系统参量还包括风机系统压力和风机系统流量，具体包括：风机系统的主管道压力、主管道输送起点压力、主管道输送终点压力、风机系统主管道流量和流速；
其测量方式包括：通过在系统总管道上持续测量管道内空气压力得到风机系统压力，通过在系统总管道流量测点处对管道内空气流量进行测量得到风机系统流量。
具体的，在系统总管道安装压力传感器，持续测量管道中压力数值。采录风机正常运行状态下能效测试时段的压力均值。在系统总管道使用能效测试仪的超声波探头，测量总管道内空气的流量。
单台风机参量还包括单台风机压力和单台风机流量参数测量，具体包括各台风机进口压力、各台风机出口压力，各台风机流量和流速；
其中，单台风机压力需要先对某台风机的入口压力和出口压力分别持续测量，再通过压力均值计算出风机入口和出口的压力均值作为单台风机压力参数；在各风机的流量测点处对管道内空气流量进行测量，得到单台风机流量参数。
具体的，在每台风机进口及出口位置，安装压力传感器，分别采录风机正常运行状态下能效测试时段的风机入口压力均值和风机出口压力均值。根据管道材质、管道尺寸、管道内空气温度，配置合适的超声波探头，在每台风机流量测点处使用能效测试仪的超声波探头，测量管道内空气的流量和流速。
步骤2-4，对采集的数据进行优化处理，包括对得到的测量数据进行异常数据处理，剔除异常数据，并在剔除的数据点中补入新的数据，得到处理后的数据；
在系统测量数据过程中，不可避免存在测量误差，本发明中对得到的测量数据进行检查，剔除异常数据，并在剔除的数据点中补入新的数据，实现异常数据处理；
首先，针对异常离群值测量值，将与均值相差超过r倍标准差的测量值定义为异常离群值，并进行剔除处理；
其次，采用插值方法进行异常离群测量值、丢失数据值的处理，此处，为降低插值方法所带来的估计值误差，采用插值多项式、拉格朗日插值方法分别求取某一异常测量的点估计值为x1、x2，则该异常测量点的最终估计值x为两种插值方法下均值，即最终估计值x的计算式如下：
Figure BDA0004135244390000091
具体而言，可按照每1分钟频次，同步记录一组输入、输出、环境参量测试数据，至少累计采集1h系统稳定运行数据。测试采集的原始数据，选取无明显错误或丢失的数据集后，按测试时间段，算出测量的平均值。
Figure BDA0004135244390000092
式中，C(t1～tn)为某一数据在t1至tn时间内的平均值；n为某一数据在t1至tn时间内采集数据的个数；Ci为某一数据在第i时间点上的数值；
测试数据按测试仪器显示读数保留相应位数，引用数据保留小数位数与引用源一致，计算数据保留两位小数。
若测试仪器显示的电流I2读数为11.345A，则该项数据保留三位小数。若引用的空气密度ρ0为1.29kg/m3，则该项数据保留两位小数。若计算的压力数据Pc为133.234pa，则该项数据保留两位小数。
步骤3，基于优化处理后的数据进行风机系统的能效指标计算，包括设备层面能效指标和系统层面的能效指标；
具体的，基于优化处理后的数据进行风机系统的设备层面能效指标计算，得到风机系统的设备层面能效指标；
所计算的设备层面能效指标包括各台风机电能利用率、各台电机负载率。
其中，各台风机电能利用率的计算式如下：
Figure BDA0004135244390000093
Figure BDA0004135244390000094
Pqi＝Pci-Pri
式中，ηi为第i台风机电能利用率，单位％；Pypi为第i台风机有效输出功率，单位kW；Pi为第i台风机运行时的风机功率，单位kW；
Qi为第i台风机流量，单位m3/s；Pqi为第i台风机压力，单位Pa；
Pci为第i台风机出口压力，单位Pa；Pri为第i台风机入口压力，单位Pa；
各台电机负载率的计算式如下：
Figure BDA0004135244390000101
Poi＝ηdi·Pii
Figure BDA0004135244390000102
Figure BDA0004135244390000103
式中，βi为第i台电机负载率，单位％；Poi为第i台电机的输出功率，单位kW；Pei为第i台电机的额定功率，单位kW；
Pii为第i台电机输入功率，单位kW；ηdi为第i台电机运行效率，单位％；
ηei为第i台电机额定效率，单位％；βdi为第i台电机电流负载率，单位％；
Ii为第i台电机电流，单位A；Iei为第i台电机额定电流，单位A。
构建风机系统层面的能效指标计算模型，并基于处理后的运行数据进行系统层面的能效指标计算。
构建的风机系统能效评价指标计算模型包括风机系统能效评价指标模型包括风机系统能效比、系统负载率和管道输送效率的计算模型，结合步骤2优化处理后的运行数据，计算得到系统层面的能效指标，包括风机系统能效比、系统负载率和管道输送效率。
其中，风机系统能效比是系统对外做功和所有电机耗电量的比值，采用风机系统电量、主管道压力和主管道流量进行计算，风机系统能效比的计算模型如下：
Figure BDA0004135244390000104
Figure BDA0004135244390000105
Figure BDA0004135244390000111
式中，δ为风机系统能效比，单位％；Eout为风机系统输出能量，单位kWh；Ein为风机系统输入能量，单位kWh；
Ei为第i台风机输入电量，单位kWh；n为风机系统中风机的台数；
Eout为风机系统输出能量，单位kWh；Q总为风机系统主管道流量平均值，单位m3/s；P总为风机系统主管道压力平均值，单位Pa；
系统负载率是系统中所有电机负载率的平均值，采用每台风机的进口压力、出口压力、风机流量、风机电流、风机功率。结合每台风机的额定电流和额定效率进行计算，系统负载率的计算模型如下：
Figure BDA0004135244390000112
式中，β为系统负载率，单位％；n为系统中电机的数量，单位台；βi为第i台电机负载率，单位％；
管道输送效率是系统中主管道输送风量的效率，采用主管道输送起点压力和主管道输送终点压力进行计算，管道输送效率的计算模型如下：
Figure BDA0004135244390000113
式中，γ为管道输送效率，单位％；PQ为主管道输送起点压力，单位Pa；PZ为主管道输送终点压力，单位Pa。
步骤4，结合采集的数据以及计算得到的风机系统能效指标进行分析评价，得到风机系统的整体评价结果。
具体的，根据风机系统能效比分析风机系统的整体能效水平，本发明中风机系统能效比越高，则说明风机系统在对外做功部分能源利用效率越高，反之则能源利用效率越低。
基于风机系统能效比指标，进一步从系统负载情况、管道输送情况，根据系统负载率、管道输送效率指标分析风机系统的负载率、管道输送情况，其中，系统负载率在额定负载率偏差范围内能源利用效率越高，反之越低；管道输送效率越高，则说明风机系统在对外输送部分能源损失的越少，反之则能源损失的越高。
根据风机系统的整体能效水平、负载率和管道输送情况，可以判断其哪一环节存在提升空间或存在问题较大，并对相应的环节进行处理。
根据系统评价分析结果，进一步，可参照当前风机设备能效评价标准，并结合步骤1采集到的风机系统资料，根据风机系统的设备层面能效指标，基于各台风机电能利用率、各台电机负载率判断影响系统能效水平的各风机设备能效情况是否正常，若某一台风机出现不符合标准的情况，则提示工作人员对其进行处理。
考虑到在面对较多风机系统的监控时，工作人员难以第一时间快速判断哪些风机系统需要优先处理，本发明进一步结合系统层面和设备层面的能效指标计算风机系统的综合评价值R，并根据综合评价值大小对风机系统进行排序，供工作人员参考处理顺序；
具体的，根据各风机系统的情况预先设置各系统的最佳负载率βe，综合评价值R满足：
Figure BDA0004135244390000121
其中，δ为风机系统能效比，β为系统负载率，γ为管道输送效率，ηi为第i台风机电能利用率，βi为第i台电机负载率，n为风机的数量。
根据综合评价值R对各风机系统进行整体排序，根据综合评价值R从小到大进行排序，并将综合评价值R较小的风机系统优先推送给工作人员，提示其需要优先进行处理，同时工作人员可以根据各台风机的运行状态，优选风机运行异常数量较多的系统进行优先处理，通过计算综合评价值R，能够进一步辅助工作人员对风机系统进行处理，减少人工排序所需的时间，实现对异常系统的快速处理。
如图4所示，本发明还提出了一种风机系统现场能效测评系统，上述能效测评方法能够基于该系统实现，该系统具体包括：测点设置模块、数据采集模块、指标计算模块和综合评价模块；
测点设置模块通过对风机系统进行前期调研收集系统相关资料，并根据收集的资料设置风机系统设置数据采集的测点位置；
数据采集模块能够结合设置的测点并选取能效测试设备，采集风机系统的相关数据；
指标计算模块能够基于风机系统的相关数据进行风机系统的设备层面能效指标和系统层面的能效指标计算；
综合评价模块能够结合计算的能效指标对风机系统进行分析评价。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明聚焦风机系统整体能效，分别从单台设备层面、整体系统层面分析风机系统能源利用情况。帮助用户快速找到能效提升关键环节，更具针对性的提供系统能效提升改进方案。。
本公开可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本公开的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其它自由传播的电磁波、通过波导或其它传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言-诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言-诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络-包括局域网(LAN)或广域网(WAN)一连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。
这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其它设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (14)

1.一种风机系统能效现场测评方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，对风机系统进行前期调研，包括收集风机系统的基础资料和风机现场资料，并根据前期调研结果设置风机系统设置数据采集的测点位置；
步骤2，在待测风机系统现场布置测点，选取能效测试设备采集风机系统的相关数据，并对数据进行优化处理；
步骤3，基于优化处理后的数据进行风机系统的能效指标计算，包括设备层面能效指标和系统层面的能效指标；
步骤4，结合采集的数据以及计算得到的风机系统能效指标进行分析评价，得到风机系统的整体评价结果。
2.根据权利要求1所述的风机系统能效现场测评方法，其特征在于，
所述步骤1还包括：
步骤1-1，收集风机系统基础资料，得到风机系统设计参数和风机系统的电机参数；
步骤1-2，对风机所在地进行现场实地勘察，获取风机设备参数并在风机系统设置数据采集的测点位置。
3.根据权利要求1所述的风机系统能效现场测评方法，其特征在于，
所述步骤1-2中设置的测点包括：风压测点、电参量测点、流量测点、温度测点及压力测点，测点的设置位置包括：在每台风机的入口及出口处分别设置风压测点；在每台风机的电源控制柜内设置电参量测点；在主输送管道设置流量测点、温度测点及压力测点。
4.根据权利要求1所述的风机系统能效现场测评方法，其特征在于，
所述步骤2还包括：
步骤2-1，测量风机系统的环境参数，包括风机系统所在位置的标准大气压、环境温度和环境湿度，判断风机系统的环境参数符合测量标准后进行风机系统的运行数据的测量；
步骤2-2，测量风机系统的输入参数，包括风机系统运行中每台风机的电压、电流、功率、电量；
步骤2-3，测量风机系统的输出参数，输出参数包括风机系统参量和单台风机参量；
其中，风机系统参量还包括风机系统压力和风机系统流量，具体包括风机系统的主管道压力、主管道输送起点压力、主管道输送终点压力、风机系统主管道流量和流速；
单台风机参量还包括单台风机压力和单台风机流量参数测量，具体包括各台风机进口压力、各台风机出口压力，各台风机流量和流速；
步骤2-4，对采集的数据进行优化处理，包括对得到的测量数据进行异常数据处理，得到处理后的数据。
5.根据权利要求1或4所述的风机系统能效现场测评方法，其特征在于，
所述步骤3还包括：
基于优化处理后的数据进行风机系统的设备层面能效指标计算，得到风机系统的设备层面能效指标，所计算的设备层面能效指标包括各台风机电能利用率、各台电机负载率；
基于优化处理后的数据进行风机系统的系统层面能效指标计算，得到系统层面的能效指标，包括风机系统能效比、系统负载率和管道输送效率。
6.根据权利要求5所述的风机系统能效现场测评方法，其特征在于，
所述步骤3中，各台风机电能利用率的计算式如下：
Figure FDA0004135244380000021
Figure FDA0004135244380000022
Pqi＝Pci-Pri
式中，ηi为第i台风机电能利用率，单位％；Pypi为第i台风机有效输出功率，单位kW；Pi为第i台风机运行时的风机功率，单位kW；
Qi为第i台风机流量，单位m3/s；Pqi为第i台风机压力，单位Pa；
Pci为第i台风机出口压力，单位Pa；Pri为第i台风机入口压力，单位Pa。
7.根据权利要求5所述的风机系统能效现场测评方法，其特征在于，
所述步骤3中，各台电机负载率的计算式如下：
Figure FDA0004135244380000023
Poi＝ηdi·Pii
Figure FDA0004135244380000031
Figure FDA0004135244380000032
式中，βi为第i台电机负载率，单位％；Poi为第i台电机的输出功率，单位kW；Pei为第i台电机的额定功率，单位kW；
Pii为第i台电机输入功率，单位kW；ηdi为第i台电机运行效率，单位％；
ηei为第i台电机额定效率，单位％；βdi为第i台电机电流负载率，单位％；
Ii为第i台电机电流，单位A；Iei为第i台电机额定电流，单位A。
8.根据权利要求5所述的风机系统能效现场测评方法，其特征在于，
所述风机系统能效比为风机系统对外做功和所有电机耗电量的比值，风机系统能效比的计算模型如下：
Figure FDA0004135244380000033
Figure FDA0004135244380000034
Figure FDA0004135244380000035
式中，δ为风机系统能效比，单位％；Eout为风机系统输出能量，单位kWh；Ein为风机系统输入能量，单位kWh；
Ei为第i台风机输入电量，单位kWh；n为风机系统中风机的台数；
Eout为风机系统输出能量，单位kWh；Q总为风机系统主管道流量平均值，单位m3/s；P总为风机系统主管道压力平均值，单位Pa。
9.根据权利要求3所述的风机系统能效现场测评方法，其特征在于，
所述系统负载率是系统中所有电机负载率的平均值，其计算模型如下：
Figure FDA0004135244380000036
式中，β为系统负载率，单位为％，n为系统中电机的数量，βi为第i台电机负载率，单位为％；
10.根据权利要求3所述的风机系统能效现场测评方法，其特征在于，
所述管道输送效率是系统中主管道输送风量的效率，管道输送效率的计算模型如下：
Figure FDA0004135244380000041
式中，γ为管道输送效率，单位为％；PQ为主管道输送起点压力，单位为Pa；PZ为主管道输送终点压力，单位为Pa。
11.根据权利要求6所述的风机系统能效现场测评方法，其特征在于，
所述步骤5还包括：根据风机系统能效比分析风机系统的整体能效水平，风机系统能效比越高，表示风机系统在对外做功部分能源利用效率越高，反之则能源利用效率越低；
根据系统负载率、管道输送效率指标分析风机系统的负载率、管道输送情况，系统负载率在额定负载率偏差范围内表示能源利用效率越高，反之越低；管道输送效率越高，则表示风机系统在对外输送部分能源损失的越少，反之则能源损失的越高；
根据系统评价分析结果，参照风机设备能效评价标准，根据风机系统的设备层面能效指标，基于各台风机电能利用率、各台电机负载率判断各风机设备能效情况是否正常。
12.一种利用权利要求1-11任一项权利要求所述测评方法的风机系统能效现场测评系统，其特征在于，包括：测点设置模块、数据采集模块、指标计算模块和综合评价模块；
测点设置模块通过对风机系统进行前期调研收集系统相关资料，并根据收集的资料设置风机系统设置数据采集的测点位置；
数据采集模块能够结合设置的测点并选取能效测试设备，采集风机系统的相关数据；
指标计算模块能够基于风机系统的相关数据进行风机系统的设备层面能效指标和系统层面的能效指标计算；
综合评价模块能够结合计算的能效指标对风机系统进行分析评价。
13.一种终端，包括处理器及存储介质；其特征在于：
所述存储介质用于存储指令；
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1-11任一项所述方法的步骤。
14.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-11任一项所述方法的步骤。
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