CN116663451B - 供水系统节能效率优化方法、系统和控制装置 - Google Patents

供水系统节能效率优化方法、系统和控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN116663451B
CN116663451B CN202310652762.9A CN202310652762A CN116663451B CN 116663451 B CN116663451 B CN 116663451B CN 202310652762 A CN202310652762 A CN 202310652762A CN 116663451 B CN116663451 B CN 116663451B
Authority
CN
China
Prior art keywords
water pump
parameters
working condition
new
distributed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202310652762.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116663451A (zh
Inventor
许晓春
李永峰
娄晓帆
黄建华
陈耀华
黄孝鹏
黄映
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Research Institute Of Tsinghua Pearl River Delta
Guangdong Lingxiu Technology Co ltd
Original Assignee
Research Institute Of Tsinghua Pearl River Delta
Guangdong Lingxiu Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Research Institute Of Tsinghua Pearl River Delta, Guangdong Lingxiu Technology Co ltd filed Critical Research Institute Of Tsinghua Pearl River Delta
Priority to CN202310652762.9A priority Critical patent/CN116663451B/zh
Publication of CN116663451A publication Critical patent/CN116663451A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116663451B publication Critical patent/CN116663451B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G06F30/28—Design optimisation, verification or simulation using fluid dynamics, e.g. using Navier-Stokes equations or computational fluid dynamics [CFD]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2113/00—Details relating to the application field
    • G06F2113/08—Fluids
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2113/00—Details relating to the application field
    • G06F2113/14—Pipes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

本申请涉及一种供水系统节能效率优化方法、系统和控制装置，通过获取旧水泵的分布式工况数据，在后台建立CFD仿真模型，并绘制对应的性能曲线；计算并设定满足预设工况的水泵运行参数，并输入至所述CFD仿真模型，对水泵模型参数进行调整，获得调整后的新性能曲线并下发至各个分布式运行节点；同步对水泵类型及其管线进行参数调整。通过后台对分布式目标节点的工况和水泵以及管网进行新旧性能参数计算，对目标节点的水泵和管网的运行参数进行优化升级，并通过后台下发新运行参数至各个目标节点，通知目标节点整改，对水泵及管网的优化改进或配置，达到减少能量损失的目的，通过科学系统的方法对节省能耗进行定量计算，以评估节能效果。

Description

供水系统节能效率优化方法、系统和控制装置
技术领域
本公开涉及市政供水系统技术领域，尤其涉及一种供水系统节能效率优化方法、系统和控制装置。
背景技术
随着城市化进程的推进，给水排水已经成为工业生产和城市建设的主要设置之一。为了满足工业企业和城市用水的需求，城市供水系统必须设置充足的取水输水设备以及配水管道等，具体来说主要是水泵与管网。据统计，供水系统中50％的成本属于动能消耗费用，而供水系统中用电量的90％以上用于水泵的运转。因此，如何做好节能降耗工作，对节能效果进行科学的计算与评估，有针对性地对供水系统进行优化改进，对于节约型社会的建设，低碳经济的发展具有重要意义。
现有供水系统中，主要存在水泵及管线的不合理布局，水泵的设计工况和现场运行工况等存在差异，也就导致水泵运行效率存在误差，进而影响电量计划，导致节能规划出现偏差。水泵的误差会导致布置的管网存在不合理的部署，比如路径设置、阀门设置等等，引起水流局部水头损失。
综上，供水系统原有水泵及其管网等等，存在一系列的问题，亟需优化升级改造，达到节能的目的。
发明内容
为了解决上述问题，本申请提出一种供水系统节能效率优化方法、系统和控制装置。
本申请一方面，提出一种供水系统节能效率优化方法，包括如下步骤：
获取并上报旧水泵的实际运行参数至后台，得到所述旧水泵的分布式工况数据；
根据所述旧水泵的分布式工况数据，在后台建立CFD仿真模型，并绘制对应的性能曲线；
计算并设定满足预设工况的水泵运行参数，并输入至所述CFD仿真模型，对水泵模型参数进行调整，获得调整后的新性能曲线并下发至各个分布式运行节点；
基于上述步骤，同步对水泵类型及其管线进行参数调整，获取调整后的水泵类型及其管线的新性能曲线并下发至各个分布式运行节点。
作为本申请的一可选实施方案，获取并上报旧水泵的实际运行参数至后台，得到所述旧水泵的分布式工况数据，包括：
根据供水系统网络中各个节点的运行工况参数，确定待升级优化的各个分布式网络节点并作为目标节点；
通过后台向各个分布式的所述目标节点下发工况上报指令，指令上报各个所述目标节点的工况数据；
所述目标节点接收并对后台的指令作出响应，上报各自的工况数据至后台，所述工况数据中包含当前旧水泵参数；
后台根据各个所述目标节点的响应反馈，获取各个所述目标节点的工况数据；
对各个所述目标节点的所述工况数据进行解析和识别，得到各个所述目标节点中的旧水泵的实际运行参数，并存储在后台数据库中，得到供水系统网络中旧水泵的分布式工况数据。
作为本申请的一可选实施方案，根据所述旧水泵的分布式工况数据，在后台建立CFD仿真模型，并绘制对应的性能曲线，包括：
预先在后台部署CFD仿真应用；
从后台数据库中调取所述旧水泵的分布式工况数据，并提取出其中的旧水泵参数以及对应的工况参数；
将旧水泵参数以及对应的工况参数输入所述CFD仿真应用，并在CFD仿真应用上建立对应的旧水泵仿真模型，并基于所述CFD仿真应用输出对应的旧水泵性能曲线；
将所述旧水泵仿真模型以及对应的所述旧水泵性能曲线，存储至所述后台数据库中。
作为本申请的一可选实施方案，在基于所述CFD仿真应用输出对应的旧水泵性能曲线之后，还包括：
从所述旧水泵性能曲线上输出旧水泵的运行参数；
根据所述旧水泵的运行参数，计算所述旧水泵的运行效率η1；
基于上述步骤，计算各个分布式的所述目标节点的所述运行效率η1，并将各个分布式所述目标节点的所述旧水泵的运行效率η1存储至后台数据库中。
作为本申请的一可选实施方案，计算并设定满足预设工况的水泵运行参数，并输入至所述CFD仿真模型，对水泵模型参数进行调整，包括：
设定满足预设工况的水泵运行参数及对应的工况参数，并通过后台输入至所述CFD仿真应用，替换掉旧水泵参数以及对应的工况参数；
基于重新输入的参数，生成满足预设工况的水泵仿真模型，并基于所述CFD仿真应用输出对应的满足预设工况的新水泵仿真模型以及对应的新水泵性能曲线。
作为本申请的一可选实施方案，在得到满足预设工况的新水泵仿真模型以及对应的新水泵性能曲线之后，还包括：
从所述满足预设工况的新水泵性能曲线上，输出满足预设工况的新水泵仿真模型的运行参数；
根据所述新水泵仿真模型的运行参数，计算所述新水泵的运行效率η2；
基于上述步骤，计算各个分布式的所述目标节点的所述新水泵的运行效率η2。
作为本申请的一可选实施方案，获得调整后的新性能曲线并下发至各个分布式运行节点，包括：
判断各个分布式的所述目标节点的所述新水泵的运行效率η2是否满足预设工况：
满足，则将各个分布式所述目标节点的所述新水泵仿真模型以及对应的新水泵性能曲线以及η2，存储至所述后台数据库中；
不满足，则对不满足的所述目标节点的所述新水泵仿真模型的水泵运行参数及对应的工况参数进行调整，直到满足对所述目标节点设定的预设工况；基于预设工况后的所述水泵运行参数及对应的工况参数，重新生成所述新水泵仿真模型以及对应的新水泵性能曲线以及计算的η2，并存储至所述后台数据库中；
将满足预设工况的所述新水泵的运行参数，下发至对应的所述目标节点，通知所述目标节点按照所述新水泵的运行参数进行水泵升级和整改。
作为本申请的一可选实施方案，可选地，在获得调整后的新性能曲线并下发至各个分布式运行节点之后，还包括：
从后台数据库中，调取各个所述目标节点的所述旧水泵的运行效率η1，以及对应的经过参数升级后的满足预设工况的所述新水泵的运行效率η2；
计算水泵优化升级前后的效能提升率P：
P＝100％*(η1-η2)/η1；
计算水泵优化升级后的节能用电量T＝P*1h；
将所述效能提升率P和所述节能用电量T存储至所述后台数据库中。
本申请另一方面，提出一种实现所述供水系统节能效率优化方法的系统，包括：
分布式工况采集模块，用于获取并上报旧水泵的实际运行参数至后台，得到所述旧水泵的分布式工况数据；
后台仿真模块，用于根据所述旧水泵的分布式工况数据，在后台建立CFD仿真模型，并绘制对应的性能曲线；
性能参数优化模块，用于计算并设定满足预设工况的水泵运行参数，并输入至所述CFD仿真模型，对水泵模型参数进行调整，获得调整后的新性能曲线并下发至各个分布式运行节点；
水泵类型及其管线优化模块，用于基于上述步骤，同步对水泵类型及其管线进行参数调整，获取调整后的水泵类型及其管线的新性能曲线并下发至各个分布式运行节点。
本申请另一方面，还提出一种控制装置，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行所述可执行指令时实现所述的供水系统节能效率优化方法。
本发明的技术效果：
本申请通过获取并上报旧水泵的实际运行参数至后台，得到所述旧水泵的分布式工况数据；根据所述旧水泵的分布式工况数据，在后台建立CFD仿真模型，并绘制对应的性能曲线；计算并设定满足预设工况的水泵运行参数，并输入至所述CFD仿真模型，对水泵模型参数进行调整，获得调整后的新性能曲线并下发至各个分布式运行节点；基于上述步骤，同步对水泵类型及其管线进行参数调整，获取调整后的水泵类型及其管线的新性能曲线并下发至各个分布式运行节点。通过对水泵及管网的优化改进或配置，达到减少能量损失的目的，通过科学系统的方法对节省能耗进行定量计算，以评估节能效果。本方法通过后台对分布式目标节点的工况和水泵以及管网进行新旧性能参数计算，对目标节点的水泵和管网的运行参数进行优化升级，并通过后台下发新运行参数至各个目标节点，通知目标节点整改，以此达到水泵和管网等工况升级，达到节能的目的。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。
图1示出为本发明供水系统节能效率优化方法的实施流程示意图；
图2示出为本发明后台服务器对供水系统网络的应用管理系统示意图；
图3示出为本发明后台仿真和性能优化的应用模块示意图；
图4示出为本发明系统的应用组成示意图；
图5示出为本发明控制装置的应用系统示意图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
实施例1
如图1所示，本申请一方面，提出一种供水系统节能效率优化方法，包括如下步骤：
S1、获取并上报旧水泵的实际运行参数至后台，得到所述旧水泵的分布式工况数据；
S2、根据所述旧水泵的分布式工况数据，在后台建立CFD仿真模型，并绘制对应的性能曲线；
S3、计算并设定满足预设工况的水泵运行参数，并输入至所述CFD仿真模型，对水泵模型参数进行调整，获得调整后的新性能曲线并下发至各个分布式运行节点；
S4、基于上述步骤，同步对水泵类型及其管线进行参数调整，获取调整后的水泵类型及其管线的新性能曲线并下发至各个分布式运行节点。
本方案主要通过对水泵及管网的优化改进或配置，达到减少能量损失的目的，通过科学系统的方法对节省能耗进行定量计算，以评估节能效果。本方法通过后台对分布式目标节点的工况和水泵以及管网进行新旧性能参数计算，对目标节点的水泵和管网的运行参数进行优化升级，并通过后台下发新运行参数至各个目标节点，通知目标节点整改，以此达到水泵和管网等工况升级，达到节能的目的。
下面将对各个步骤中的具体实施作出详细描述。
作为本申请的一可选实施方案，获取并上报旧水泵的实际运行参数至后台，得到所述旧水泵的分布式工况数据，包括：
根据供水系统网络中各个节点的运行工况参数，确定待升级优化的各个分布式网络节点并作为目标节点；
通过后台向各个分布式的所述目标节点下发工况上报指令，指令上报各个所述目标节点的工况数据；
所述目标节点接收并对后台的指令作出响应，上报各自的工况数据至后台，所述工况数据中包含当前旧水泵参数；
后台根据各个所述目标节点的响应反馈，获取各个所述目标节点的工况数据；
对各个所述目标节点的所述工况数据进行解析和识别，得到各个所述目标节点中的旧水泵的实际运行参数，并存储在后台数据库中，得到供水系统网络中旧水泵的分布式工况数据。
供水系统网络中，各个网络节点，比如水泵站、输送站等等，其中工作水泵和对应的管网可能存在老化等，这些存在问题的网络节点，其运行效率会有所损失，不但会加大各个网络节点的运行成本，还会降低水泵的输送效率，加大电量使用成本。因此需要获知供水系统网络中需要进行水泵及其管网升级的网络节点，作为目标节点。
如图2所示，本实施例通过水泵管理中心的后台服务器，对供水系统网络中各个网络节点进行工况监控，各个网络节点可以向后台上报自己的实时运行工况参数，比如主水泵的泵进口管路压力、泵出口流量及压力、出口管路末端流量及压力、水泵运行实际使用功率等，后台可以对各个节点上报的实时数据进行记录和动态管理，具体由后台上的管理监控软件处理。
后台管理员可以根据政策或者文件或者运行手册等，从各个网络节点的工况数据中，判定并确定待升级优化的各个分布式网络节点，并作为目标节点。比如图2所示，将其中的网络节点1、2、3作为目标节点，由网络节点1、2、3这三个目标节点组成的目标节点-分布式网络，将进行优化升级。
当后台管理员确认好哪些目标节点需要优化升级时，则可以通过后台向这些目标节点发出指令，通知上报各个所述目标节点的工况数据。确认好需要优化升级的这些目标节点，在原来供水系统中，处于分布式布置，因此这部分的目标节点组成的网络，将形成新的分布式网络目标节点，后台将于分布式网络目标节点进行交互。分布式网络目标节点需要向后台上报旧数据，后台对旧数据进行仿真建模，判断其工况情况以及不合理的布置参数，通过新的工况设定和仿真，得到新的工况以及对应的运行参数，后台将新的工况和运行参数(水泵叶轮尺寸、转速等等)下发至各个目标节点，通知对应的目标节点进行优化升级，以此提高各个目标节点的效率。
各个所述目标节点接收到指令后，对后台的指令作出响应，上报各自的工况数据至后台，所述工况数据中包含当前旧水泵参数(可以扫描旧水泵的叶轮，进行有效尺寸测量等等)，旧水泵参数包括叶轮直径、转速、效率等等，由各个目标节点的负责部门测量并统一上报这些参数和工况参数，即组成分布式工况数据(由分布式目标节点上报的工况参数组成)。每个目标节点分别通过一个终端机上报这些信息至后台，由后台对上报的信息进行标号，分别存储。
后台根据各个所述目标节点的响应反馈，获取各个所述目标节点的工况数据；对各个所述目标节点的所述工况数据进行解析和识别，得到各个所述目标节点中的旧水泵的实际运行参数，并存储在后台数据库中，得到供水系统网络中旧水泵的分布式工况数据。
对于各个节点的管网或者其他设备，可以参照上述水泵的模式进行优化，后台通知目标节点上报对应的旧参数即可。通过前后参数对比和模型仿真，进行性能参数优化和计算前后优化后的效率，实现旧设施的改造。目标节点按照后台下发的满足预设工况的数据，进行设施改造即可，比如选用新类型的水泵，叶轮参数重新加工等等。
下面主要描述水泵的优化，其他管网等可以参照。
作为本申请的一可选实施方案，根据所述旧水泵的分布式工况数据，在后台建立CFD仿真模型，并绘制对应的性能曲线，包括：
预先在后台部署CFD仿真应用；
从后台数据库中调取所述旧水泵的分布式工况数据，并提取出其中的旧水泵参数以及对应的工况参数；
将旧水泵参数以及对应的工况参数输入所述CFD仿真应用，并在CFD仿真应用上建立对应的旧水泵仿真模型，并基于所述CFD仿真应用输出对应的旧水泵性能曲线；
将所述旧水泵仿真模型以及对应的所述旧水泵性能曲线，存储至所述后台数据库中。
如图3所示，后台服务器上安装部署有CFD仿真应用软件，可以通过输入对应的设施参数以及工况参数，来仿真模拟当前供水系统各个设施的运行情况，通过对模拟设备的性能参数进行比对和调整，使得磨损后的水泵等设施，其运行参数和工况达到满足预设工况条件的条件。
上报后首先在后台，分布式存储各个目标节点的上报数据。各个目标节点上报的分布式工况数据，包含各个目标节点的水泵实际运行参数和工况数据比如水泵转速、水泵压力等等。
后台可以从后台数据库中调取所述旧水泵的分布式工况数据，并提取出其中的旧水泵参数以及对应的工况参数，将这些参数作为构建当前旧水泵仿真模型的构造数据，输入至CFD仿真应用软件，通过仿真处理后，生成对应的旧水泵仿真模型，并通过应用直接提取仿真模型上的参数，生成对应的性能曲线(比如当前旧水泵的转速、泵出口流量的模拟曲线，具体根据后台管理员的需求进行设定和输出，可以输出多个不同性能的曲线)。
CFD仿真应用软件构建对应的仿真模型后，能够在应用上读取各个运行仿真参数，因此可以直接导出并生成对应的性能曲线，利用CFD仿真应用软件的功能进行生成。
作为本申请的一可选实施方案，在基于所述CFD仿真应用输出对应的旧水泵性能曲线之后，还包括：
从所述旧水泵性能曲线上输出旧水泵的运行参数；
根据所述旧水泵的运行参数，计算所述旧水泵的运行效率η1；
基于上述步骤，计算各个分布式的所述目标节点的所述运行效率η1，并将各个分布式所述目标节点的所述旧水泵的运行效率η1存储至后台数据库中。
后台部署对应的性能计算模块，通过将旧水泵性能曲线上输出旧水泵的运行参数，将这些旧水泵的运行参数，导入到性能计算模块中，通过预先设定的算法或者公式等，进行数值计算并发送后台数据库进行存储。
比如：
从仿真模型和曲线上，输出改进前实测数据测量，包括泵进口管路压力、泵出口流量及压力、出口管路末端流量及压力、水泵运行实际使用功率等；
计算原水泵实际运行效率η1：
η1＝(Q1×H1×9.81)/(3600×P1)，其中Q1为流量，H1为扬程，P1为水泵的轴功率＝水泵运行实际使用功率×电机效率；
各个目标节点旧水泵的运行效率η1，分别存储在原来的分布式存储空间中即可(确定好各个分布式目标节点后，在后台数据库上为各个目标节点设定好的分布式存储空间，可以由后台管理员在后台完成)。
后台服务器的管理员，比如供水系统工程师等，将对各个目标节点的水泵运行参数及对应的工况参数进行设计，尤其是运行效率设计，通过运行效率来反向设计各个目标节点的水泵等运行参数。
作为本申请的一可选实施方案，计算并设定满足预设工况的水泵运行参数，并输入至所述CFD仿真模型，对水泵模型参数进行调整，包括：
设定满足预设工况的水泵运行参数及对应的工况参数，并通过后台输入至所述CFD仿真应用，替换掉旧水泵参数以及对应的工况参数；
基于重新输入的参数，生成满足预设工况的水泵仿真模型，并基于所述CFD仿真应用输出对应的满足预设工况的新水泵仿真模型以及对应的新水泵性能曲线。
原先仿真输出的旧水泵参数以及对应的工况参数，经过后台管理员进行优化，按照新的运行效率设定所对应的新水泵参数以及对应的工况参数。将满足预设工况的水泵运行参数及对应的工况参数替换掉旧水泵参数以及对应的工况参数，可以在仿真软件中直接改变仿真模型的生成参数，也可以按照满足预设工况的水泵运行参数及对应的工况参数，重新输入并生成新水泵仿真模型，并基于新水泵仿真模型输入对应的新水泵性能曲线。并进一步计算新水泵的运行效率。具体可以参见旧水泵的处理方式。
作为本申请的一可选实施方案，在得到满足预设工况的新水泵仿真模型以及对应的新水泵性能曲线之后，还包括：
从所述满足预设工况的新水泵性能曲线上，输出满足预设工况的新水泵仿真模型的运行参数；
根据所述新水泵仿真模型的运行参数，计算所述新水泵的运行效率η2；
基于上述步骤，计算各个分布式的所述目标节点的所述新水泵的运行效率η2。
新水泵的运行效率η2可以参见旧水泵的运行效率η1的计算。
管理员通过预先设定的参数，进行旧水泵仿真模型和效率的优化处理，需要进一步的反馈调节。
作为本申请的一可选实施方案，获得调整后的新性能曲线并下发至各个分布式运行节点，包括：
判断各个分布式的所述目标节点的所述新水泵的运行效率η2是否满足预设工况：
满足，则将各个分布式所述目标节点的所述新水泵仿真模型以及对应的新水泵性能曲线以及η2，存储至所述后台数据库中；
不满足，则对不满足的所述目标节点的所述新水泵仿真模型的水泵运行参数及对应的工况参数进行调整，直到满足对所述目标节点设定的预设工况；基于预设工况后的所述水泵运行参数及对应的工况参数，重新生成所述新水泵仿真模型以及对应的新水泵性能曲线以及计算的η2，并存储至所述后台数据库中；
将满足预设工况的所述新水泵的运行参数，下发至对应的所述目标节点，通知所述目标节点按照所述新水泵的运行参数进行水泵升级和整改。
通过对旧水泵的叶轮尺寸、转速等进行优化调整后，重新生成对应的新水泵仿真模型和输出对应的新水泵性能曲线，计算对应的新水泵的运行效率。将计算后的新水泵的运行效率η2和原来设定的效率值η进行比对，判断是否满足新水泵的运行效率η2是否满足：η2＝(0.80～0.95)η，满足则存储本次调节的新水泵参数，否则在仿真模型上进行再次调整，直到满足该条件。
满足工况的新设计的新水泵的运行参数以及对应的预设工况比如水泵运行效率η2，将由后台下发至对应的各个目标节点，通知各个目标节点按照所述新水泵的运行参数进行水泵升级和整改。
作为本申请的一可选实施方案，可选地，在获得调整后的新性能曲线并下发至各个分布式运行节点之后，还包括：
从后台数据库中，调取各个所述目标节点的所述旧水泵的运行效率η1，以及对应的经过参数升级后的满足预设工况的所述新水泵的运行效率η2；
计算水泵优化升级前后的效能提升率P：
P＝100％*(η1-η2)/η1；
计算水泵优化升级后的节能用电量T＝P*1h；
将所述效能提升率P和所述节能用电量T存储至所述后台数据库中。
具体实施时，各个目标节点可以采用个如下措施：
(1)在既有水泵原有的基础上进行切割叶轮直径，利用CFD模拟分析确定切削量，同时考虑水泵比转速以及切削量与效率影响关系。改变水泵的性能曲线，使之接近运行工况；
(2)采用变频器进行变频调速，通过更换伺服电机、增加变频器等，通过调整电机输入电源的频率来降低水泵的转速，在工况流量、扬程存在变化的工况小范围精确调节；绘制变频器-水泵调节曲线，确定方案，应考虑增加变频器的成本或成本回收时间；
(3)通过使用现场的实地勘测，重新进行优化选型，采集现场运行工况准确的流量、压力、电流等参数，了解用户生产工艺的使用特点，结合在运行旧水泵的铭牌的参数，精准分析在用水泵运行的状态，重新选型高效的水泵设备使之符合现有的运行工况点；根据经济效益重新进行水泵优化选型，或对已有水泵进行优化组合；
(4)优化管线布置，采用涂层手段降低水阻。对不合理的管线路径、阀门设置等因素进行改进，以降低水流的局部水头损失。采用内部涂层的方法降低摩擦力，以降低水流的沿程水头损失。从而减少能耗，达到节能的目的。
而对于目标节点的水泵类型及其管线进行参数调整，同样采取上述水泵的优化方法进行，水泵类型可以由目标节点根据下发的新参数进行选择。本实施例不再赘述。
显然，本领域的技术人员应该明白，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成的，程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各控制方法的实施例的流程。本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成的，程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各控制方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)、快闪存储器(FlashMemory)、硬盘(HardDiskDrive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-StateDrive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
实施例2
如图4所示，基于实施例1的实施原理，本申请另一方面，提出一种实现所述供水系统节能效率优化方法的系统，包括：
分布式工况采集模块，用于获取并上报旧水泵的实际运行参数至后台，得到所述旧水泵的分布式工况数据；
后台仿真模块，用于根据所述旧水泵的分布式工况数据，在后台建立CFD仿真模型，并绘制对应的性能曲线；
性能参数优化模块，用于计算并设定满足预设工况的水泵运行参数，并输入至所述CFD仿真模型，对水泵模型参数进行调整，获得调整后的新性能曲线并下发至各个分布式运行节点；
性能参数优化模块，还用于基于上述步骤，同步对水泵类型及其管线进行参数调整，获取调整后的水泵类型及其管线的新性能曲线并下发至各个分布式运行节点。
上述各个模块具体参见实施例1的描述。
上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
实施例3
更进一步地，本申请另一方面，还提出一种控制装置，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行所述可执行指令时实现所述的供水系统节能效率优化方法。
本公开实施例来控制装置包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器。其中，处理器被配置为执行可执行指令时实现前面任一所述的一种供水系统节能效率优化方法。
此处，应当指出的是，处理器的个数可以为一个或多个。同时，在本公开实施例的控制装置中，还可以包括输入装置和输出装置。其中，处理器、存储器、输入装置和输出装置之间可以通过总线连接，也可以通过其他方式连接，此处不进行具体限定。
存储器作为一计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序和各种模块，如：本公开实施例的一种供水系统节能效率优化方法所对应的程序或模块。处理器通过运行存储在存储器中的软件程序或模块，从而执行控制装置的各种功能应用及数据处理。
输入装置可用于接收输入的数字或信号。其中，信号可以为产生与设备/终端/服务器的用户设置以及功能控制有关的键信号。输出装置可以包括显示屏等显示设备。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (7)

1.一种供水系统节能效率优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取并上报旧水泵的实际运行参数至后台，得到所述旧水泵的分布式工况数据，根据供水系统网络中各个节点的运行工况参数，确定待升级优化的各个分布式网络节点并作为目标节点；
根据所述旧水泵的分布式工况数据，在后台建立CFD仿真模型，并绘制对应的性能曲线；
计算并设定满足预设工况的水泵运行参数，并输入至所述CFD仿真模型，对水泵模型参数进行调整，包括：
设定满足预设工况的水泵运行参数及对应的工况参数，并通过后台输入至所述CFD仿真应用，替换掉旧水泵参数以及对应的工况参数；
基于重新输入的参数，生成满足预设工况的水泵仿真模型，并基于所述CFD仿真应用输出对应的满足预设工况的新水泵仿真模型以及对应的新水泵性能曲线；
从满足预设工况的新水泵性能曲线上，输出满足预设工况的新水泵仿真模型的运行参数；
根据所述新水泵仿真模型的运行参数，计算所述新水泵的运行效率η2；
基于上述步骤，计算各个分布式的所述目标节点的所述新水泵的运行效率η2；
获得调整后的新性能曲线并下发至各个分布式运行节点，包括：
判断各个分布式的所述目标节点的所述新水泵的运行效率η2是否满足预设工况：
满足，则将各个分布式所述目标节点的所述新水泵仿真模型以及对应的新水泵性能曲线以及η2，存储至所述后台数据库中；
不满足，则对不满足的所述目标节点的所述新水泵仿真模型的水泵运行参数及对应的工况参数进行调整，直到满足对所述目标节点设定的预设工况；基于预设工况后的所述水泵运行参数及对应的工况参数，重新生成所述新水泵仿真模型以及对应的新水泵性能曲线以及计算的η2，并存储至所述后台数据库中；
将满足预设工况的所述新水泵的运行参数，下发至对应的所述目标节点，通知所述目标节点按照所述新水泵的运行参数进行水泵升级和整改；
基于上述步骤，同步对水泵类型及其管线进行参数调整，获取调整后的水泵类型及其管线的新性能曲线并下发至各个分布式运行节点。
2.根据权利要求1所述的供水系统节能效率优化方法，其特征在于，获取并上报旧水泵的实际运行参数至后台，得到所述旧水泵的分布式工况数据，包括：
通过后台向各个分布式的所述目标节点下发工况上报指令，指令上报各个所述目标节点的工况数据；
所述目标节点接收并对后台的指令作出响应，上报各自的工况数据至后台，所述工况数据中包含当前旧水泵参数；
后台根据各个所述目标节点的响应反馈，获取各个所述目标节点的工况数据；
对各个所述目标节点的所述工况数据进行解析和识别，得到各个所述目标节点中的旧水泵的实际运行参数，并存储在后台数据库中，得到供水系统网络中旧水泵的分布式工况数据。
3.根据权利要求1所述的供水系统节能效率优化方法，其特征在于，根据所述旧水泵的分布式工况数据，在后台建立CFD仿真模型，并绘制对应的性能曲线，包括：
预先在后台部署CFD仿真应用；
从后台数据库中调取所述旧水泵的分布式工况数据，并提取出其中的旧水泵参数以及对应的工况参数；
将旧水泵参数以及对应的工况参数输入所述CFD仿真应用，并在CFD仿真应用上建立对应的旧水泵仿真模型，并基于所述CFD仿真应用输出对应的旧水泵性能曲线；
将所述旧水泵仿真模型以及对应的所述旧水泵性能曲线，存储至所述后台数据库中。
4.根据权利要求3所述的供水系统节能效率优化方法，其特征在于，在基于所述CFD仿真应用输出对应的旧水泵性能曲线之后，还包括：
从所述旧水泵性能曲线上输出旧水泵的运行参数；
根据所述旧水泵的运行参数，计算所述旧水泵的运行效率η1；
基于上述步骤，计算各个分布式的所述目标节点的所述运行效率η1，并将各个分布式所述目标节点的所述旧水泵的运行效率η1存储至后台数据库中。
5.根据权利要求1所述的供水系统节能效率优化方法，其特征在于，在获得调整后的新性能曲线并下发至各个分布式运行节点之后，还包括：
从后台数据库中，调取各个所述目标节点的所述旧水泵的运行效率η1，以及对应的经过参数升级后的满足预设工况的所述新水泵的运行效率η2；
计算水泵优化升级前后的效能提升率P：
P＝100％*(η1-η2)/η1；
计算水泵优化升级后的节能用电量T＝P*1h；
将所述效能提升率P和所述节能用电量T存储至所述后台数据库中。
6.一种实现供水系统节能效率优化方法的系统，其特征在于，包括：
分布式工况采集模块，用于获取并上报旧水泵的实际运行参数至后台，得到所述旧水泵的分布式工况数据，根据供水系统网络中各个节点的运行工况参数，确定待升级优化的各个分布式网络节点并作为目标节点；
后台仿真模块，用于根据所述旧水泵的分布式工况数据，在后台建立CFD仿真模型，并绘制对应的性能曲线；
性能参数优化模块，用于计算并设定满足预设工况的水泵运行参数，并输入至所述CFD仿真模型，对水泵模型参数进行调整，包括：
设定满足预设工况的水泵运行参数及对应的工况参数，并通过后台输入至所述CFD仿真模型，替换掉旧水泵参数以及对应的工况参数；
基于重新输入的参数，生成满足预设工况的水泵仿真模型，并基于所述CFD仿真模型输出对应的满足预设工况的新水泵仿真模型以及对应的新水泵性能曲线；
从满足预设工况的新水泵性能曲线上，输出满足预设工况的新水泵仿真模型的运行参数；
根据所述新水泵仿真模型的运行参数，计算所述新水泵的运行效率η2；
基于上述步骤，计算各个分布式的所述目标节点的所述新水泵的运行效率η2；
获得调整后的新性能曲线并下发至各个分布式运行节点，包括：
判断各个分布式的所述目标节点的所述新水泵的运行效率η2是否满足预设工况：
满足，则将各个分布式所述目标节点的所述新水泵仿真模型以及对应的新水泵性能曲线以及η2，存储至所述后台数据库中；
不满足，则对不满足的所述目标节点的所述新水泵仿真模型的水泵运行参数及对应的工况参数进行调整，直到满足对所述目标节点设定的预设工况；基于预设工况后的所述水泵运行参数及对应的工况参数，重新生成所述新水泵仿真模型以及对应的新水泵性能曲线以及计算的η2，并存储至所述后台数据库中；
将满足预设工况的所述新水泵的运行参数，下发至对应的所述目标节点，通知所述目标节点按照所述新水泵的运行参数进行水泵升级和整改；
水泵类型及其管线优化模块，用于基于上述步骤，同步对水泵类型及其管线进行参数调整，获取调整后的水泵类型及其管线的新性能曲线并下发至各个分布式运行节点。
7.一种控制装置，其特征在于，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行所述可执行指令时实现权利要求1-6中任一项所述的供水系统节能效率优化方法。
CN202310652762.9A 2023-06-05 2023-06-05 供水系统节能效率优化方法、系统和控制装置 Active CN116663451B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310652762.9A CN116663451B (zh) 2023-06-05 2023-06-05 供水系统节能效率优化方法、系统和控制装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310652762.9A CN116663451B (zh) 2023-06-05 2023-06-05 供水系统节能效率优化方法、系统和控制装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116663451A CN116663451A (zh) 2023-08-29
CN116663451B true CN116663451B (zh) 2024-05-03

Family

ID=87725757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310652762.9A Active CN116663451B (zh) 2023-06-05 2023-06-05 供水系统节能效率优化方法、系统和控制装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116663451B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108268742A (zh) * 2018-02-09 2018-07-10 河南新飞纪元节能科技股份有限公司 工业循环水泵叶轮二次优化节能改造方法
CN109711614A (zh) * 2018-12-24 2019-05-03 新奥数能科技有限公司 一种分布式能源站的动态优化运行控制方法及系统
CN112417619A (zh) * 2020-11-23 2021-02-26 江苏大学 一种基于数字孪生的泵机组优化运行调节系统及方法
CN112761936A (zh) * 2021-01-13 2021-05-07 上海电机系统节能工程技术研究中心有限公司 水泵系统能效分析方法和水泵控制系统
CN112963338A (zh) * 2021-03-23 2021-06-15 长沙九洲鸿云网络科技有限公司 一种水泵可视化优化运行控制方法、装置、设备、系统及介质
GB2608476A (en) * 2021-06-29 2023-01-04 Univ Jiangsu Intelligent parallel pumping system and optimal regulating method thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108268742A (zh) * 2018-02-09 2018-07-10 河南新飞纪元节能科技股份有限公司 工业循环水泵叶轮二次优化节能改造方法
CN109711614A (zh) * 2018-12-24 2019-05-03 新奥数能科技有限公司 一种分布式能源站的动态优化运行控制方法及系统
CN112417619A (zh) * 2020-11-23 2021-02-26 江苏大学 一种基于数字孪生的泵机组优化运行调节系统及方法
CN112761936A (zh) * 2021-01-13 2021-05-07 上海电机系统节能工程技术研究中心有限公司 水泵系统能效分析方法和水泵控制系统
CN112963338A (zh) * 2021-03-23 2021-06-15 长沙九洲鸿云网络科技有限公司 一种水泵可视化优化运行控制方法、装置、设备、系统及介质
GB2608476A (en) * 2021-06-29 2023-01-04 Univ Jiangsu Intelligent parallel pumping system and optimal regulating method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
CN116663451A (zh) 2023-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7689384B1 (en) Managing the performance of an electronic device
CN108322345A (zh) 一种故障修复数据包的发布方法及服务器
KR102079916B1 (ko) 과금 기간 내 누진 요율 및 시간대별 소비 전력 패턴을 고려한 가전 기기의 효율적 사용 알림 시스템 및 방법
CN109193808A (zh) 电网调峰能力预测方法及装置
CN105577796A (zh) 集群的功耗控制方法及装置
CN104077189A (zh) 一种用于资源分配的方法和装置
CA3005184A1 (en) System and method for measuring and evaluating building energy performance
CN102799746B (zh) 电网信息校验方法及系统、电网规划辅助系统
CN113570277A (zh) 一种电力容量管理方法及装置
CN116881085A (zh) 一种服务器能耗优化的方法
CN115115419A (zh) 一种基于bim技术的工程造价管理系统及方法
CN116663451B (zh) 供水系统节能效率优化方法、系统和控制装置
CN115167562A (zh) 一种机房温度控制方法和装置
US20130110306A1 (en) Managing multiple cooling systems in a facility
KR101688269B1 (ko) 프로세스 기반의 에너지 관리 시스템 및 에너지 관리 방법
CN109039714A (zh) 云计算系统中资源的管理方法和装置
CN103020290A (zh) 电网信息校验方法及系统
CN114064012B (zh) 一种动静结合的接口代码生成方法、系统及电子设备
CN115495946A (zh) 预测水轮机转轮运行寿命的方法、系统、装置和介质
CN112464332B (zh) 一种用于装配式建筑区域选择性施工控制方法
CN114240395A (zh) 一种资源交付方法、装置、计算机设备及存储介质
JP2024520472A (ja) 製品状態定量化および残存寿命予測のための方法、装置ならびにシステム
CN114414938B (zh) 一种配电网故障的动态响应方法及系统
CN112417643A (zh) 基于送风机电流的火电机组最大出力实时评估方法及系统
Parik et al. Monitoring of energy efficiency in industrial pneumatic machines

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant