CN116816716B - 风机系统控制方法、变频器、风机系统及存储介质 - Google Patents

风机系统控制方法、变频器、风机系统及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风机系统控制方法、变频器、风机系统及存储介质,涉及风机控制技术领域,风机系统包括风机和电机,电机与变频器连接,风机为动叶可调风机,方法包括:在风机动叶开度调节时,调整电机的转速,动叶开度是针对风机系统的预设工艺负荷下通过手动调节的;获取动叶开度及对应的电机的多个输出电流;确定多个输出电流中最小输出电流对应的控制参数,得到预设工艺负荷时的最优控制参数;针对多个工艺负荷对应的多个最优控制参数进行函数拟合,以对风机和电机分别进行自适应自动控制。本发明实现了对风机动叶开度和电机转速进行双重调节的目的,解决了动叶可调风机存在无法兼容最优效率与变频节能的问题。

Description

风机系统控制方法、变频器、风机系统及存储介质
技术领域
本发明涉及风机控制技术领域,尤其涉及一种风机系统控制方法、变频器、风机系统及存储介质。
背景技术
电力、冶金、化工、建材等领域中,动叶可调风机系统在锅炉送风机、一次风机、引风机等电站主要辅机设备中具有广泛应用。目前已知的动叶可调风机系统中动叶可调风机包括有离心式和轴流式,其中,动叶可调轴流式风机是一种可调范围大、系统效率高的典型负载。具有更高调节特性和更高系统效率是动叶可调风机系统的长期追求。
相关技术中,大多数火力发电厂配套的动叶可调轴流式风机,其现有工频运行方式都存在不经济、具有较大能量损耗的问题,如何选择合适的运行方式使其既能满足生产工艺的调整需求,同时又能达到经济节能的目的,是亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的主要目的在于:提供一种风机系统控制方法、变频器、风机系统及存储介质,旨在解决现有技术中动叶可调风机存在无法兼容最优效率与变频节能的技术问题。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
第一方面,本发明提供了一种风机系统控制方法,所述风机系统包括风机和电机,所述风机与所述电机连接,所述电机与变频器连接,所述风机为动叶可调风机,所述方法包括:
在风机动叶开度调节时,调整所述电机的转速;其中,所述动叶开度是针对所述风机系统的预设工艺负荷下通过手动调节的;
获取所述动叶开度及对应的所述电机的多个输出电流;
确定所述多个输出电流中最小输出电流对应的控制参数,得到所述预设工艺负荷时的最优控制参数;其中,所述控制参数包括所述动叶开度和所述变频器的控制参数;
针对多个工艺负荷对应的多个最优控制参数进行函数拟合,以对所述风机和所述电机分别进行自适应自动控制。
可选地,上述风机系统控制方法中,所述在风机动叶开度调节时,调整所述电机的转速的步骤,包括:
通过在确定所述风机系统的某一工艺负荷,并使所述风机系统的工作参数保持不变的情况下手动调节所述风机的动叶开度,获得所述风机的多个动叶开度;其中,所述工作参数包括风机流量、动态负荷、系统负压、风机介质密度、系统漏风率和系统阻力中的一种或多种;
针对每一所述动叶开度,调整所述电机的转速。
可选地,上述风机系统控制方法中,所述风机系统还包括扭振监测装置,所述扭振监测装置设置于所述风机的轴系上;
所述针对多个工艺负荷对应的多个最优控制参数进行函数拟合,以对所述风机和所述电机分别进行自适应自动控制的步骤之后,所述方法还包括:
通过所述扭振监测装置采集所述风机的扭振数据;
根据所述扭振数据进行安全风险检测,得到风险检测结果;
根据所述风险检测结果进行报警和/或提供保护,所述提供保护包括进行扭振抑制或控制系统停运。
可选地,上述风机系统控制方法中,
根据所述风险检测结果进行扭振抑制,包括:
当所述风险检测结果为轻度风险时,生成反馈信号;
根据所述反馈信号和预设跳频点得到跳频频率;其中,所述轻度风险包括所述扭振数据超出预设的安全裕度范围;
根据所述跳频频率,对所述电机进行控制。
可选地,上述风机系统控制方法中,所述风机系统还包括断路器,所述变频器通过所述断路器与电网连接;
根据所述风险检测结果控制系统停运,包括:
当所述风险检测结果为重度风险时,控制所述断路器断开,以使所述风机系统停止运行;其中,所述重度风险包括所述扭振数据超出预设的安全裕度范围的值达到预设门限值。
可选地,上述风机系统控制方法中,所述风机系统还包括自动工频旁路,所述自动工频旁路与所述变频器并联;
所述针对多个工艺负荷对应的多个最优控制参数进行函数拟合,以对所述风机和所述电机分别进行自适应自动控制的步骤之后,所述方法还包括:
当检测到所述变频器故障时,获取当前时刻所述风机系统的第一风机流量和第一动态负荷,以及所述自动工频旁路输入至所述电机的输入频率;
基于所述第一风机流量和所述第一动态负荷保持不变的情况下,根据所述输入频率和自适应寻优算法模型,得到第一工频动叶开度;其中,所述自适应寻优算法模型基于所述多个工艺负荷对应的多个最优控制参数进行函数拟合建立;
根据所述第一工频动叶开度对所述风机进行控制,并根据所述输入频率,利用所述自动工频旁路对所述电机进行控制。
可选地,上述风机系统控制方法中,所述风机系统还包括自动工频旁路,所述自动工频旁路与所述变频器并联;
所述针对多个工艺负荷对应的多个最优控制参数进行函数拟合,以对所述风机和所述电机分别进行自适应自动控制的步骤之后,所述方法还包括:
在对所述风机和所述电机分别进行自适应自动控制的过程中,获取实时控制参数以及所述风机系统的实时风机流量和实时动态负荷,所述实时控制参数包括实时动叶开度和所述变频器的实时控制参数;
根据所述实时控制参数、所述实时风机流量和所述实时动态负荷,建立数据存储表;
当检测到所述变频器故障时,获取当前时刻所述风机系统的第二风机流量和第二动态负荷,以及所述自动工频旁路输入至所述电机的输入频率;
根据所述第二风机流量、所述第二动态负荷和所述输入频率,在所述数据存储表中查找对应的动叶开度,得到第二工频动叶开度;
根据所述第二工频动叶开度对所述风机进行控制,并根据所述输入频率,利用所述自动工频旁路对所述电机进行控制。
第二方面,本发明提供了一种变频器,所述变频器与电机连接,所述电机与风机连接,所述风机为动叶可调风机,所述变频器包括:
正交实验模块,用于在风机动叶开度调节时,调整所述电机的转速;其中,所述动叶开度是针对所述风机系统的预设工艺负荷下通过手动调节的;
数据获取模块,用于获取所述动叶开度及对应的所述电机的多个输出电流;
参数获取模块,用于确定所述多个输出电流中最小输出电流对应的控制参数,得到所述预设工艺负荷时的最优控制参数;其中,所述控制参数包括所述动叶开度和所述变频器的控制参数;
自动控制模块,用于针对多个工艺负荷对应的多个最优控制参数进行函数拟合,以对所述风机和所述电机分别进行自适应自动控制。
第三方面,本发明提供了一种风机系统,所述风机系统包括:
上位机;
风机,所述风机与所述上位机连接,所述风机为动叶可调风机;
电机,所述电机与所述风机连接;
变频器,所述变频器与所述电机连接,用于根据所述上位机发送的指令驱动所述电机;
扭振监测装置,所述扭振监测装置设置于所述风机的轴系上,用于采集所述风机的扭振数据;
其中,所述上位机用于实现如上述的风机系统控制方法;或者,所述变频器用于实现如上述的风机系统控制方法。
第四方面,本发明提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被一个或多个处理器执行时,实现如上述的风机系统控制方法。
本发明提供的上述一个或多个技术方案,可以具有如下优点或至少实现了如下技术效果:
本发明提出的一种风机系统控制方法、变频器、风机系统及存储介质,通过在风机动叶开度调节时,调整电机的转速,获取动叶开度及对应的电机的多个输出电流,然后确定多个输出电流中最小输出电流对应的控制参数,控制参数包括动叶开度和变频器的控制参数,得到预设工艺负荷时的最优控制参数,再针对多个工艺负荷对应的多个最优控制参数进行函数拟合,以对风机和电机分别进行自适应自动控制,达到了对风机动叶开度和电机转速进行双重调节的目的;通过自适应自动控制电机转速来调节风机流量,在满足风机系统工艺需求的同时,实现了在风机系统的调节控制过程中,风机性能效率曲线的平移,使风机始终保持在高效率区间运行,并达到节能降耗的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例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,还可以根据提供的这些附图获得其他的附图。
图1为本发明风机系统控制方法第一实施例的流程示意图;
图2为本发明涉及的风机系统的硬件连接示意图;
图3为图2中上位机的硬件结构示意图;
图4为本发明风机系统控制方法第二实施例的流程示意图;
图5为本发明变频器第一实施例的功能模块示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
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,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例只是本发明的一部分实施例,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的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。
需要说明,在本发明中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。另外,全文中出现的“和/或”的含义,包括三个并列的方案,以“A和/或B”为例,包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连;可以是两个元件内部的连通,也可以是两个元件的相互作用关系。在本发明中,若有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其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。在本发明中,使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明,其本身没有特定的意义。因此,“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。另外,各个实施例的技术方案可以相互结合,但是,是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时,应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
随着经济的不断发展,市场竞争不断加剧,节能降耗已成为降低生产成本、提高产品质量的重要手段之一。目前的动叶可调风机系统中,基于机组的电耗水平和设备单耗来看,并没有达到降低能耗的良好目标或显著优于静叶可调风机的节电效果。其中,动叶可调轴流式风机还是系统中功耗最高的大负载。一般的,动叶可调风机在前期设计时会留有备用出力裕量,所选配的拖动电机也会按照最大工作能力选型,在没有适配的型号时,往往会选大一档的电机,这就使得风机在小风量运行工况时,电机会长期处于低负荷运转工况,致使工作效率低下,能量浪费严重。因此,对于动叶可调风机,在保证高效率工作的同时实现节能降耗效果是很有必要的。
目前,对动叶可调轴流式风机进行变频调速能否实现节能一直是高热话题。一种说法是,根据动叶可调轴流式风机的特性曲线,进行变频调速的节能量最大不会超过6%,甚至有时还会产生负能量;另一种说法则是,虽然动叶可调轴流式风机的特性曲线变化斜率没有离心式动叶可调风机的特性曲线变化斜率大,但根据系统构成、选型规则、风机容量来看,在机组正常运行区间,对应于不同的机组负荷,变频调速的节能量还是有达到15%~40%。
相关技术中,大多数火力发电厂配套的动叶可调轴流式风机,其现有工频运行方式都存在不经济、具有较大能量损耗的问题,如何选择合适的运行方式使其既能满足生产工艺的调整需求,同时又能达到经济节能的目的,是亟待解决的技术问题。
按照流体力学的相似性定律,动叶可调轴流式风机的动叶开度与流量成正曲线关系,其风机转速也与流量成正比例关系。若要提高轴功率保持流量不变,则需要通过调整动叶开度、降低风机转速来实现。比如,针对低负荷下风机功耗大的问题,控制风机进行低转速运行,并将风机的动叶开度开至合适的位置,除了可以提高风机效率,满足烟气流量的需求外,还可以使风机电耗大量下降,达到节能的目的。
目前,变频调速技术已经成为现代电力传动技术的一个主要发展方向,其具有卓越的调速性能、显著的节电效果,还具有改善现有设备运行工况、提高系统安全可靠性和设备利用率、延长设备使用寿命等诸多优点,且随着应用领域不断扩大而得到充分体现。在机组整体节能降耗日益迫切、高压变频调速节能技术广泛应用的情况下,在动叶可调风机系统中应用变频调速技术已成为进一步提升系统效率的主要途径。
相关技术中,为了实现动叶可调风机系统的节能,对动叶可调风机的改造有以下三种方式:
1. 对动叶可调风机本体进行改动,将风机叶片去掉一刀,增大通流间隙,降低风机的出力,从而实现节能。该方式通过降低设备设计参数上限的方法达到节能目的,存在的问题是,由于动叶可调轴流式风机的容量必须大于或等于1.2倍额定工况,改小风机出力虽然可以实现节能,但仍存在节能效果不佳的问题,而且后续还可能出现由于负载增加或介质密度增大导致风机出力不够的功能隐患。
2. 增加高压变频器,将动叶可调风机的动叶开度固定在一个角度,类似传统静叶轴流式风机,并通过变频器调节风机转速,进而调节负载出力,从而实现节能。该方式存在的问题是,只能保证动叶可调风机在一段时间内保持高效率,并不能实现全程高效率,节能效果也一般;而且低负载情况下,动叶可调风机的动叶开度过大,频率较低,容易造成整个风机轴系扭矩过大,产生扭振、失速、喘振等一系列风险;
3. 增加高压变频器,将高压变频器输出频率固定在一个定值,动叶可调风机中电机的输入频率由原来的值下降至该固定值,风机的动叶角度保持不变。该方式存在的问题是,变相压缩了动叶可调风机原有的出力区间,只能在前期风机选型裕量非常大的情况下使用,针对性过于单一。
上述三种方案相比仅调节风机动叶角度的方式,均有一定的节能效果,但都只考虑了某一方面,存在考虑不全的情况,导致这些方案都不是实现最大节能量且安全的最优方案。而且,以上方案都未设置扭振监测功能,无法对改造后的风机运行情况进行实时监控,存在很大安全风险。同时,增加变频器的方案,一般都采用传统土建配电室作为变频器的安装空间,与改造现场空间有限、安装工期紧张相互矛盾。
鉴于现有技术中动叶可调风机存在无法兼容最优效率与变频节能的技术问题,本发明提供了一种风机系统控制方法、变频器、风机系统及存储介质。
下面结合附图,通过具体的实施例和实施方式对本发明提供的风机系统控制方法、变频器、风机系统及存储介质进行详细说明。
实施例一
参照图1的流程示意图,提出本发明风机系统控制方法的第一实施例,该风机系统控制方法应用于风机系统。如图2所示为风机系统的硬件连接示意图,该风机系统可以包括:
上位机10;
风机20,与上位机10连接,该风机20可以为动叶可调风机,例如本实施例中采用动叶可调轴流式风机;
电机30,与风机20连接,该电机30具体可以通过联轴器与风机20连接;
变频器40,分别与电机30和上位机10连接,用于根据上位机10发送的指令驱动电机转动,该变频器40还与电网连接,由电网供电。
可选的,该风机系统还可以包括:
扭振监测装置50,该扭振监测装置50设置于风机20的轴系上;
断路器60,变频器40可以通过该断路器60与电网连接;
自动工频旁路70,该自动工频旁路70与变频器40并联,变频器40的两端可以设置开关,具体在变频器40与断路器60之间以及变频器40与电机30之间设置开关,用以实现当变频器40工作时自动工频旁路70不工作,当自动工频旁路70工作时变频器40不工作。
需要说明的是,本实施例的风机系统控制方法可以具体应用于上位机10中,也可以具体应用于变频器40中,实际应用中可根据需要选择。
其中,上位机10是指能够实现通信连接控制的终端设备,可以是手机、电脑、便携计算机、嵌入式工控机等终端设备。实际应用中,上位机10可以安装于风机20的开关柜中,电机20运转会带动风机30转动;上位机10可以包括风机系统原有的分散控制系统(DCS,Distributed Control System)以及可编程逻辑控制器(PLC,Programmable LogicController)等风机系统中不同硬件工作所需的系统配置或程序算法。可以理解,该风机系统控制方法可以置于DCS系统或PLC中,也可以作为独立的控制程序置于上位机10中。
变频器40可以安装于开关柜与电机20之间,具体可以是预制的高集成化集装箱式高压变频器,可以同风机系统的冷却设备、消防设备、监控设备等高集成于集装箱内,输入端与断路器60连接,输出端与电机30连接。变频器40可以包括变频器控制系统或者其他系统配置或程序算法。可以理解,该风机系统控制方法可以置于变频器40的变频器控制系统中,也可以作为独立的控制程序置于变频器40中。
风机20与电机30之间的联轴器可以是膜片式或鼓形齿式联轴器,实现风机20与电机30的机械连接,实现电机30运转带动风机20转动。
本实施例中,以该风机系统控制方法应用于风机系统的变频器40为例进行说明。
基于上述的风机系统及其变频器40,下面结合图1所示的流程示意图,对本实施例的风机系统控制方法进行详细描述。方法可以包括以下步骤:
步骤S100:在风机动叶开度调节时,调整电机的转速;其中,动叶开度是针对风机系统的预设工艺负荷下通过手动调节的。
具体的,利用正交试验法进行寻优试验,确定自适应寻优算法。首先确定风机系统的预设工艺负荷,以及风机流量、系统负压等系统参数标准,其中,风机流量是指单位时间内风机输送气体的多少,通常用体积流量来表示;并将风机的动叶可调策略配置为手动调节模式,用户可以手动在上位机10上配置动叶开度参数,还将驱动电机运转的变频器40配置为自动调节模式,变频器40可以根据需要自动调节输出给电机的输出频率和/或变频器40上的其他控制参数,以调整电机的转速,使电机在变频状态下运行。工艺负荷在实际应用中一般为动态负载,进行该正交试验时,工艺负荷需退出自动调节模式,不受实时动态工艺生产对负荷的影响,针对不同的工艺负荷,可以用工艺负荷率或具体的负载大小表示,例如在30%负荷-100%负荷之间选取的多个不同工艺负荷率对应的工艺负荷,或者涉及具体负荷大小的多个不同工艺负荷。
具体实施方式中,先固定一个预设工艺负荷,例如此处选择30%负荷的工艺负荷,然后在该预设工艺负荷下,保持风机流量、系统负压等系统参数标准不变,手动调节风机的动叶开度,调节时保证在动叶开度可调范围内,该动叶开度可调范围可以用百分比表示,例如30%-100%,在该范围内分别选择多个动叶开度,例如此处选择30%、40%、…、90%、100%等8个动叶开度,针对每一动叶开度,上位机10控制风机按该动叶开度工作时,变频器40自动调节控制参数以调整电机的转速,使得电机转动带动风机转动,当风机系统运行满足其工艺标准时,可以记录此时电机的输出电流,得到该动叶开度对应的输出电流。
可以理解,实际应用中,风机系统的工艺负荷或工艺负荷率,风机的动叶开度取值范围、取值间隔或取值数量,以及风机系统的系统参数标准或工艺标准等,均可以根据实际需要设置,此处不作限定。
步骤S200:获取动叶开度及对应的电机的多个输出电流。
具体的,变频器40在风机动叶开度调节时,调整电机的转速的过程中,可以获取风机的多个动叶开度及对应的电机的多个输出电流。
本实施例中,基于上述具体实施方式的设定,基于8个动叶开度可记录得到8个输出电流,即得到多个动叶开度以及分别对应的多个输出电流等试验数据。
步骤S300:确定多个输出电流中最小输出电流对应的控制参数,得到预设工艺负荷时的最优控制参数;其中,控制参数包括动叶开度和变频器40的控制参数。
具体的,继续针对前述确定的工艺负荷下,当风机系统的工艺需求保持一致,电机的输出电流最小时,电机的工作效率最高,此时风机系统的系统效率最高。因此,针对一动叶开度及其对应的一输出电流,可以得到前述多个动叶开度及对应的多个输出电流,从而构成一组试验数据,基于该组试验数据,确定其中的最小输出电流以及该最小输出电流对应的动叶开度,作为该预设工艺负荷下的最优控制参数。然后重复上述步骤S100中通过手动调节风机的动叶开度,并通过变频器40自动调节电机的转速,以及步骤S200中获取风机的多个动叶开度及对应的电机的多个输出电流,以及步骤S300中的确定多个输出电流中最小输出电流对应的控制参数,可以最终得到多个不同工艺负荷下的最优控制参数,即多个不同工艺负荷下风机的最优动叶开度和变频器40的最优控制参数。
步骤S400:针对多个工艺负荷对应的多个最优控制参数进行函数拟合,以对风机和电机分别进行自适应自动控制。
具体的,步骤S400可以包括:
步骤S410:针对多个工艺负荷对应的多个最优控制参数进行函数拟合,建立自适应寻优算法模型。
具体的,函数拟合时,具有三个变量,即工艺负荷、最小输出电流时的动叶开度以及变频器40的控制参数,根据这三个数据的变化进行函数拟合,得到工艺负荷、动叶开度以及变频器40控制参数之间的关系,用函数表示该关系,即为控制风机系统的自适应寻优算法,其中,寻优是指寻最高效率点下的最优节能控制参数及最优控制参数。该自适应寻优算法可以以算法包或数据包的形式存储于上位机10或变频器40中,得到自适应寻优算法模型。后续可以直接调用该自适应寻优算法模型进行实时的系统最优控制参数获取,包括获取变频器40的实时控制参数以及风机的实时动叶开度。
步骤S420:根据自适应寻优算法模型,对风机和电机分别进行自适应自动控制。
具体的,步骤S300得到的自适应寻优算法模型可以位于上位机10内,置于上位机10的DCS系统或PLC中,也可以位于变频器40内,置于变频器40的变频器控制系统中,还可以作为独立的算法模型,使得上位机10或变频器40可以根据自适应寻优算法模型对风机和电机分别进行自适应自动控制,具体通过对变频器40的控制参数进行调节来调节风机转速,满足风机系统工艺需求的风压或风量,同时通过对风机动叶开度的调节,使得在任何工况下风机始终可以保持叶片角度固定在最高效率点,实现风机系统在高效率运行时达到节能降耗的目的。
根据自适应寻优算法模型计算实时控制所需的最优控制参数,包括风机的最优动叶开度以及变频器40的最优控制参数,从而实现对风机动叶的控制以及电机转速的控制。动叶开度的自适应调节可实现系统效率的调节,通过变频器40对电机转速的调节实现风机流量的调节,可实现节能降耗。
该风机系统控制方法中,对风机调节方式进行调整优化,在不改变原有风机系统稳定运行的前提下,通过变频器40驱动电机,调节电机转速从而调节风机转速。随着风机负载的变化,通过自适应寻优算法模型实现对风机转速与风机动叶角度的双重调节,在变频器40改变风机转速来满足风机系统工艺需求的同时,实现风机性能效率曲线的平移,使风机系统调整过程中始终保持在高效率区间运行,达到节能降耗的目的,实现风机系统的最优效率与变频节能的兼容与协调。
一种实施方式中,步骤S100“在风机动叶开度调节时,调整电机的转速”,可以包括:
步骤S110:通过在确定风机系统的预设工艺负荷,并使风机系统的工作参数保持不变的情况下手动调节风机的动叶开度,获得风机的多个动叶开度;其中,工作参数包括风机流量、动态负荷、系统负压、风机介质密度、系统漏风率和系统阻力中的一种或多种;
步骤S120:针对每一动叶开度,调整电机的转速。
通过在风机系统的预设工艺负荷下手动调节风机的动叶开度,获得动叶开度后,针对该动叶开度,由变频器40自动调节输出至电机的控制参数,以自动调节电机的转速,从而调节风机风量,控制风机系统出力,以满足风机系统所需要求,也就是使风机系统的工作参数保持不变,此时可记录该动叶开度对应的电机输出电流,多个动叶开度对应多个输出电流,该多个动叶开度以及对应的多个输出电流可以作为一组试验数据,对应的,针对风机系统的多个不同工艺负荷,执行步骤S100-S200,可以具有多组试验数据,然后执行后续的步骤S300和S400。
另一实施方式中,步骤S300“确定多个输出电流中最小输出电流对应的控制参数,得到预设工艺负荷时的最优控制参数”,可以包括:
步骤S310:针对风机系统的预设工艺负荷,在多个输出电流中查找得到最小输出电流;
步骤S320:将最小输出电流及其对应的动叶开度确定为预设工艺负荷下的最优控制参数;
步骤S330:在风机系统的工作参数保持不变的情况下,基于风机系统的多个工艺负荷,得到多个工艺负荷对应的多个最优控制参数。
具体实施过程中,确定不同的工艺负荷时,可以以±10%负荷的标准,例如30%负荷、40%负荷等等,或者以工艺流量变化量来调节,比如以工艺流量变化量的不同分为不同的风机档位,然后根据不同档位确定一工艺负荷,从而得到多个不同的工艺负荷。对应的,可以得到多个工艺负荷下对应的多个最优控制参数,作为正交试验的试验数据。上述过程中,虽然有改变工艺负荷,但风机系统的工作参数可以保持不变,以统一的系统标准去获取试验数据,可以减小后续函数拟合的误差,使得建立的自适应寻优算法模型的精确度更高。
通过固定一个工艺负荷,手动调节动叶开度来改变风机开度,变频器40自动调节控制参数来改变风机转速和流量,得到多个工艺负荷下对应的多个最优控制参数,具体得到多个工艺负荷下对应的电机的最小输出电流及输出最小输出电流时风机的动叶开度,作为正交试验的试验数据,然后进行函数拟合得到自适应寻优算法模型。可以针对不同应用场景,在风机系统的硬件连接好以后,建立具体针对当前风机系统配置以及用户需求的自适应寻优算法模型,具有较高的适用性和实用性。
本实施例提供的风机系统控制方法,通过在风机动叶开度调节时,调整电机的转速,获取动叶开度及对应的电机的多个输出电流,然后确定多个输出电流中最小输出电流对应的控制参数,控制参数包括动叶开度和变频器的控制参数,得到预设工艺负荷时的最优控制参数,再针对多个工艺负荷对应的多个最优控制参数进行函数拟合,以对风机和电机分别进行自适应自动控制,达到了对风机动叶开度和电机转速进行双重调节的目的;通过自适应自动控制电机转速来调节风机流量,在满足风机系统工艺需求的同时,实现了在风机系统的调节控制过程中,风机性能效率曲线的平移,使风机始终保持在高效率区间运行,并达到节能降耗的效果。
实施例二
基于同一发明构思,参照图4,在实施例一的基础上,提出本发明风机系统控制方法的第二实施例,该风机系统控制方法也可应用于风机系统。
如图2所示,在本实施例的风机系统中,扭振监测装置50可以分别与变频器40和上位机10连接,具体可以与上位机10中的DCS系统或PLC连接。
扭振监测装置50可以是风机20轴系上的扭振检测点,由上位机10或变频器40对该扭振检测点进行扭振数据采集,从而进行扭振监测和/或扭振抑制,也可以是独立的设置于风机20轴系上的传感器或检测设备,将检测得到的扭振数据上传至上位机10或变频器40,从而进行扭振监测和/或扭振抑制。
断路器60可以是高压开关断路器,可以由上位机10或变频器40进行开合控制,一端与电网连接,另一端分别与变频器40和自动工频旁路70连接。实际应用中,断路器60可以与上位机10一起安装于风机的开关柜中。
自动工频旁路70与变频器40并联,其输入端与断路器60连接,输出端与电机30连接。自动工频旁路70对电机30进行控制时,其输入至电机30的频率是固定的。
下面继续以该风机系统控制方法应用于风机系统的变频器40为例,结合图4所示的流程示意图,对本实施例的风机系统控制方法进行详细描述。
进一步地,步骤S400“针对多个工艺负荷对应的多个最优控制参数进行函数拟合,以对风机和电机分别进行自适应自动控制”之后,该风机系统控制方法还可以包括:
步骤S510:通过扭振监测装置采集风机的扭振数据。
具体的,通过扭振监测装置实时检测动叶可调风机变频调速后轴系的扭振情况,采集得到扭振数据,扭振监测装置可以将扭振数据发送给上位机10的DCS系统或PLC中,由上位机10实现后续的扭振风险报警或抑制,也可以将扭振数据发送给变频器40,由变频器40实现后续的扭振风险报警或抑制。本实施例中,以变频器40接收到扭振数据为例进行说明。
步骤S520:根据扭振数据进行安全风险检测,得到风险检测结果。
具体的,变频器40接收到扭振数据后,根据该扭振数据进行安全风险检测,其中,安全风险检测可以包括判断是否存在安全风险或进行安全风险的级别分类,该安全级别的分类又可以通过对扭振数据的分类来实现或者通过扭振数据与预设阈值的比对来实现。对应的,风险检测结果可以包括存在风险或不存在风险;或者包括无风险、轻度风险、重度风险等不同安全风险级别,比如,将扭振数据位于安全阈值范围确定为无风险,将扭振数据超出安全阈值范围但超出部分未达到预设门限值确定为轻度风险,将扭振数据超出安全阈值范围且超出部分达到预设门限值确定为重度风险。可以理解,安全风险检测规则、安全风险级别分类规则和划分结果数量等,均可以根据实际需要设置,此处不作限定。
本实施例中,以风险检测结果包括无风险、轻度风险、重度风险等安全风险级别为例进行说明。其中,无风险是指当前扭振不影响风机系统的安全运行;轻度风险是指当前扭振在安全裕度范围之内,可以通过变频器40的调节来降低扭振,比如降低到安全范围或降低到不影响风机系统的安全运行;重度风险是指当前扭振已无法抑制,为了保证设备安全,必须立即停止设备运行的程度。具体还可以根据实际需要配置划分标准,此处不作限定。
步骤S530:根据风险检测结果进行报警和/或提供保护,提供保护包括进行扭振抑制或控制系统停运。
具体的,根据扭振数据进行安全风险检测之后,可以对应进行报警、提供保护或者同时进行报警并提供保护。例如,当风险检测结果为不存在安全风险时,可以不作任何处理,当风险检测结果为存在安全风险时,进行报警。提供保护可以基于风险检测结果的具体内容选择进行扭振抑制或控制系统停运。例如,在风险检测结果为存在安全风险且存在轻度风险时,可以仅报警,提醒用户风机系统存在扭振,或者,在报警的同时进行扭振抑制;还可以在风险检测结果为存在安全风险且存在重度风险时,立即进行报警之后再控制系统停运等。可以理解,进行报警、进行扭振抑制以及控制系统停运等操作中内容的选择和执行顺序的确定均可以根据实际需要配置,以根据扭振严重情况进行报警、抑制或保护,可以适配更多实际情况,此处不作限定。
本实施例的风机系统控制方法,增加了在线扭振监测功能,通过在线扭振监测功能检测风机变频调速后轴系的扭振情况,变频器40可对非正常轴系扭振工况进行预判与抑制,改变输出频率或电机电流,使风机轴系扭振强度降低至安全范围,保证风机系统的安全稳定运行。
更进一步地,步骤S530中“根据风险检测结果进行扭振抑制”,可以包括:
步骤S531:当风险检测结果为轻度风险时,生成反馈信号;
步骤S532:根据反馈信号和预设跳频点得到跳频频率;其中,轻度风险包括扭振数据超出预设的安全裕度范围;
步骤S533:根据跳频频率,对电机进行控制。
具体的,当方法应用于上位机10时,上位机10根据扭振数据检测到当前扭振超出安全裕度范围时,可以生成反馈信号,并将该反馈信号发送给变频器40;本实施例中,方法应用于变频器40,变频器40可以在检测到当前扭振超出安全裕度范围时自行生成反馈信号,也可以直接获取上位机10发送的反馈信号,再根据反馈信号和预设跳频点得到跳频频率;变频器40通过自身跳频点改变输出频率,从而改变电机的输出电流,使风机轴系的扭振强度降低,实现扭振抑制。
更进一步地,步骤S530中“根据风险检测结果控制系统停运”,可以包括:
步骤S533:当风险检测结果为重度风险时,控制断路器断开,以使风机系统停止运行;其中,重度风险包括扭振数据超出预设的安全裕度范围的值达到预设门限值。
具体的,变频器40根据扭振数据检测到当前扭振情况较严重,已经无法抑制时,为了保证设备的安全,可以立即紧急断开断路器,使风机系统停止运行,实现安全保护。具体可以在变频器40检测到风险检测结果为重度风险时,生成控制信号发送给断路器或停止发送使能信号给断路器,使得断路器断开,风机系统掉电,停止工作。
可选地,在步骤S520之后,该风机系统控制方法还可以包括:
步骤S540:利用图分析技术或预设分析算法对风机系统进行电气或机械分析,生成扭振诊断结果;
步骤S550:根据扭振诊断结果调取预存的扭振抑制策略,对风机系统进行扭振抑制。
具体的,在执行步骤S530的根据风险检测结果进行报警和/或提供保护的同时,变频器40还可以实现扭振诊断,分析产生扭振的原因,并自动生成扭振诊断结果,该扭振诊断结果还可以通过上位机10显示给用户。
一种实施方式中,步骤S400“针对多个工艺负荷对应的多个最优控制参数进行函数拟合,以对风机和电机分别进行自适应自动控制”之后,该风机系统控制方法还可以包括:
步骤S611:当检测到变频器40故障时,获取当前时刻风机系统的第一风机流量和第一动态负荷,以及自动工频旁路输入至电机的输入频率;
步骤S612:基于第一风机流量和第一动态负荷保持不变的情况下,根据输入频率和自适应寻优算法模型,得到第一工频动叶开度;其中,自适应寻优算法模型基于多个工艺负荷对应的多个最优控制参数进行函数拟合建立;
步骤S613:根据第一工频动叶开度对风机进行控制,并根据输入频率,利用自动工频旁路对电机进行控制。
在风机系统工作的过程中,当检测到变频器40出现故障时,基于风机系统中设置的自动工频旁路70,可以控制电机由变频驱动运行切换为工频运行。
具体的,在对风机和电机分别进行自适应自动控制的过程中,在检测变频器40是否故障的同时,变频器40可以实时获取当前时刻的风机流量和动态负荷,即第一风机流量和第一动态负荷,并进行存储;若检测到变频器40出现故障,可以直接调用存储的该第一风机流量和第一动态负荷以及自动工频旁路输入到电机的输入频率,代入自适应寻优算法模型,在保持第一风机流量和第一动态负荷不变的情况下,计算此时电机的动叶开度,即得到第一工频动叶开度;变频器40再根据该第一工频动叶开度对风机进行控制,与此同时,自动工频旁路会输入功率给电机,控制电机运转,从而带动风机转动,保证风机流量不变,从而实现了电机驱动方式的切换。
上述过程中,电机由变频驱动运行切换为工频运行的过程,实现了毫秒级切换,可以保证电机的正常工作,从而保证风机的正常运转;同时,还可以防止由变频转换为工频的切换操作产生过大扰动。
本实施例的风机系统控制方法,增加了防扰动策略,使得变频器40故障前输出频率对应的动叶开度与转换后工频运行的风机动叶开度,以及转换前后的风机流量等保持一致,确保无扰切换。
另一实施方式中,步骤S400“针对多个工艺负荷对应的多个最优控制参数进行函数拟合,以对风机和电机分别进行自适应自动控制”之后,该风机系统控制方法还可以包括:
步骤S621:在对风机和电机分别进行自适应自动控制的过程中,获取实时控制参数以及风机系统的实时风机流量和实时动态负荷,实时控制参数包括实时动叶开度和变频器40的实时控制参数;
步骤S622:根据实时控制参数、实时风机流量和实时动态负荷,建立数据存储表。
具体的,变频器40在对风机和电机分别进行自适应自动控制的过程中,可以获取实时动叶开度、实时输出频率以及风机系统的实时风机流量和实时动态负荷等数据,建立数据表,并进行存储,即得到数据存储表,以备后续变频器40故障需要切换电机驱动方式时使用。
步骤S623:当检测到变频器40故障时,获取当前时刻风机系统的第二风机流量和第二动态负荷,以及自动工频旁路输入至电机的输入频率;
步骤S624:根据第二风机流量、第二动态负荷和输入频率,在数据存储表中查找对应的动叶开度,得到第二工频动叶开度;
步骤S625:根据第二工频动叶开度对风机进行控制,并根据输入频率,利用自动工频旁路对电机进行控制。
具体的,在对风机和电机分别进行自适应自动控制的过程中,在检测变频器40是否故障的同时,可以实时获取当前时刻的风机流量和动态负荷,即第二风机流量和第二动态负荷,并进行存储;若检测到变频器40出现故障,基于已经存储的数据存储表,可以直接根据第二风机流量和第二动态负荷以及频率,在数据存储表中查找对应的动叶开度,作为第二工频动叶开度;再根据该第二工频动叶开度对风机进行控制,与此同时,自动工频旁路会输入功率给电机,控制电机运转,从而带动风机转动,保证风机流量不变,从而实现了电机驱动方式的切换。
区别于上述的一种实施方式中利用自适应寻优算法模型进行实时计算,在本实施方式中,不需要动用自适应寻优算法模型,直接通过查表的方式确定合适的动叶开度,即得到第二工频动叶开度,从而实现对风机系统的最优控制,可以节省系统算力。
上述方法步骤的具体实施方式中更多实施细节可参见实施例一中具体实施方式的描述,为了说明书的简洁,此处不再重复赘述。
本实施例提供的风机系统控制方法,不仅可以适用于火力发电、淤泥发电、生物质发电等锅炉的动叶可调风机,同时也可在化工、冶金、有色等其他领域的控制系统涉及的动叶可调风机的变频节能改造中应用,因此具有很强的适用性与灵活性,同时作用于风机的动叶开度以及变频器40的输出,实现了风机系统高效率稳定运行与节能降耗的有效兼容。
实施例三
基于同一发明构思,参照图5,提出本发明变频器的第一实施例,该变频器可以为虚拟装置,应用于风机系统,也可以为箱体式整机设备,实现风机与电机的控制。该变频器可以与电机连接,该电机与风机连接,风机可以为动叶可调风机。
下面结合图5所示的功能模块示意图,对本实施例提供的变频器进行详细描述,该变频器可以包括:
正交实验模块,用于在风机动叶开度调节时,调整电机的转速;其中,动叶开度是针对风机系统的预设工艺负荷下通过手动调节的;
数据获取模块,用于获取动叶开度及对应的电机的多个输出电流;
参数获取模块,用于确定多个输出电流中最小输出电流对应的控制参数,得到预设工艺负荷时的最优控制参数;其中,控制参数包括动叶开度和变频器的控制参数;
自动控制模块,用于针对多个工艺负荷对应的多个最优控制参数进行函数拟合,以对风机和电机分别进行自适应自动控制。
进一步地,正交实验模块可以包括:
动叶开度获取单元,用于通过在确定风机系统的预设工艺负荷,并使风机系统的工作参数保持不变的情况下手动调节风机的动叶开度时,获得风机的多个动叶开度;其中,工作参数包括风机流量、动态负荷、系统负压、风机介质密度、系统漏风率和系统阻力中的一种或多种;
输出电流获取单元,针对每一动叶开度,调整电机的转速。
进一步地,风机的轴系上可以设置扭振监测装置;该变频器还可以包括:
扭振采集模块,用于通过扭振监测装置采集风机的扭振数据;
风险检测模块,用于根据扭振数据进行安全风险检测,得到风险检测结果;
扭振处理模块,用于根据风险检测结果进行报警和/或提供保护,提供保护包括进行扭振抑制或控制系统停运。
更进一步地,扭振处理模块,还用于当风险检测结果为轻度风险时,生成反馈信号;根据反馈信号和预设跳频点得到跳频频率;以及根据跳频频率,对电机进行控制;其中,轻度风险包括扭振数据超出预设的安全裕度范围;
更进一步地,扭振处理模块,还用于当风险检测结果为重度风险时,控制断路器断开,以使风机系统停止运行;其中,重度风险包括扭振数据超出预设的安全裕度范围的值达到预设门限值。
进一步地,变频器上并联设置有自动工频旁路;
一种实施方式中,该变频器还可以包括:
第一故障处理模块,用于当检测到变频器故障时,获取当前时刻风机系统的第一风机流量和第一动态负荷,以及自动工频旁路输入至电机的输入频率;基于第一风机流量和第一动态负荷保持不变的情况下,根据输入频率和自适应寻优算法模型,得到第一工频动叶开度;根据第一工频动叶开度对风机进行控制,并根据输入频率,利用自动工频旁路对电机进行控制;其中,自适应寻优算法模型基于多个工艺负荷对应的多个最优控制参数进行函数拟合建立。
另一实施方式中,该变频器还可以包括:
数据存储模块,用于在对风机和电机分别进行自适应自动控制的过程中,获取实时控制参数以及风机系统的实时风机流量和实时动态负荷;根据实时控制参数、实时风机流量和实时动态负荷,建立数据存储表;实时控制参数包括实时动叶开度和变频器的实时控制参数;
第二故障处理模块,用于当检测到变频器故障时,获取当前时刻风机系统的第一风机流量和第一动态负荷,以及自动工频旁路输入至电机的输入频率;根据第二风机流量、第二动态负荷和输入频率,在数据存储表中查找对应的动叶开度,得到第二工频动叶开度;根据第二工频动叶开度对风机进行控制,并根据输入频率,利用自动工频旁路对电机进行控制。
本实施例提供的变频器,可以采用预制集装箱集成方式,将变频器安装在预制集装箱体中,该预制集装箱体可以为全封闭、高集成形式的配电室,具备高防护等级能力。预制集装箱式变频器配电箱,具有摆放灵活、占地面积小、选择多样等优点,其中,选择多样是指可以采用一体化方式或采用模块拼接方式实现。预制集装箱式变频器可以设置维护大门,实现在集装箱体外部对变频器进行操作和维护,还可以将变频冷却设备、消防系统、照明系统、监控系统等结合于一体,大大减少了设备占用面积。具体应用中,针对不同负载,变频器的输入电压范围为2.3kV—13.8kV,输出功率范围为280kVA—20000kVA。因此,该变频器具有适用性高和应用范围广的优点。
需要说明,本实施例提供的变频器中各个模块可实现的功能和对应达到的技术效果可以参照本发明风机系统控制方法各个实施例中具体实施方式的描述,为了说明书的简洁,此处不再赘述。
实施例四
基于同一发明构思,参照图2的硬件连接示意图,本实施例提供了一种风机系统,该风机系统可以包括:
上位机10;
风机20,与上位机10连接,该风机20可以为动叶可调风机,例如动叶可调轴流式风机;
电机30,与风机20连接,该电机30具体可以通过联轴器与风机20连接;
变频器40,分别与电机30和上位机10连接,用于根据上位机10发送的指令驱动电机转动,该变频器40还与电网连接,由电网供电;
扭振监测装置50,该扭振监测装置50设置于风机20的轴系上,用于采集风机20的扭振数据;
断路器60,变频器40可以通过该断路器60与电网连接;
自动工频旁路70,该自动工频旁路70与变频器40并联。
其中,上位机10用于实现如上述实施例一或实施例二的风机系统控制方法,或者,变频器40用于实现如上述实施例一或实施例二的风机系统控制方法,具体可以根据实际需要选择。
具体的,变频器40的两端可以设置开关,具体在变频器40与断路器60之间以及变频器40与电机30之间设置开关,用以实现当变频器40工作时自动工频旁路70不工作,当自动工频旁路70工作时变频器40不工作。
具体的,上位机10是指能够实现通信连接控制的终端设备,可以是手机、电脑、便携计算机、嵌入式工控机等终端设备。如图3所示为上位机10的硬件结构示意图,上位机10可以包括处理器1001和存储器1005,存储器1005中存储有控制程序,该控制程序被处理器1001执行时,实现本发明风机系统控制方法各个实施例的全部或部分步骤。
可以理解,上位机10还可以包括通信总线1002,用户接口1003和网络接口1004。其中,通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信;用户接口1003用于连接风机、变频器等,进行数据通信,用户接口1003可以包括输出单元如显示屏、扬声器等,输入单元如键盘、话筒等;网络接口1004用于连接后台服务器,与后台服务器进行数据通信,网络接口1004可以包括输入/输出接口,比如标准的有线接口、无线接口如Wi-Fi接口;存储器1005用于存储各种类型的数据,这些数据例如可以包括该上位机10中任何应用程序或方法的指令,以及应用程序相关的数据,存储器1005可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现,例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory,SRAM),随机存取存储器(Random Access Memory,RAM),电可擦除可编程只读存储器(ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory,EEPROM),可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory,EPROM),可编程只读存储器(ProgrammableRead-Only Memory,PROM),只读存储器(Read-Only Memory,ROM),磁存储器,快闪存储器,磁盘或光盘等;可选的,存储器1005还可以是独立于处理器1001的存储装置,继续参照图3,存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及控制程序;处理器1001用于调用存储器1005中存储的控制程序,实现如上述的风机系统控制方法,处理器可以是专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal ProcessingDevice,DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件,用于执行如上述风机系统控制方法各个实施例的全部或部分步骤。
需要说明,图2中示出的硬件结构并不构成对本发明风机系统的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。
实施例五
基于同一发明构思,本实施例提供了一种计算机可读存储介质,如闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如,SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、磁性存储器、磁盘、光盘、服务器等等,该存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序可被一个或多个处理器执行,该计算机程序被处理器执行时可以实现本发明风机系统控制方法各个实施例的全部或部分步骤。
需要说明,上述本发明实施例序号仅为了描述,不代表实施例的优劣。以上实施例仅为本发明的可选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种风机系统控制方法,其特征在于,所述风机系统包括风机和电机,所述风机与所述电机连接,所述电机与变频器连接,所述风机为动叶可调风机,所述方法包括:
在风机动叶开度调节时,调整所述电机的转速;其中,所述动叶开度是针对所述风机系统的预设工艺负荷下通过手动调节的;
获取所述动叶开度及对应的所述电机的多个输出电流;
确定所述多个输出电流中最小输出电流对应的控制参数,得到所述预设工艺负荷时的最优控制参数;其中,所述控制参数包括所述动叶开度和所述变频器的控制参数;
针对多个工艺负荷对应的多个最优控制参数进行函数拟合,以对所述风机和所述电机分别进行自适应自动控制。
2.如权利要求1所述的风机系统控制方法,其特征在于,所述在风机动叶开度调节时,调整所述电机的转速的步骤,包括:
通过在确定所述风机系统的预设工艺负荷,并使所述风机系统的工作参数保持不变的情况下手动调节所述风机的动叶开度,获得所述风机的多个动叶开度;其中,所述工作参数包括风机流量、动态负荷、系统负压、风机介质密度、系统漏风率和系统阻力中的一种或多种;
针对每一所述动叶开度,调整所述电机的转速。
3.如权利要求1所述的风机系统控制方法,其特征在于,所述风机系统还包括扭振监测装置,所述扭振监测装置设置于所述风机的轴系上;
所述针对多个工艺负荷对应的多个最优控制参数进行函数拟合,以对所述风机和所述电机分别进行自适应自动控制的步骤之后,所述方法还包括:
通过所述扭振监测装置采集所述风机的扭振数据;
根据所述扭振数据进行安全风险检测,得到风险检测结果;
根据所述风险检测结果进行报警和/或提供保护,所述提供保护包括进行扭振抑制或控制系统停运。
4.如权利要求3所述的风机系统控制方法,其特征在于,
根据所述风险检测结果进行扭振抑制,包括:
当所述风险检测结果为轻度风险时,生成反馈信号;
根据所述反馈信号和预设跳频点得到跳频频率;其中,所述轻度风险包括所述扭振数据超出预设的安全裕度范围;
根据所述跳频频率,对所述电机进行控制。
5.如权利要求3所述的风机系统控制方法,其特征在于,所述风机系统还包括断路器,所述变频器通过所述断路器与电网连接;
根据所述风险检测结果控制系统停运,包括:
当所述风险检测结果为重度风险时,控制所述断路器断开,以使所述风机系统停止运行;其中,所述重度风险包括所述扭振数据超出预设的安全裕度范围的值达到预设门限值。
6.如权利要求1所述的风机系统控制方法,其特征在于,所述风机系统还包括自动工频旁路,所述自动工频旁路与所述变频器并联;
所述针对多个工艺负荷对应的多个最优控制参数进行函数拟合,以对所述风机和所述电机分别进行自适应自动控制的步骤之后,所述方法还包括:
当检测到所述变频器故障时,获取当前时刻所述风机系统的第一风机流量和第一动态负荷,以及所述自动工频旁路输入至所述电机的输入频率;
基于所述第一风机流量和所述第一动态负荷保持不变的情况下,根据所述输入频率和自适应寻优算法模型,得到第一工频动叶开度;其中,所述自适应寻优算法模型基于所述多个工艺负荷对应的多个最优控制参数进行函数拟合建立;
根据所述第一工频动叶开度对所述风机进行控制,并根据所述输入频率,利用所述自动工频旁路对所述电机进行控制。
7.如权利要求1所述的风机系统控制方法,其特征在于,所述风机系统还包括自动工频旁路,所述自动工频旁路与所述变频器并联;
所述针对多个工艺负荷对应的多个最优控制参数进行函数拟合,以对所述风机和所述电机分别进行自适应自动控制的步骤之后,所述方法还包括:
在对所述风机和所述电机分别进行自适应自动控制的过程中,获取实时控制参数以及所述风机系统的实时风机流量和实时动态负荷,所述实时控制参数包括实时动叶开度和所述变频器的实时控制参数;
根据所述实时控制参数、所述实时风机流量和所述实时动态负荷,建立数据存储表;
当检测到所述变频器故障时,获取当前时刻所述风机系统的第二风机流量和第二动态负荷,以及所述自动工频旁路输入至所述电机的输入频率;
根据所述第二风机流量、所述第二动态负荷和所述输入频率,在所述数据存储表中查找对应的动叶开度,得到第二工频动叶开度;
根据所述第二工频动叶开度对所述风机进行控制,并根据所述输入频率,利用所述自动工频旁路对所述电机进行控制。
8.一种变频器,其特征在于,所述变频器与电机连接,所述电机与风机连接,所述风机为动叶可调风机,所述变频器包括:
正交实验模块,用于在风机动叶开度调节时,调整所述电机的转速;其中,所述动叶开度是针对风机系统的预设工艺负荷下通过手动调节的;
数据获取模块,用于获取所述动叶开度及对应的所述电机的多个输出电流;
参数获取模块,用于确定所述多个输出电流中最小输出电流对应的控制参数,得到所述预设工艺负荷时的最优控制参数;其中,所述控制参数包括所述动叶开度和所述变频器的控制参数;
自动控制模块,用于针对多个工艺负荷对应的多个最优控制参数进行函数拟合,以对所述风机和所述电机分别进行自适应自动控制。
9.一种风机系统,其特征在于,所述风机系统包括:
上位机;
风机,所述风机与所述上位机连接,所述风机为动叶可调风机;
电机,所述电机与所述风机连接;
变频器,所述变频器与所述电机连接,用于根据所述上位机发送的指令驱动所述电机;
扭振监测装置,所述扭振监测装置设置于所述风机的轴系上,用于采集所述风机的扭振数据;
其中,所述上位机用于实现如权利要求1至7中任一项所述的风机系统控制方法;或者,所述变频器用于实现如权利要求1至7中任一项所述的风机系统控制方法。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被一个或多个处理器执行时,实现如权利要求1至7中任一项所述的风机系统控制方法。
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