EP4684134A1 - Verfahren zur regelung eines pumpensystems, das zumindest zwei hydraulisch parallel betriebene kreiselpumpen aufweist, sowie mehrpumpensystem - Google Patents

Verfahren zur regelung eines pumpensystems, das zumindest zwei hydraulisch parallel betriebene kreiselpumpen aufweist, sowie mehrpumpensystem

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Publication number
EP4684134A1
EP4684134A1 EP24712237.7A EP24712237A EP4684134A1 EP 4684134 A1 EP4684134 A1 EP 4684134A1 EP 24712237 A EP24712237 A EP 24712237A EP 4684134 A1 EP4684134 A1 EP 4684134A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
speed
pumps
pump
centrifugal pumps
power consumption
Prior art date
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Pending
Application number
EP24712237.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Eckl
Stefan Laue
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.)
KSB SE and Co KGaA
Original Assignee
KSB SE and Co KGaA
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 KSB SE and Co KGaA filed Critical KSB SE and Co KGaA
Publication of EP4684134A1 publication Critical patent/EP4684134A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/02—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions
    • F04D15/029—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions for pumps operating in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/12—Combinations of two or more pumps
    • F04D13/14—Combinations of two or more pumps the pumps being all of centrifugal type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0066—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by changing the speed, e.g. of the driving engine

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a pump system which has at least two centrifugal pumps operated hydraulically in parallel, each of which is driven by speed-controlled, electric motor drive units, wherein the centrifugal pumps are speed-controlled by a common hydraulic controller which, depending on a controlled variable, outputs a synchronous speed setpoint for all centrifugal pumps as a manipulated variable.
  • centrifugal pumps In multi-pump systems, two or more centrifugal pumps can be operated hydraulically in parallel.
  • FIG 1 In multi-pump systems, two or more centrifugal pumps can be operated hydraulically in parallel.
  • FIG 1 In multi-pump systems, two or more centrifugal pumps can be operated hydraulically in parallel.
  • FIG 1 The control of the centrifugal pumps Pu1-Pu4 shown is taken over by a higher-level, central control unit (hydraulic controller) in order to regulate the multi-pump system to a predeterminable control variable.
  • the control unit not only decides on the number of active pumps, in the example shown here in Figure 1, the two pumps Pu1 and Pu2 are active, while the two pumps Pu3 and Pu4 are inactive. If the pumps are equipped with a frequency converter, their speed n1-n4 can be varied. The speed is determined by the control unit as a function of a controlled variable. Control variable is output. According to current knowledge, it is usual for the active pumps to operate at synchronous speed, ie the two active pumps Pu1, Pu2 are both driven at the synchronous speed nsoll, while the speed of the inactive pumps Pu3, Pu4 is zero.
  • a first approach to a solution is to adjust the higher-level hydraulic controller to the specific conditions of the system, in particular to take into account the different hydraulic resistances and line lengths in the hydraulic equations for control, whereby the pumps are controlled with the appropriate speed distribution.
  • this procedure is quite complex and very time-consuming, since the control must be adjusted on site when the system is put into operation.
  • Another disadvantage is that the characteristics of the system can change as the operating time progresses, which requires the control to be readjusted.
  • the object is achieved by a method having the features of claim 1.
  • Advantageous embodiments of the method are the subject of the dependent claims.
  • the object is achieved by a multi-pump system according to the features of claim 12.
  • it is proposed to expand the generic system to include an efficiency optimizer.
  • the efficiency optimizer is subordinate to the higher-level control unit, i.e. the hydraulic controller.
  • the efficiency optimizer initiates a subsequent adjustment of the manipulated variable output by the hydraulic controller, i.e. the synchronous speed.
  • the efficiency optimizer evaluates the total power consumption of the active centrifugal pumps. Based on this, an adjustment of the manipulated variable of the hydraulic controller, i.e. the common target speed value output by the hydraulic controller for all active pumps, is initiated.
  • the active pumps receive pump-specific target values.
  • the efficiency optimizer optimizes the total power consumption, in particular minimizing it as much as possible. It is important here that the hydraulic target value set by the hydraulic controller is still achieved by the downstream adjustment of the speed value. If the speed is adjusted by the energy efficiency optimizer, the hydraulic controller will also adjust the synchronous speed setting in order to regulate the hydraulic target value. Overall, this reduces the power consumption of the entire system, thereby increasing the overall efficiency of the system.
  • the efficiency optimizer is already provided with the total power consumption of all active centrifugal pumps, so that the efficiency optimizer only knows the total power consumption, but not the individual power consumption of the individual centrifugal pumps.
  • the efficiency optimizer it is also possible for the efficiency optimizer to receive the corresponding power consumption of each centrifugal pump via the individual frequency converters of the system and to determine the total power consumption of the system based on this.
  • the pump-specific speed offset values have different signs, ie the speed setpoint of one pump is reduced while the speed setpoint of the other centrifugal pump is increased. It is particularly simple and conceivable if If there are two active centrifugal pumps, speed offset values of the same amount can be determined, which only differ in their sign. If there are more than two active centrifugal pumps, the amounts of the offset values can differ from each other, but it is advantageous if at least two of the active centrifugal pumps have offset values that differ in their sign.
  • the method according to the invention is preferably carried out iteratively, i.e. the efficiency optimizer determines a speed offset value.
  • the efficiency optimizer checks the updated power consumption of the entire system, in particular whether this has been reduced or increased by adjusting the speed setpoint. For example, if the total power consumption is reduced, the step size of the individual offset values is simply increased again. If the measure has led to an increase in power consumption, the signs of the respective offset values are reversed instead and the method is repeated again.
  • the process is ideally carried out iteratively until an adjusted individual target speed for all pumps is found, which leads to a minimum total power consumption of the system.
  • a suitable search method is carried out, which has the minimum total power consumption of the active centrifugal pumps as the target value.
  • a search method based on the gradient approach is used.
  • the step size of the speed offset values i.e. the adjustment of the target speed using the offset values, is not carried out abruptly, but rather sufficiently slowly with a comparatively small step size in order to maintain the stability of the control system and to reduce the influence on the hydraulic controller to a minimum.
  • the step size it is not necessary for the step size to be adjusted to the same amount for all active centrifugal pumps.
  • different values for the step size in particular different amounts for the step size, can be configured individually for each pump.
  • a common value is determined for the step size, but this is weighted individually for each centrifugal pump.
  • the hydraulic controller regulates the system to a target flow rate or a target delivery head, for example. In the latter case, proportional pressure control or differential pressure control is also conceivable.
  • the hydraulic controller can also regulate along a control curve that outputs the target value for the controlled variable depending on a parameter. Theoretically, the process can be used for different hydraulic controllers that regulate the system to any hydraulic parameter.
  • the invention also relates to a multi-pump system with at least two hydraulically parallel-operated centrifugal pumps, each of which is driven by speed-controlled, electric motor drive units, wherein a hydraulic controller is provided which outputs a synchronous speed setpoint for all centrifugal pumps as a manipulated variable depending on a controlled variable.
  • an efficiency optimizer is used here which is configured to determine pump-specific offset values based on the summed power consumption of at least two centrifugal pumps and to adapt the output speed setpoint of the hydraulic controller for each pump individually using the pump-specific speed offset value in such a way that the summed power consumption of the at least two pumps is reduced, in particular minimized.
  • the at least two hydraulic centrifugal pumps operated in parallel can be of the same design, in particular identical pumps.
  • what is characteristic here is that the hydraulic resistance in the piping of the pumps connected in parallel is different.
  • the hydraulic resistance from the pumps to the pressure collector differs, so that even if the two pumps are running at synchronous speeds, the overall efficiency of the system is generally not optimized.
  • the multi-pump system is configured to carry out the method according to the invention.
  • the above statements in connection with the method according to the invention therefore apply equally to the multi-pump system.
  • Figure 1 a simplified circuit diagram of a multi-pump system
  • Figure 2 a Q-H diagram with pump characteristic curve and parabola of the optimal efficiency
  • FIG. 3 Schematic representation of the method according to the invention
  • Figure 4 Time courses of the search parameter and the target variable during the execution of the search procedure
  • Figure 6 Time courses of the search parameters and the target variable when executing the search procedure with several search parameters
  • Figure 7 the speed curves for two active pumps of a multi-pump system in the simulated execution of the method according to the invention
  • Figure 8 the curves of the electrical power consumed by two active pumps of a multi-pump system during the simulated execution of the method according to the invention
  • Figure 9 the course of the electrical power consumption of the entire system during the simulated execution of the method according to the invention
  • the starting point is the multi-pump system according to Figure 1 with, as an example, four centrifugal pumps Pu1 -Pu4 connected hydraulically in parallel. All pumps Pu1-Pu4 are equipped with a frequency converter.
  • a higher-level hydraulic controller generates a synchronous speed nsetpoint for the active pumps as a control variable in order to regulate the system to a setpoint, e.g. a setpoint delivery head at the pressure collector.
  • the method according to the invention now provides an extension whereby the system can determine the optimal speed distribution for two or more active pumps.
  • the operating point of the pump Pu2 (OP2) is closer to curve 4 of the highest efficiency than the operating point OP1 of the pump Pu1.
  • OP2 the efficiency of the pump Pu2 has a greater impact on the overall efficiency of the system. This can improve the overall efficiency of the system. It is important that the sum of the flow rates (Q total ) remains unchanged. The higher-level hydraulic controller ensures this.
  • an iterative method is carried out for the subsequent adjustment of the synchronous speed output by the hydraulic controller, whereby the active pumps individually change their speeds so that the overall efficiency of the system is increased. Details can be found in Figure 3.
  • Figure 3 shows the higher-level hydraulic controller 10, which controls the system in such a way that one or more predetermined hydraulic target values are achieved.
  • Possible target values are, for example, the total delivery head H total of the system or the total delivery flow of the system Q total .
  • the controlled variable "total delivery flow" is always referred to below. However, the procedure can be used in the same way if the controller were to control another hydraulic variable of the system.
  • an efficiency optimizer 20 is used in addition to the hydraulic controller 10.
  • the efficiency optimizer 20 determines speed offset values for both pumps Pu1, Pu2, which are added to the common setpoint speed nsoll of the hydraulic controller 10, resulting in individual speed setpoints n1, n2 for both pumps Pu1, Pu2.
  • offset values (An) of the same amount are determined, but added with different signs.
  • the efficiency optimizer 20 receives the power values P1, P2 and the total power consumption P_total from both pumps Pu1, Pu2. The efficiency optimizer 20 then calculates a new offset value An from the change in the total power consumption compared to the value of a previous iteration. In this way, the energy optimizer 20 iteratively searches for the point at which the total power consumption of the system is the lowest.
  • the speed change should not be sudden for each iteration, but as slow as possible to avoid pressure surges in the system. It is also advisable to give the optimizer 20 limits as to how far it can change the speed (e.g.: +- 200 rpm).
  • the efficiency optimizer 20 preferably uses a search method that has the minimum total power consumption as a target value and is also based on a gradient approach.
  • a search method that has the minimum total power consumption as a target value and is also based on a gradient approach.
  • Kiefer-Wolfowitz method uses very little memory and processor and can run well on the control system for one pump.
  • this search method can also vary more than one value. The method could therefore easily be expanded to include any number of pumps.
  • pumps with different hydraulic characteristics could also be used together in a multi-pump system.
  • the aim of the search process is to minimize a defined value (here the total power consumption of the pumps). This value is called the "target value”.
  • optimal parameters hereinafter referred to as “search parameters”, which in the case of the efficiency optimizer are the speed values n1, n2, ... of the active pumps.
  • search parameters are sought, which in the case of the efficiency optimizer are the speed values n1, n2, ... of the active pumps.
  • the number of search parameters can be arbitrary.
  • the target value and the search parameters to be optimized must be specified before optimization. Suitable starting values for the search parameters must also be specified.
  • Step 1 Check whether increasing or decreasing the search parameters minimizes the target size (power consumption).
  • an offset is added to the default search parameter and the target size is determined using simulation.
  • the same offset is then subtracted from the search parameter and the new target size is determined using simulation.
  • Step 2 Specify a new value for the search parameter
  • the gradient between the results of the two simulations (with negative and positive offset) is calculated. On this basis, a new value for the search parameter is calculated.
  • y is the target variable to be minimized.
  • the search parameter to be varied is a.
  • Figure 4 shows the progressions of a and y while the optimizer is running. The results show that a value for the search parameter a can be found that significantly minimizes the target variable y.
  • the first two iterations are shown enlarged in Figure 5.
  • the process starts at point 1 (default value).
  • An offset is subtracted from the search parameter a and the simulation starts again (point 2).
  • the same offset is then added to the search parameter a and the simulation is carried out again (point 3).
  • the simulation in this example shows that the negative offset (point 2) increased the target size and the positive offset (point 3) reduced it. Therefore, the search parameter for a is chosen to be higher in the next iteration (point 4).
  • Step size (for point 4):
  • step size (point 4) This determines how large the step size (point 4) should be. If the starting values are already good and only the short-range area should be optimized, a small value can be set here. If no good starting values are known and the entire value range should be searched, then a large step size should be selected here.
  • a weighting can then be defined for each search parameter. For example, if there are three search parameters (A, B, C), there are also three weighting parameters. If one of the search parameters should have a smaller step size than the others, the associated weighting parameter is selected to be smaller than the other weighting parameters.
  • controller parameters are optimized in a running system, there must be no instabilities.
  • the search method as in the present invention, runs in a real system, then the signal of the target variable is often superimposed by noise. This noise is averaged for evaluation by the optimizer. The averaging time is determined with this parameter.
  • the target variable y is to be minimized.
  • the left diagram of the respective figures 6a-6d shows the curves without noise
  • the right diagram shows the result of a Simulation assuming that the raw signal y going into the optimizer is superimposed by noise.
  • a minimum is also found for the target variable. It is noticeable that the target variable is minimized both with and without noise, but with different values for the three search parameters. This is not unusual because there are several solutions for the problem described and the solution path changes due to the noise. It is also noticeable that in the approach without noise, the search parameters and the target variable move evenly towards the optimum. In the approach with noise, however, the signals sometimes change direction abruptly. Nevertheless, the search method is well suited to finding an optimum even in the presence of noise.
  • the search method according to the invention was investigated for two pumps using a simulation.
  • the two pumps are installed in such a way that the hydraulic resistance at the outlet nozzle is different.
  • the method was implemented as previously described with reference to Figure 3 and the following explanations of the search method.
  • FIG 7 shows the speeds of the two pumps Pu1, Pu2 over time.
  • Figure 8 shows the electrical power consumption of the individual pumps Pu1, Pu2 and
  • both speeds are identical (synchronous target speed of the hydraulic controller 10).
  • the speed n2 of the pump Pu2 increases and the speed n2 of the pump Pu1 decreases.
  • the power consumption P2 of the pump Pu2 also increases and the power consumption P1 of the pump Pu1 decreases.
  • the total power P_ges decreases. The operating point is thus reached with a lower power consumption P_ges.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Pumpensystems, das zumindest zwei hydraulisch parallel betriebene Kreiselpumpen aufweist, die jeweils durch drehzahlgeregelte, elektromotorische Antriebseinheiten angetrieben werden, wobei die Kreiselpumpen durch einen gemeinsamen Hydraulikregler drehzahlgeregelt werden, der in Abhängigkeit einer Regelgröße einen synchronen Drehzahlsollwert für alle Kreiselpumpen als Stellgröße ausgibt, wobei ein Effizienzoptimierer auf Grundlage der summierten Leistungsaufnahmen von wenigstens zwei Kreiselpumpen pumpenindividuelle Drehzahl-Offsetwerte bestimmt und den durch den Hydraulikregler ausgegebenen Drehzahlsollwert für jede Pumpe individuell durch den pumpenindividuellen Drehzahl-Offsetwert derart anpasst, dass die summierte Leistungsaufnahme der wenigstens zwei Pumpen reduziert, insbesondere minimiert wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Regelung eines Pumpensystems, das zumindest zwei hydraulisch parallel betriebene Kreiselpumpen aufweist, sowie Mehrpumpensystem
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung eines Pumpensystems, das zumindest zwei hydraulisch parallel betriebene Kreiselpumpen aufweist, die jeweils durch drehzahlgeregelte, elektromotorische Antriebseinheiten angetrieben werden, wobei die Kreiselpumpen durch einen gemeinsamen Hydraulikregler drehzahlgeregelt werden, der in Abhängigkeit von einer Regelgröße einen synchronen Drehzahlsollwert für alle Kreiselpumpen als Stellgröße ausgibt.
In Mehrpumpenanlagen können zwei oder mehr Kreiselpumpen hydraulisch parallel betrieben werden. Exemplarisch wird auf das in Figur 1 gezeigte Beispiel verwiesen, das insgesamt vier hydraulisch parallel geschaltete Kreiselpumpen Pu1-Pu4 aufweist, die in einen gemeinsamen Drucksammler 1 fördern. Die Regelung der gezeigten Kreiselpumpen Pu1-Pu4 wird durch eine übergeordnete, zentrale Steuereinheit (Hydraulikregler) übernommen, um die Mehrpumpenanlage auf eine vorgebbare Regelgröße einzuregeln.
Die Steuereinheit entscheidet nicht nur über die Anzahl aktiver Pumpen, im hier gezeigten Ausführungsbeispiel der Figur 1 sind die beiden Pumpen Pu1 und Pu2 aktiv, während die beiden Pumpen Pu3 und Pu4 inaktiv sind. Sind die Pumpen mit einem Frequenzumrichter ausgestattet, so lassen sich diese in ihrer Drehzahl n1-n4 variieren. Die Drehzahl wird in Abhängigkeit einer Regelgröße durch die Steuereinheit als Stellgröße ausgegeben. Nach heutigem Kenntnisstand ist es üblich, dass die aktiven Pumpen mit synchroner Drehzahl operieren, d.h. die beiden aktiven Pumpen Pu1 , Pu2 werden hier beide mit der synchronen Drehzahl nsoll angetrieben, während die Drehzahl der inaktiven Pumpen Pu3, Pu4 Null beträgt.
Diese Vorgehensweise ist der Annahme geschuldet, dass der Gesamtwirkungsgrad der Anlage am geringsten ist, wenn die aktiven Pumpen mit synchroner Drehzahl laufen. Dies ist jedoch nur unter Idealbedingungen in der Theorie der Fall, d.h. alle Pumpen exakt identisch konstruiert und auch die jeweilige Verrohrung der Pumpen zum Sammler alle gleiche hydraulische Widerstände haben. In der Praxis kommt es jedoch aufgrund von Fertigungstoleranzen und baulichen Gegebenheiten zu nicht unerheblichen Abweichungen.
Ein erster Lösungsansatz besteht darin, den übergeordneten Hydraulikregler auf die konkreten Gegebenheiten der Anlage einzustellen, insbesondere die unterschiedlichen hydraulischen Widerstände und Leitungslängen in den hydraulischen Gleichungen zur Regelung zu berücksichtigen, wodurch die Pumpen mit entsprechender Drehzahlverteilung angesteuert werden. Diese Vorgehensweise ist jedoch recht komplex und sehr aufwändig, da eine Regelungsanpassung vor Ort bei Inbetriebnahme der Anlage erfolgen muss. Auch besteht ein Nachteil darin, dass sich mit fortschreitender Betriebsdauer die Charakteristik der Anlage ändern kann, was eine Nachjustierung der Regelung verlangt.
Es wird daher nach einer optimierten und zudem einfacher zu realisierenden Vorgehensweise gesucht, um ein solches Szenario abzudecken und eine Optimierung der Ansteuerung einer Mehrpumpenanlage zu erreichen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Vorteilhafte Ausführungen des Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Zudem wird die Aufgabe durch ein Mehrpumpensystem gemäß den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die gattungsgemäße Anlage um einen Effizienzoptimierer zu erweitern. Der Effizienzoptimierer ist der übergeordneten Steuereinheit, d.h. dem Hydraulikregler, nachgeordnet. Der Effizienzoptimierer veranlasst eine nachträgliche Anpassung der durch den Hydraulikregler ausgegebenen Stellgröße, d.h. der synchronen Drehzahl. Dazu wertet der Effizienzoptimierer die summierte Leistungsaufnahme der aktiven Kreiselpumpen aus. Darauf basierend wird eine Anpassung der Stellgröße des Hydraulikreglers, d.h. des durch den Hydraulikregler für alle aktiven Pumpen ausgegebenen gemeinsamen Soll-Drehzahlwertes veranlasst. Im Ergebnis erhalten die aktiven Pumpen dadurch pumpenindividuelle Sollwertvorgaben. Durch die gezielte Anpassung der Drehzahlwerte für einzelne Pumpen optimiert der Effizienzoptimierer die summierte Leistungsaufnahme, insbesondere wird diese soweit wie möglich minimiert. Wesentlich hierbei ist, dass durch die nachgeordnete Anpassung des Drehzahlwertes, die durch den Hydraulikregler eingeregelte hydraulische Sollgröße dennoch erreicht wird. Wird die Drehzahl durch den Energieeffizienzoptimierer angepasst, so wird auch der Hydraulikregler die synchrone Drehzahlvorgabe anpassen, um die hydraulische Sollgröße einzuregeln. In Summe wird dadurch die Leistungsaufnahme des Gesamtsystems reduziert, wodurch der Gesamtwirkungsgrad der Anlage steigt.
Es kann vorgesehen sein, dass dem Effizienzoptimierer bereits die summierte Leistungsaufnahme aller aktiven Kreiselpumpen zur Verfügung gestellt wird, der Effizienzoptimierer demzufolge nur die Gesamtleistungsaufnahme kennt, nicht jedoch die einzelnen Leistungsaufnahmen der einzelnen Kreiselpumpen. Alternativ ist es ebenso möglich, dass der Effizienzoptimierer durch die einzelnen Frequenzumrichter der Anlage die entsprechenden Leistungsaufnahmen jeder Kreiselpumpe empfängt und darauf basierend die Gesamtleistungsaufnahme der Anlage bestimmt.
Gemäß einer besonders einfachen Ausführungsvariante des Verfahrens, insbesondere für den Fall, dass zwei Pumpen aktiv betrieben werden, ist es vorstellbar, dass die pumpenindividuellen Drehzahl-Offsetwerte unterschiedliche Vorzeichen haben, d.h. der Drehzahlsollwert einer Pumpe wird dadurch reduziert, während der Drehzahlsollwert der anderen Kreiselpumpe erhöht wird. Besonders einfach und vorstellbar ist es, wenn bei zwei aktiven Kreiselpumpen betragsgleiche Drehzahl-Offsetwerte bestimmt werden, die sich lediglich im Vorzeichen voneinander unterscheiden. Bei mehr als zwei aktiven Kreiselpumpen können die Beträge der Offsetwerte voneinander abweichen, von Vorteil ist es aber, wenn sich zumindest zwei der aktiven Kreiselpumpen in ihren Offsetwerten im Vorzeichen voneinander unterscheiden.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt iterativ ausgeführt, das heißt der Effizienzoptimierer bestimmt einen Drehzahl-Offsetwert. Nach entsprechender Einregelung der Kreiselpumpen auf den angepassten Drehzahlsollwert wird durch den Effizienzoptimierer die aktualisierte Leistungsaufnahme des Gesamtsystems überprüft, insbesondere darauf, ob sich diese durch die Anpassung des Drehzahlsollwertes reduziert oder erhöht hat. Beispielsweise wird bei einer Reduktion der Gesamtleistungsaufnahme lediglich die Schrittweite der einzelnen Offsetwerte nochmals erhöht. Hat die Maßnahme zu einer Zunahme der Leistungsaufnahme geführt, wird stattdessen eine Umkehrung der Vorzeichen der jeweiligen Offsetwerte vorgenommen und das Verfahren erneut wiederholt.
Das Verfahren wird idealerweise so lange iterativ ausgeführt, bis am Ende eine angepasste individuelle Solldrehzahl für alle Pumpen aufgefunden wurde, die zu einer minimalen Gesamtleistungsaufnahme der Anlage führt. Bevorzugt kommt ein passendes Suchverfahren zur Ausführung, das als Zielgröße die minimale summierte Leistungsaufnahme der aktiven Kreiselpumpen hat. Bevorzugt kommt ein Suchverfahren nach dem Gradientenansatz zum Einsatz.
Von besonderer Bedeutung ist hierbei, dass die Schrittweite der Drehzahl-Offsetwerte, das heißt die Anpassung der Solldrehzahl mittels der Offsetwerte nicht sprungartig, sondern ausreichend langsam mit vergleichsweise geringer Schrittweite ausgeführt wird, um die Stabilität des Regelsystems zu wahren und die Beeinflussung des Hydraulikreglers auf ein Minimum zu reduzieren. Denkbar ist hierbei beispielsweise eine Anpassung der Solldrehzahl um Offsetwerte in einem Bereich von 10 U/min’1 bis 50 U/min’1, bevorzugt im Bereich von 10 bis 30 U/min’1. Dabei ist es nicht notwendig, dass die Schrittweite für alle aktiven Kreiselpumpen betragsgleich angepasst wird. Denkbar ist es ebenso, dass unterschiedliche Werte für die Schrittweite, insbesondere unterschiedliche Beträge für die Schrittweite für jede Pumpe individuell konfigurierbar sind. Denkbar ist es auch, dass ein gemeinsamer Wert für die Schrittweite bestimmt wird, dieser jedoch für die einzelnen Kreiselpumpen individuell gewichtet wird.
Ferner ist es für die Stabilität der Regelung der Anlage, insbesondere des Hydraulikreglers, notwendig einen maximalen Delta-Drehzahlwert vorzugeben, um diesen der Effizienzoptimierer den initial durch den Hydraulikregler vorgegebenen synchronen Solldrehzahlwert maximal ändern darf.
Der Hydraulikregler regelt die Anlage beispielsweise auf einen Sollförderstrom oder eine Sollförderhöhe. Dabei ist bei letzterem auch eine Proportionaldruckregelung oder eine Differenzdruckregelung denkbar. Ferner kann der Hydraulikregler entlang einer Regelkurve regeln, die in Abhängigkeit eines Parameters den Sollwert für die Regelgröße ausgibt. Theoretisch lässt sich das Verfahren für unterschiedliche Hydraulikregler einsetzen, die die Anlage auf einen beliebigen hydraulischen Parameter einregeln.
Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren betrifft die Erfindung zudem ein Mehrpumpensystem mit wenigstens zwei hydraulisch parallel betriebenen Kreiselpumpen, die jeweils durch drehzahlgeregelte, elektromotorische Antriebseinheiten angetrieben werden, wobei ein Hydraulikregler vorgesehen ist, der in Abhängigkeit einer Regelgröße einen synchronen Drehzahlsollwert für alle Kreiselpumpen als Stellgröße ausgibt. Erfindungsgemäß wird hier ein Effizienzoptimierer eingesetzt, der konfiguriert ist, auf Grundlage der summierten Leistungsaufnahme von wenigstens zwei Kreiselpumpen pumpenindividuelle Offsetwerte zu bestimmen und den ausgegebenen Drehzahlsollwert des Hydraulikreglers für jede Pumpe individuell durch den pumpenindividuellen Drehzahl- Offsetwert derart anzupassen, dass die summierte Leistungsaufnahme der wenigstens zwei Pumpen reduziert, insbesondere minimiert wird. Bei den wenigstens zwei hydraulisch, parallel betriebenen Kreiselpumpen kann es sich um bauartgleiche, insbesondere identische Pumpen handeln. Kennzeichnend dabei ist jedoch, dass der hydraulische Widerstand in der Verrohrung der parallel zueinander geschalteten Pumpen unterschiedlich ist. Insbesondere ist der hydraulische Widerstand von den Pumpen bis hin zum Drucksammler abweichend, so dass sich auch bei synchroner Drehzahl der beiden Pumpen in der Regel kein optimierter Gesamtwirkungsgrad der Anlage einstellt.
Insbesondere ist das Mehrpumpensystem zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung konfiguriert. Die vorstehenden Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gelten daher für das Mehrpumpensystem gleichermaßen.
Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung sollen nachfolgend eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels dargestellt werden. Es zeigen:
Figur 1 : ein vereinfachtes Schaltbild einer Mehrpumpenanlage,
Figur 2: ein Q-H-Diagramm mit Pumpenkennlinie und Parabel des optimalen Wirkungsgrades
Figur 3: Prinzipdarstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Figur 4: Zeitverläufe des Suchparameters und der Zielgröße während der Ausführung des Suchverfahrens,
Figur 5: eine vergrößerte Darstellung der Zeitverläufe des Suchparameters und der Zielgröße während der ersten beiden Iterationen des Suchverfahrens,
Figur 6: Zeitverläufe der Suchparameter und der Zielgröße bei einer Ausführung des Suchverfahrens mit mehreren Suchparametern, Figur 7: die Drehzahlverläufe für zwei aktive Pumpen einer Mehrpumpenanlage bei der simulierten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
Figur 8: die Verläufe der aufgenommenen elektrischen Leistungen von zwei aktive Pumpen einer Mehrpumpenanlage bei der simulierten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und
Figur 9: der Verlauf der elektrischen Leistungsaufnahme des Gesamtsystem bei der simulierten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
Ausgangspunkt ist das Mehrpumpensystem gemäß der Figur 1 mit hier exemplarisch vier hydraulisch parallel geschalteten Kreiselpumpen Pu1 -Pu4. Alle Pumpen Pu1-Pu4 sind mit einem Frequenzumrichter ausgestattet. Wie im Stand der Technik generiert ein übergeordneter Hydraulikregler eine synchrone Drehzahl nsoll für die aktiven Pumpen als Stellgröße, um die Anlage auf einen Sollwert, bspw. eine Sollförderhöhe am Drucksammler einzuregeln.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht nun eine Erweiterung vor, wodurch das System die optimale Drehzahlverteilung bei zwei oder mehreren aktiven Pumpen ermitteln kann.
Zur Verdeutlichung des technischen Hintergrunds für die Verfahrensausführung werden kurz die Zusammenhänge anhand des in Figur 2 gezeigten Q/H-Diagramms erläutert. Es wird angenommen, dass die Pumpen Pu1 und Pu2 identisch sind, d.h. beide haben die gleiche Pumpenkennlinie, die hier für die Drehzahl n dargestellt und mit dem Bezugszeichen 3 gekennzeichnet ist. Weiterhin gezeigt ist die Kurve höchster Wirkungsgrade, gekennzeichnet mit dem Bezugszeichen 4. Die Betriebspunkte der beiden Pumpen Pu1 , Pu2 sind als OP1 und OP2 gekennzeichnet. Idealerweise liegen beide Betriebspunkte OP1 , OP2 möglichst dicht an der Kurve 4 höchster Wirkungsgrade, da dann der Gesamtwirkungsgrad der Anlage am höchsten ist. Aufgrund der unterschiedlichen Verrohrung liegen die beiden Betriebspunkte OP1 , OP2 trotz identischer Drehzahl n nicht aufeinander. Im Beispiel der Figur 2 liegt der Betriebspunkt der Pumpe Pu2 (OP2) dichter an der Kurve 4 höchster Wirkungsgrade als der Betriebspunkt OP1 der Pumpe Pu1 . Ein Erhöhen der Drehzahl der Pumpe Pu2 bei gleichzeitigem Absenken der Drehzahl der Pumpe Pu1 führt dazu, dass der Wirkungsgrad der Pumpe Pu2 mit einem höheren Gewicht in den Gesamtwirkungsgrad der Anlage einfließt. Dadurch kann der Gesamtwirkungsgrad der Anlage verbessert werden. Wichtig ist, dass die Summe der Förderströme (Qges) unverändert bleibt. Hierfür sorgt der übergeordnete Hydraulikregler.
Gemäß der Erfindung wird ein iteratives Verfahren zur nachgeordneten Anpassung der durch den Hydraulikregler ausgegebenen synchronen Drehzahl ausgeführt, wodurch die aktiven Pumpen ihre Drehzahlen individuell so verändern, dass der Gesamtwirkungsgrad der Anlage erhöht wird. Details sind der Figur 3 zu entnehmen.
Figur 3 zeigt den übergeordneten hydraulischen Regler 10, der die Anlage derart regelt, dass ein oder mehrere vorgegebene hydraulische Sollgrößen erreichet werden.
Mögliche Sollgrößen sind beispielsweise die Gesamtförderhöhe Hges der Anlage oder der Gesamtförderstrom der Anlage Qges. Der Einfachheit halber wird im Folgenden immer von der Regelgröße „Gesamtförderstrom“ gesprochen. Das Verfahren lässt sich aber genauso anwenden, wenn der Regler eine andere hydraulische Größe der Anlage regeln würde.
Wenn der hydraulische Regler 10 die Anlage auf einen bestimmten Gesamtförderstrom Qsoii einregelt, so erzeugt er einen gemeinsamen Drehzahlsollwert nsoll für beide Pumpen Pu1 , Pu2. Gemäß dem hier beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren wird zusätzlich zu dem hydraulischen Regler 10 ein Effizienzoptimierer 20 eingesetzt. Der Effizienzoptimierer 20 bestimmt Drehzahloffsetwerte für beide Pumpen Pu1 , Pu2, die auf die gemeinsame Solldrehzahl nsoll des Hydraulikreglers 10 aufaddiert werden, woraus individuelle Drehzahlsollwerte n1 , n2 für beide Pumpen Pu1 , Pu2 resultieren. Im hier dargestellten Beispiel werden betragsgleiche Offsetwerte (An) bestimmt, jedoch mit unterschiedlichen Vorzeichen aufaddiert. Dieser Drehzahloffset mit unterschiedlichen Vorzeichen führt dazu, dass sich die elektrische Leistungsaufnahme P1 , P2 der einzelnen Pumpen Pu1 und Pu2 sowie die gesamte elektrische Leistungsaufnahme der Anlage P_ges = P1 + P2 ändert. Die hydraulischen Größen der Anlage ändern sich hingegen nicht, da der hydraulische Regler 10 diese durch ein Anpassen der Solldrehzahl nsoll sofort ausregelt. Der Effizienzoptimierer 20 bekommt von beiden Pumpen Pu1 , Pu2 die Leistungswerte P1 , P2 bzw. die summierte Leistungsaufnahme P_ges mitgeteilt. Aus der Änderung der summierten Leistungsaufnahme gegenüber dem Wert einer vorhergehenden Iteration wird dann durch den Effizienzoptimierer 20 ein neuer Offsetwert An berechnet. Auf diese Weise sucht der Energieoptimierer 20 iterativ den Punkt, an dem die gesamte Leistungsaufnahme der Anlage am geringsten ist.
Die Drehzahländerung sollte dabei für jede Iteration nicht sprunghaft erfolgen, sondern möglichst langsam, um Druckstöße in der Anlage zu vermeiden. Außerdem ist es ratsam dem Optimierer 20 Grenzen vorzugeben, wie weit er die Drehzahl verändern darf (bspw.: +- 200 U/min).
Zur Optimierung des oder der Offsetwerte An greift der Effizienzoptimierer 20 vorzugsweise auf ein Suchverfahren zurück, das die minimale summierte Leistungsaufnahme als Zielgröße hat und gleichzeitig auf einem Gradientenansatz beruht. Eine Möglichkeit wäre der Ansatz nach dem Kiefer-Wolfowitz Verfahren, da dieser Ansatz sehr Speicher- und prozessorsparsam arbeitet und gut auf der Steuerung für eine Pumpe laufen kann. Ein weiterer Vorteil ist, dass dieses Suchverfahren auch mehr als eine Größe variieren kann. Das Verfahren ließe sich damit problemlos auf beliebig viele Pumpen erweitern. Außerdem könnten auch Pumpen mit unterschiedlicher hydraulischer Charakteristik in einer Mehrpumpenanlage zusammen genutzt werden.
Wenn das Verfahren auf mehr als zwei Pumpen erweitert wird, ist es auch nicht zwingend, dass der Drehzahloffset An für die Pumpen identisch ist und nur ein anderes Vorzeichen hat. Jede Pumpe könnte ihren individuellen Drehzahloffset bekommen. Der hydraulische Regler stellt sicher, dass die hydraulischen Sollwerte (Q_ges) trotzdem eingehalten werden.
Nachfolgend soll näher auf die Verfahrensschritte zur Optimierung der Offsetwerte An und Minimierung der Leistungsaufnahme P_ges eingegangen werden.
Allgemein lässt sich das Ziel des Suchverfahrens darin sehen, einen definierten Wert (hier die summierte Leistungsaufnahme der Pumpen) zu minimieren. Dieser Wert wird „Zielgröße“ genannt. Um dieses Ziel zu erreichen, werden optimale Parameter, im folgenden „Suchparameter“ genannt, gesucht, die im Falle des Effizienzoptimierers die Drehzahlwerte n1 , n2, ... der aktiven Pumpen sind. Die Anzahl der Suchparameter kann beliebig sein. Die Zielgröße und die zu optimierenden Suchparameter müssen vor einer Optimierung festgelegt werden. Ferner sind geeignete Startwerte für die Suchparameter festzulegen.
Die Vorgehensweise bei diesem Suchverfahren lässt sich anhand eines einfachen theoretischen Beispiels mit nur einem Suchparameter erläutern:
Schritt 1 : Prüfe, ob ein Erhöhen oder Absenken der Suchparameter die Zielqröße (Leistungsaufnahme) minimiert.
Hierfür wird ein Offset zum Default-Suchparameter hinzuaddiert und mittels Simulation die Zielgröße bestimmt. Danach wird derselbe Offset von dem Suchparameter subtrahiert und mittels Simulation die neue Zielgröße bestimmt.
Schritt 2: Festleqen eines neuen Wertes für den Suchparameter
Der Gradient zwischen den Ergebnissen der beiden Simulationen (mit negativem und positivem Offset) wird berechnet. Auf dieser Basis wird ein neuer Wert für den Suchparameter berechnet.
Ein System kann durch folgende Gleichung beschrieben werden: y = (1.5 - a)2 Dabei ist y die zu minimierende Zielgröße. Der zu variierende Suchparameter ist a. Als Startwert wird a = 1 festgelegt. Figur 4 zeigt die Verläufe von a und y während der Optimierer läuft. Die Ergebnisse zeigen, dass ein Wert für den Suchparameter a gefunden werden kann, der die Zielgröße y signifikant minimiert.
Zur besseren Verdeutlichung der Funktionsweise sind die ersten zwei Iterationen in der Figur 5 vergrößert dargestellt. Das Verfahren startet im Punkt 1 (Default Wert). Ein Offset wird vom Suchparameter a subtrahiert und die Simulation startet erneut (Punkt 2). Anschließend wird derselbe Offset zum Suchparameter a hinzuaddiert und die Simulation erneut durchgeführt (Punkt 3). Die Simulation in diesem Beispiel zeigt, dass der negative Offset (Punkt 2) die Zielgröße erhöht und der positive Offset (Punkt 3) reduziert hat. Daher wird der Suchparameter für a in der nächsten Iteration höher gewählt (Punkt 4).
Parametrierung:
Hiermit wird festgelegt, wie groß der Offset (Punkt 2, Punkt 3) gewählt wird. Je stärker das Rohsignal verrauscht ist, desto höher muss der Offset gewählt werden, um valide Ergebnisse zu erhalten. Wenn das Rohsignal nicht verrauscht ist, kann ein kleinerer Wert gewählt werden.
Schrittweite (Für Punkt 4):
Hiermit wird festgelegt, wie groß die Schrittweite (Punkt 4) sein soll. Wenn die Startwerte bereits gut sind und es nur im Nahbereich optimiert werden soll, so kann hier ein kleiner Wert eingestellt werden. Wenn keine guten Startwerte bekannt sind und der gesamte Wertebereich abgesucht werden soll, dann sollte hier die Schrittweite groß gewählt werden.
Wenn es mehr als einen Suchparameter gibt, dann ist es möglicherweise erforderlich, unterschiedliche Schrittweiten zu wählen. Es gibt aber nur einen Parameter für die Schrittweite. Es kann dann für jeden Suchparameter eine Gewichtung definiert werden. Gibt es bspw. drei Suchparameter (A, B, C), so gibt es auch drei Gewichtungsparameter. Soll einer der Suchparameter eine kleinere Schrittweite haben als die anderen, so wird der zugehörige Gewichtungsparameter kleiner gewählt als die anderen Gewichtungsparameter.
Minimaler Parameter, Maximaler Parameter (Für Punkt 4):
Oft ist es erforderlich, dass der Variationsraum der Suchparameter begrenzt ist. Wenn wie bei der Erfindung Reglerparameter in einer laufenden Anlage optimiert werden, so darf es keine Instabilitäten geben.
Einschwinqzeit:
Wen ein Suchparameter geändert wurde, dann dauert es u.ll. eine Weile bis die Zielgröße eingeschwungen ist. Diesen Einschwingvorgang gilt es abzuwarten, bevor die Ergebnisse ausgewertet werden.
Messdauer:
Wenn das Suchverfahren, wie in der vorliegenden Erfindung, in einer realen Anlage läuft, dann ist das Signal der Zielgröße oft von einem Rauschen überlagert. Dieses Rauschen wird für die Auswertung durch den Optimierer gemittelt. Die Mittelungsdauer wird mit diesem Parameter festgelegt.
Das hier skizzierte Beispiel lässt sich auf mehrere Suchparameter erweitern. Im Folgenden wird ein Beispiel mit drei Suchparametern skizziert:
Es soll die Zielgröße y minimiert werden. Dabei ist y abhängig von den zu variierenden Suchparametern a, b, c gemäß folgender exemplarischer Gleichung. y = (a+2*b-3*c -40)2;
Die Diagramme der Figuren 6a-6d zeigen den Verlauf von a, b, c sowie der Zielgröße y.
Im linken Diagramm der jeweiligen Figuren 6a-6d sind jeweils die Verläufe ohne Rauschen dargestellt, die rechte Diagrammdarstellung zeigt das Ergebnis einer Simulation unter der Annahme, dass das Rohsignal y, das in den Optimierer geht, von einem Rauschen überlagert ist.
Auch in diesem Beispiel wird ein Minimum für die Zielgröße gefunden. Es fällt auf, dass sowohl mit als auch ohne Rauschen die Zielgröße minimiert wird, allerdings mit unterschiedlichen Werten für die drei Suchparameter. Dies ist nicht ungewöhnlich, weil es für das beschriebene Problem mehrere Lösungen gibt und der Lösungsweg sich durch das Rauschen verändert. Weiterhin fällt auf, dass beim Ansatz ohne Rauschen die Suchparameter und die Zielgröße gleichmäßig auf das Optimum zubewegen. Beim Ansatz mit Rauschen hingegen wechseln die Signale teilweise sprunghaft die Richtung. Dennoch ist das Suchverfahren gut geeignet, auch bei Rauschen ein Optimum zu finden.
Das erfindungsgemäße Suchverfahren wurde für zwei Pumpen mit Hilfe einer Simulation untersucht. Die beiden Pumpen sind derart eingebaut, dass der hydraulische Widerstand am Ausgangstutzen unterschiedlich ist. Das Verfahren wurde so umgesetzt, wie zuvor anhand der Figur 3 und den nachfolgenden Ausführungen zum Suchverfahren beschrieben.
Figur 7 zeigt die Drehzahlen der beiden Pumpen Pu1 , Pu2 über die Zeit. Figur 8 zeigt die elektrische Leistungsaufnahmen der einzelnen Pumpen Pu1 , Pu2 und Figur 9 zeigt die elektrische Leistungsaufnahme des Gesamtsystems P_ges = P1 + P2. Zu Beginn des Suchverfahrens sind beide Drehzahlen identisch (synchrone Solldrehzahl des Hydraulikreglers 10). Mit der zeit steigt die Drehzahl n2 der Pumpe Pu2 an und die Drehzahl n2 der Pumpe Pu1 fällt ab. Dadurch steigt auch die Leistungsaufnahme P2 der Pumpe Pu2 an und die Leistungsaufnahme P1 der Pumpe Pu1 fällt ab. Die Gesamtleistung P_ges fällt ab. Somit wird der Betriebspunkt mit einer geringeren Leistungsaufnahme P_ges erreicht.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Regelung eines Pumpensystems, das zumindest zwei hydraulisch parallel betriebene Kreiselpumpen (Pu1-Pu4) aufweist, die jeweils durch drehzahlgeregelte, elektromotorische Antriebseinheiten angetrieben werden, wobei die Kreiselpumpen (Pu1-Pu4) durch einen gemeinsamen Hydraulikregler (10) drehzahlgeregelt werden, der in Abhängigkeit einer Regelgröße einen synchronen Drehzahlsollwert nsoll für alle Kreiselpumpen (Pu1-Pu4) als Stellgröße ausgibt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Effizienzoptimierer (20) auf Grundlage der summierten Leistungsaufnahmen P_ges von wenigstens zwei Kreiselpumpen (Pu1-Pu4) pumpenindividuelle Dreh- zahl-Offsetwerte bestimmt und den durch den Hydraulikregler ausgegebenen Drehzahlsollwert nsoll für jede Pumpe (Pu1-Pu4) individuell durch den pumpenindividuellen Drehzahl-Offsetwert derart anpasst, dass die summierte Leistungsaufnahme P_ges der wenigstens zwei Pumpen (Pu1 -Pu4) reduziert, insbesondere minimiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Effizienzoptimierer (20) die individuellen Leistungsaufnahmen P1 , P2 der Pumpen (Pu1-Pu4) empfängt, insbesondere von den Frequenzumrichtern erhält, und diese summiert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Effizienzoptimierer (20) die summierte Leistungsaufnahme P_ges empfängt.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmten pumpenindividuellen Drehzahl-Offsetwerte der wenigstens zwei Pumpen (Pu1-Pu4) unterschiedliche Vorzeichen haben und auf die Drehzahlsollwerte nsoll der Pumpen (Pu1 -Pu4) aufsummiert werden.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die wenigstens zwei Pumpen (Pu1-Pu4) ein betragsgleicher Drehzahl- Offsetwert An bestimmt wird, wobei vorzugsweise die Solldrehzahl der einen Pumpe (Pu1-Pu4) um den Drehzahl-Offsetwert An erhöht und die Solldrehzahl der anderen Pumpe (Pu1 -Pu4) um den Drehzahl-Offsetwert An reduziert wird.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren iterativ ausgeführt wird, indem der Effizienzoptimierer (20) nach jeder Anpassung der Solldrehzahlwerte die summierte Leistungsaufnahme P_ges überprüft und iterativ den Punkt bestimmt, an dem die summierte Leistungsaufnahme P_ges der Kreiselpumpen (Pu1-Pu4) am geringsten ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Effizienzoptimierer (20) ein Suchverfahren mit der summierten Leistungsaufnahme P_ges der Kreiselpumpen (Pu1-Pu4) als Zielgröße ausführt, insbesondere ein Suchverfahren nach einem Gradientenansatz.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrittweite des Drehzahl-Offsetwerts, um diesen der Drehzahlsollwert pro Iteration verändert werden darf, in einem definierbaren Bereich liegt, insbesondere in einem Wertebereich von 10 U/min bis 50 U/min, vorzugsweise im Bereich zwischen 10 U/min und 30 U/min.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrittweite für jede Kreiselpumpe (Pu1-Pu4) unterschiedlich definiert ist oder eine gemeinsame Schrittweite für die wenigstens zwei Kreiselpumpen (Pu1-Pu4) individuell gewichtet wird.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein maximaler Delta-Drehzahlwert für den Energieoptimierer (20) vorgebbar ist, der den maximalen Änderungswert der Solldrehzahl der Pumpe (Pu1 -Pu4) gegenüber der initialen Solldrehzahl nsoll des Hydraulikreglers (10) definiert.
11 . Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikregler (10) auf einen Soll-Förderstrom oder eine Soll- Förderhöhe oder entlang einer Regelkurve als Regelgröße regelt.
12. Mehrpumpensystem, das wenigstens zwei hydraulisch parallel betriebene Kreiselpumpen (Pu1 -Pu4) aufweist, die jeweils durch drehzahlgeregelte, elektromotorische Antriebseinheiten angetrieben werden, wobei ein Hydraulikregler (10) vorgesehen ist, der in Abhängigkeit einer Regelgröße einen synchronen Drehzahlsollwert nsoll für alle Kreiselpumpen (Pu1 -Pu4) als Stellgröße ausgibt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Effizienzoptimierer (20) vorgesehen ist, der konfiguriert ist, auf Grundlage der summierten Leistungsaufnahme P_ges von wenigstens zwei Kreiselpumpen (Pu1 - Pu4) pumpenindividuelle Drehzahl-Offsetwerte zu bestimmen und den ausgegebenen Drehzahlsollwert nsoll des Hydraulikreglers (10) für jede Pumpe (Pu1 -Pu4) individuell durch den pumpenindividuellen Drehzahl-Offsetwert derart anzupassen, dass die summierte Leistungsaufnahme P_ges der wenigstens zwei Pumpen (Pu1 -Pu4) reduziert, insbesondere minimiert wird.
13. Mehrpumpensystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den wenigstens zwei hydraulisch parallel betriebenen Kreiselpumpen (Pu1 -Pu4) um bauartgleiche Pumpen handelt, wobei jedoch der hydraulische Widerstand zwischen den Pumpen (Pu1 -Pu4) und dem Drucksammler (1 ) unterschiedlich sein kann.
14. Mehrpumpensystem nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrpumpensystem zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 11 konfiguriert ist.
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