RU2726570C1 - Способ оптимизации систем водоснабжения - Google Patents
Способ оптимизации систем водоснабжения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2726570C1 RU2726570C1 RU2019101413A RU2019101413A RU2726570C1 RU 2726570 C1 RU2726570 C1 RU 2726570C1 RU 2019101413 A RU2019101413 A RU 2019101413A RU 2019101413 A RU2019101413 A RU 2019101413A RU 2726570 C1 RU2726570 C1 RU 2726570C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- control points
- point
- water supply
- dictating
- pressure
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
- E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
- E03B1/00—Methods or layout of installations for water supply
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Public Health (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области водоснабжения. Способ состоит в измерении напора во всех контрольных точках сети, вычислении разности между полученными значениями напоров и заданными, определении диктующей точки с минимальным алгебраическим значением разности, выравнивании действительного значения напора в диктующей точке с заданным значением напора. На первом этапе проводят гидравлическое моделирование системы водоснабжения и определяют места расположения контрольных точек на сети, накапливают статистическую информацию о расположении диктующей точки в зависимости от времени суток и определяют алгоритм определения диктующей точки k в зависимости от времени суток, k ∈ 1, 2, …, n, где n - общее количество контрольных точек. Обеспечивается снижение эксплуатационных затрат и расширение области применения. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области водоснабжения, в частности к системам регулировки работы систем водоснабжения.
Известна «Система автоматического управления водоснабжением» (см. патент RU 27710 U1, опубликовано: 10.02.2003 Бюл. №4), содержащая множество датчиков, размещенных на объектах системы водоснабжения, соединенных с входами персонального компьютера диспетчерского пункта, на носителе информации которого записана программа управления системой водоснабжения, по меньшей мере, один датчик контроля напора в сети, по меньшей мере, один датчик контроля потребления воды жилыми массивами, по меньшей мере, один датчик контроля потребления воды промышленными предприятиями, по меньшей мере, два датчика контроля напора воды на выходах насосных станций, один датчик контроля напора воды в диктующей точке, при этом указанная программа управления водоснабжением выполнена с возможностью учета информации, получаемой от указанных датчиков, и управления насосами подачи воды, причем указанная программа дополнительно содержит блок прогноза водопотребления, блок оптимизации подачи воды, блок планирования работы насосов станций второго подъема, и блок верификации, соединенный с персональным компьютером обратной связью, при этом блоки оптимизации и блок планирования работы насосов второго подъема обратимо связаны между собой, а также с выходом блока прогноза водопотребления и входом блока оптимизации, выход которого связан с входом блоком коррекции воздействия, выход которого соединен с регулируемыми приводами насосов станций второго подъема, а также дистанционно управляемыми задвижками магистрали подачи воды, отходящими от насосных станций, оборудованных устройствами изменения степени открытия задвижки.
Данная система имеет следующие недостатки, заключающиеся:
- в низких показателях надежности, поскольку система состоит из комплекса сложных элементов;
- в больших капитальных затратах на ввод системы в эксплуатацию;
- в больших затратах на передачу информации от датчиков на персональных компьютер диспетчерского пункта в случае их соединения посредство радиосетей, а в случае соединения посредством кабельных сетей в низкой надежности соединений и их большой протяженности.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является «способ управления насосной станцией» (см. патент SU 1361382 А1, опубликовано: 13.12.1987 Бюл. №47), заключающийся в измерении напора во всех контрольной точке сети, сравнении полученного значения с заданным и, в зависимости от рассогласования, регулировании режима работы станции, с целью снижения энергетических затрат путем учета давления в концевых точках, измеряют напор во всех концевых точках, вычисляют разность между полученными значениями напора и заданными, определяют диктующую точку с минимальным алгебраическим значением разности и выравнивают действительное значение напора в диктующей точке с заданным значением.
Для этого способа характерны следующие недостатки:
- высокие эксплуатационные затраты на передачу информации от датчиков давления на блок управления насосной станцией в связи с тем, что способ предполагает постоянный мониторинг давления в концевых точках, что предполагает постоянные сеансы связи для передачи данных об изменении давления в концевых точках;
- ограниченная область применения, поскольку данный способ может применяться только на относительно плоской местности и с застройкой примерно одинаковой высотности, т.к. только при таких условиях контрольные точки могут располагаться в концевых точках сети.
Задачей изобретения является снижение эксплуатационных затрат и расширение области применения известного способа.
Поставленная задача решается тем, что в известном способе, заключающимся в измерении напора во всех контрольной точке сети, сравнении полученного значения с заданным и, в зависимости от рассогласования, регулировании режима работы станции, с целью снижения энергетических затрат путем учета давления в концевых точках, измеряют напор во всех концевых точках, вычисляют разность между полученными значениями напора и заданными, определяют диктующую точку с минимальным алгебраическим значением разности и выравнивают действительное значение напора в диктующей точке с заданным значением, в соответствии с настоящим изобретением на первом этапе проводят гидравлическое моделирование системы водоснабжения и определяют места расположения контрольных точек на сети,
накапливают статистическую информацию о расположении диктующей точки в зависимости от времени суток и определяют алгоритм определения диктующей точки k в зависимости от времени суток, k ∈ 1, 2, …, n, где n - общее количество контрольных точек.
По сравнению с прототипом предлагаемый способ имеет следующие отличительные признаки:
1. Проведение на первом этапе гидравлическое моделирование системы водоснабжения и определяют места расположения контрольных точек на сети (не известно);
2. Накопление статистической информации о расположении диктующей точки в зависимости от времени суток (не известно);
3. Определение алгоритма определения диктующей точки k в зависимости от времени суток, k ∈ 1, 2, …, n, где n - общее количество контрольных точек (не известно).
По сведениям, имеющихся у авторов, отличительные признаки №1-3 в технической литературе не известны. Совместное применение в заявляемом способе указанных отличительных признаков позволит:
1. Снизить эксплуатационное затраты, поскольку после выявления алгоритма интервал между сеансами передачи информации от контрольных точек может быть увеличен, так как система будет работать, опираясь на выявленную зависимость, а новые данные об изменении напора будут поступать в пакетном режиме в моменты ожидаемой смены диктующей точки;
2. Расширить область применения способа, поскольку гидравлическое моделирование системы водоснабжения позволит определить места расположения контрольных точек на сети, которые из-за сложного рельефа местности и высоты зданий могут располагаться не только в концевых точках сети.
Таким образом, предлагаемый способ оптимизации систем водоснабжения отвечает критерию «промышленная применимость».
Краткое описание чертежей.
На фиг. 1 представлен пример схемы сети водоснабжения для осуществления данного способа, на фиг. 2 приведена таблица с результатами изменения разницы напоров в контрольных точках 15, 16, 17, на фиг. 3 представлен пример графика изменения разности между полученными значениями напоров и заданными в контрольных точках в зависимости от времени суток.
На фигуре 1 изображена схема сети водоснабжения для осуществления данного способа:
Трубопровод насосов 1, питающий насосы 2, 3, 4;
Электрические двигатели 5, 6, 7, запитанные от статических преобразователей частоты 8, 9, 10, приводящие в действие насосы 2, 3, 4;
Подающий трубопровод 11, соединяющий насосы 2, 3, 4 с разводящими трубопроводами 12, 13, 14;
Контрольные точки 15, 16, 17, с находящимися в них датчиками давления 18, 19, 20, соединенные с разводящими трубопроводами 12, 13, 14;
Сервер сбора и обработки данных 21, соединенный с датчиками давления 18, 19, 20 посредством канала связи 22;
Автономное регулирующее устройство 23, соединенное с сервером сбора и обработки данных 21 посредством канала связи 24;
Канал связи 25, соединяющий автономное регулирующее устройство 23 со статическими преобразователями частоты 8, 9, 10.
Способ оптимизации систем водоснабжения осуществляется следующим образом.
При работе системы водоснабжения жидкость поступает по трубопроводам насосов 1 и посредством насосов 2, 3, 4 проходит через подающий трубопровод 11 и разводящие трубопроводы 12, 13, 14 потребителям, в том числе находящимся в контрольных точках 15, 16, 17. Жидкость воздействует на датчики давления 18, 19, 20, находящиеся в контрольных точках 15, 16, 17. Данные от датчиков давления 18, 19, 20 поступают на сервер сбора и обработки данных 21 с помощью канала связи 22, тем самым измеряется напор во всех контрольных точках 15, 16, 17 сети.
Сервер сбора и обработки данных 27 передает данные об измеренных датчиками давления 18, 19, 20 напорах на автономное регулирующее устройство 23 с помощью канала связи 22. Автономное регулирующее устройство 23 вычисляет разности между полученными значениями напоров и заданными (после гидравлического моделирования системы), определяет диктующую точку с минимальным алгебраическим значением разности, выравнивает действительное значение напора в диктующей точке с заданным значением напора, посредством регулировки работы статических преобразователей частоты 8, 9, 10, которые изменяют скорости вращений электрических двигателей 5, 6, 7 насосов 2, 3, 4.
Осуществляя изобретение на первом этапе проводят гидравлическое моделирование системы водоснабжения для определения точных мест расположения контрольных точек 15, 16, 17 на сети, поскольку из-за сложного рельефа местности и высоты зданий контрольные точки 75, 16, 17 могут располагаться не только в концевых точках сети. Настоящим изобретением допускаются различные варианты гидравлического моделирования:
- натурное, с определением давлений путем его измерения непосредственно в различных точках сети, преимущественно расположенных в максимальных расстояниях от подающего трубопровода 11, и максимальных высотных отметках;
- с применением гидравлических математических моделей.
В качестве примера выполнения этого этапа на фиг. 1 приведены места расположения контрольных точек 15, 16, 17 на сети. При этом контрольная точка 16 расположена не на концевой точке сети.
В процессе эксплуатации статистическую информацию об измеренных напорах в контрольных точках 15, 16, 17 накапливают в сервере сбора и обработки данных 21 и выявляют закономерность изменения расположения диктующей точки в зависимости от времени суток и по ней определяют алгоритм определения диктующей точки k в зависимости от времени суток, k ∈ 1, 2, …, n, где n - общее количество контрольных точек. На фиг. 2 приведен пример накопления результатов измерения напоров в контрольных точках 15, 16, 17 и вычисления алгебраической разницы между полученными значениями напоров и заданными. В дополнение на фиг. 3 в графическом виде приведены результаты изменения в течение суток алгебраической разницы для каждой контрольной точки. На основании его определяют алгоритм определения диктующей точки k в зависимости от времени суток, который сводится к тому, что:
- на интервале времени А (от 0 до 4 ч) диктующей точкой является контрольная точка 15;
- на интервале времени Б (от 4 до 12 ч) диктующей точкой является контрольная точка 17;
- на интервале времени В (от 12 до 16 ч) диктующей точкой является контрольная точка 16;
- на интервале времени от Г (16 до 20 ч) диктующей точкой является контрольная точка 15;
- на интервале времени от Д (20 до 23 ч) диктующей точкой является контрольная точка 16;
- на интервале времени от Е (23 до 0 ч) диктующей точкой является контрольная точка 15;
После выявления алгоритма интервал между сеансами передачи информации от контрольных точек 15, 16, 17 может быть увеличен, так как система будет работать, опираясь на выявленную зависимость, а новые данные об изменении напора будут поступать в пакетном режиме в моменты ожидаемой смены диктующей точки. Тем самым снизят затраты на передачу информации от контрольных точек 15, 16, 17 на сервер сбора и обработки данных 21.
Таким образом, предлагаемый способ оптимизации систем водоснабжения отвечает критерию «промышленная применимость».
Claims (1)
- Способ оптимизации систем водоснабжения, заключающийся в измерении напора во всех контрольных точках сети, вычислении разности между полученными значениями напоров и заданными, определении диктующей точки с минимальным алгебраическим значением разности, выравнивании действительного значения напора в диктующей точке с заданным значением напора, отличающийся тем, что на первом этапе проводят гидравлическое моделирование системы водоснабжения и определяют места расположения контрольных точек на сети, накапливают статистическую информацию о расположении диктующей точки в зависимости от времени суток и определяют алгоритм определения диктующей точки k в зависимости от времени суток, k ∈ 1,2, …, n, где n - общее количество контрольных точек.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019101413A RU2726570C1 (ru) | 2019-01-17 | 2019-01-17 | Способ оптимизации систем водоснабжения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019101413A RU2726570C1 (ru) | 2019-01-17 | 2019-01-17 | Способ оптимизации систем водоснабжения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2726570C1 true RU2726570C1 (ru) | 2020-07-14 |
Family
ID=71616841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019101413A RU2726570C1 (ru) | 2019-01-17 | 2019-01-17 | Способ оптимизации систем водоснабжения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2726570C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113688973A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-11-23 | 同济大学 | 一种基于深度神经网络的供水泵站调度方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1260460A1 (ru) * | 1984-08-06 | 1986-09-30 | Территориальное Производственное Объединение Коммунально-Промышленного Водоснабжения "Харьковкоммунпромвод" | Способ управлени работой системы водоснабжени |
| SU1361382A1 (ru) * | 1986-05-26 | 1987-12-23 | Украинский Научно-Исследовательский Институт Гидротехники И Мелиорации | Способ управлени насосной станцией |
| DE3720360A1 (de) * | 1987-06-19 | 1988-12-29 | Loewe Pumpenfabrik Gmbh | Verfahren zur verbesserung der wirtschaftlichkeit des betriebes von druckerhoehungsanlagen und dergl. |
| RU27710U1 (ru) * | 2002-08-22 | 2003-02-10 | Глуховский Иосиф Ильич | Система автоматического управления водоснабжением |
-
2019
- 2019-01-17 RU RU2019101413A patent/RU2726570C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1260460A1 (ru) * | 1984-08-06 | 1986-09-30 | Территориальное Производственное Объединение Коммунально-Промышленного Водоснабжения "Харьковкоммунпромвод" | Способ управлени работой системы водоснабжени |
| SU1361382A1 (ru) * | 1986-05-26 | 1987-12-23 | Украинский Научно-Исследовательский Институт Гидротехники И Мелиорации | Способ управлени насосной станцией |
| DE3720360A1 (de) * | 1987-06-19 | 1988-12-29 | Loewe Pumpenfabrik Gmbh | Verfahren zur verbesserung der wirtschaftlichkeit des betriebes von druckerhoehungsanlagen und dergl. |
| RU27710U1 (ru) * | 2002-08-22 | 2003-02-10 | Глуховский Иосиф Ильич | Система автоматического управления водоснабжением |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113688973A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-11-23 | 同济大学 | 一种基于深度神经网络的供水泵站调度方法 |
| CN113688973B (zh) * | 2021-07-13 | 2024-04-26 | 同济大学 | 一种基于深度神经网络的供水泵站调度方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9382798B2 (en) | Method and system for fluid flow control in a fluid network system | |
| CN103299082B (zh) | 用于网络中压力控制的系统和方法 | |
| CN109214036B (zh) | 用于创建控制供水网络的调压系统的模型的模型形成模块 | |
| US11556484B2 (en) | Minimizing energy consumption by peripheral machines | |
| US10353407B2 (en) | Demand management system for fluid networks | |
| US20170247863A1 (en) | Tap water management system, tap water management device, tap water management method, and tap water management program recording medium | |
| CN104074730A (zh) | 泵系统 | |
| EP2866117B1 (en) | Distributed adaptive and predictive heating control system and method | |
| DK3179173T3 (da) | Fremgangsmåde og system til automatisk hydraulisk balancering af forbrugere i et opvarmnings- og/eller køleanlæg | |
| US12072066B2 (en) | Methods and internet of things (IoT) systems for gas loss control based on smart gas platform | |
| US20080264086A1 (en) | Method for improving efficiency in heating and cooling systems | |
| KR102156953B1 (ko) | 건설기계의 유압펌프 제어 방법, 장치 및 시스템 | |
| US20220083083A1 (en) | Pressure control in a supply grid | |
| RU2726570C1 (ru) | Способ оптимизации систем водоснабжения | |
| US10024705B2 (en) | Weather data-dependent level sensor retrieval | |
| CN101871448B (zh) | 一种泵站水泵特性曲线确定方法及系统 | |
| CN110632962A (zh) | 控制从至少两个单独输入管线到供水网络扇区的供水的控制系统和方法 | |
| CN108252932A (zh) | 用于运行多个泵单元中的至少一个泵单元的方法 | |
| US20190179299A1 (en) | Hydrocyclone Wear Maintenance Control System | |
| US9995306B2 (en) | Method and system for fluid flow control in a fluid network system | |
| JP2013227826A (ja) | 配水運用制御装置 | |
| US10648469B2 (en) | Remote pump managing device | |
| KR101434919B1 (ko) | Wsn 기반 산업제조공정의 모터펌프설비 운전효율 분석시스템 및 분석방법 | |
| KR101630268B1 (ko) | 수압측정 데이터를 이용한 상수관망의 블록간 단절여부 추정방법 | |
| CN118504935B (zh) | 一种地热能利用方法、系统、智能终端及存储介质 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210118 |