供水系统节能效率优化方法、系统和控制装置与流程

本公开涉及市政供水系统，尤其涉及一种供水系统节能效率优化方法、系统和控制装置。

背景技术：

1、随着城市化进程的推进，给水排水已经成为工业生产和城市建设的主要设置之一。为了满足工业企业和城市用水的需求，城市供水系统必须设置充足的取水输水设备以及配水管道等，具体来说主要是水泵与管网。据统计，供水系统中50％的成本属于动能消耗费用，而供水系统中用电量的90％以上用于水泵的运转。因此，如何做好节能降耗工作，对节能效果进行科学的计算与评估，有针对性地对供水系统进行优化改进，对于节约型社会的建设，低碳经济的发展具有重要意义。

2、现有供水系统中，主要存在水泵及管线的不合理布局，水泵的设计工况和现场运行工况等存在差异，也就导致水泵运行效率存在误差，进而影响电量计划，导致节能规划出现偏差。水泵的误差会导致布置的管网存在不合理的部署，比如路径设置、阀门设置等等，引起水流局部水头损失。

3、综上，供水系统原有水泵及其管网等等，存在一系列的问题，亟需优化升级改造，达到节能的目的。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本技术提出一种供水系统节能效率优化方法、系统和控制装置。

2、本技术一方面，提出一种供水系统节能效率优化方法，包括如下步骤：

3、获取并上报旧水泵的实际运行参数至后台，得到所述旧水泵的分布式工况数据；

4、根据所述旧水泵的分布式工况数据，在后台建立cfd仿真模型，并绘制对应的性能曲线；

5、计算并设定满足预设工况的水泵运行参数，并输入至所述cfd仿真模型，对水泵模型参数进行调整，获得调整后的新性能曲线并下发至各个分布式运行节点；

6、基于上述步骤，同步对水泵类型及其管线进行参数调整，获取调整后的水泵类型及其管线的新性能曲线并下发至各个分布式运行节点。

7、作为本技术的一可选实施方案，获取并上报旧水泵的实际运行参数至后台，得到所述旧水泵的分布式工况数据，包括：

8、根据供水系统网络中各个节点的运行工况参数，确定待升级优化的各个分布式网络节点并作为目标节点；

9、通过后台向各个分布式的所述目标节点下发工况上报指令，指令上报各个所述目标节点的工况数据；

10、所述目标节点接收并对后台的指令作出响应，上报各自的工况数据至后台，所述工况数据中包含当前旧水泵参数；

11、后台根据各个所述目标节点的响应反馈，获取各个所述目标节点的工况数据；

12、对各个所述目标节点的所述工况数据进行解析和识别，得到各个所述目标节点中的旧水泵的实际运行参数，并存储在后台数据库中，得到供水系统网络中旧水泵的分布式工况数据。

13、作为本技术的一可选实施方案，根据所述旧水泵的分布式工况数据，在后台建立cfd仿真模型，并绘制对应的性能曲线，包括：

14、预先在后台部署cfd仿真应用；

15、从后台数据库中调取所述旧水泵的分布式工况数据，并提取出其中的旧水泵参数以及对应的工况参数；

16、将旧水泵参数以及对应的工况参数输入所述cfd仿真应用，并在cfd仿真应用上建立对应的旧水泵仿真模型，并基于所述cfd仿真应用输出对应的旧水泵性能曲线；

17、将所述旧水泵仿真模型以及对应的所述旧水泵性能曲线，存储至所述后台数据库中。

18、作为本技术的一可选实施方案，在基于所述cfd仿真应用输出对应的旧水泵性能曲线之后，还包括：

19、从所述旧水泵性能曲线上输出旧水泵的运行参数；

20、根据所述旧水泵的运行参数，计算所述旧水泵的运行效率η1；

21、基于上述步骤，计算各个分布式的所述目标节点的所述运行效率η1，并将各个分布式所述目标节点的所述旧水泵的运行效率η1存储至后台数据库中。

22、作为本技术的一可选实施方案，计算并设定满足预设工况的水泵运行参数，并输入至所述cfd仿真模型，对水泵模型参数进行调整，包括：

23、设定满足预设工况的水泵运行参数及对应的工况参数，并通过后台输入至所述cfd仿真应用，替换掉旧水泵参数以及对应的工况参数；

24、基于重新输入的参数，生成满足预设工况的水泵仿真模型，并基于所述cfd仿真应用输出对应的满足预设工况的新水泵仿真模型以及对应的新水泵性能曲线。

25、作为本技术的一可选实施方案，在得到满足预设工况的新水泵仿真模型以及对应的新水泵性能曲线之后，还包括：

26、从所述满足预设工况的新水泵性能曲线上，输出满足预设工况的新水泵仿真模型的运行参数；

27、根据所述新水泵仿真模型的运行参数，计算所述新水泵的运行效率η2；

28、基于上述步骤，计算各个分布式的所述目标节点的所述新水泵的运行效率η2。

29、作为本技术的一可选实施方案，获得调整后的新性能曲线并下发至各个分布式运行节点，包括：

30、判断各个分布式的所述目标节点的所述新水泵的运行效率η2是否满足预设工况：

31、满足，则将各个分布式所述目标节点的所述新水泵仿真模型以及对应的新水泵性能曲线以及η2，存储至所述后台数据库中；

32、不满足，则对不满足的所述目标节点的所述新水泵仿真模型的水泵运行参数及对应的工况参数进行调整，直到满足对所述目标节点设定的预设工况；基于预设工况后的所述水泵运行参数及对应的工况参数，重新生成所述新水泵仿真模型以及对应的新水泵性能曲线以及计算的η2，并存储至所述后台数据库中；

33、将满足预设工况的所述新水泵的运行参数，下发至对应的所述目标节点，通知所述目标节点按照所述新水泵的运行参数进行水泵升级和整改。

34、作为本技术的一可选实施方案，可选地，在获得调整后的新性能曲线并下发至各个分布式运行节点之后，还包括：

35、从后台数据库中，调取各个所述目标节点的所述旧水泵的运行效率η1，以及对应的经过参数升级后的满足预设工况的所述新水泵的运行效率η2；

36、计算水泵优化升级前后的效能提升率p：

37、p＝100％*(η1-η2)/η1；

38、计算水泵优化升级后的节能用电量t＝p*1h；

39、将所述效能提升率p和所述节能用电量t存储至所述后台数据库中。

40、本技术另一方面，提出一种实现所述供水系统节能效率优化方法的系统，包括：

41、分布式工况采集模块，用于获取并上报旧水泵的实际运行参数至后台，得到所述旧水泵的分布式工况数据；

42、后台仿真模块，用于根据所述旧水泵的分布式工况数据，在后台建立cfd仿真模型，并绘制对应的性能曲线；

43、性能参数优化模块，用于计算并设定满足预设工况的水泵运行参数，并输入至所述cfd仿真模型，对水泵模型参数进行调整，获得调整后的新性能曲线并下发至各个分布式运行节点；

44、水泵类型及其管线优化模块，用于基于上述步骤，同步对水泵类型及其管线进行参数调整，获取调整后的水泵类型及其管线的新性能曲线并下发至各个分布式运行节点。

45、本技术另一方面，还提出一种控制装置，包括：

46、处理器；

47、用于存储处理器可执行指令的存储器；

48、其中，所述处理器被配置为执行所述可执行指令时实现所述的供水系统节能效率优化方法。

49、本发明的技术效果：

50、本技术通过获取并上报旧水泵的实际运行参数至后台，得到所述旧水泵的分布式工况数据；根据所述旧水泵的分布式工况数据，在后台建立cfd仿真模型，并绘制对应的性能曲线；计算并设定满足预设工况的水泵运行参数，并输入至所述cfd仿真模型，对水泵模型参数进行调整，获得调整后的新性能曲线并下发至各个分布式运行节点；基于上述步骤，同步对水泵类型及其管线进行参数调整，获取调整后的水泵类型及其管线的新性能曲线并下发至各个分布式运行节点。通过对水泵及管网的优化改进或配置，达到减少能量损失的目的，通过科学系统的方法对节省能耗进行定量计算，以评估节能效果。本方法通过后台对分布式目标节点的工况和水泵以及管网进行新旧性能参数计算，对目标节点的水泵和管网的运行参数进行优化升级，并通过后台下发新运行参数至各个目标节点，通知目标节点整改，以此达到水泵和管网等工况升级，达到节能的目的。

51、根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。