泵站的混合电气系统及其优化的运行方法技术方案

提供了一种泵站的混合电气系统及其优化的运行方法。所述混合电气系统包括中央控制器。泵站的混合电气系统还包括共享的变频驱动(VFD)母线和通用母线，共享的变频驱动(VFD)母线和通用母线都连接至所述中央控制器。所述共享的VFD母线由两个或更多个所述马达-泵链共享，并选择性的驱动一个、两个或更多个所述马达-泵链。泵站领域中，和现存的现有技术相比，提出的方案更加直观可行。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术设及累站
，尤其设及累站的混合电气系统及其优化的运行方法。
技术介绍
公知的是，对于累类负载来说，变速运行能够比固定速度运行实现更高的效率。因 此，累站倾向于为每个马达-累链（motor-pumpchain)安装变频驱动（VFD)W确保高效运 行，如图1A所示。然而，该个解决方案有几个缺点。首先，资本投资高；其次，如果马达-累 链主要W额定速度工作，那么V抑解决方案可能由于它自己的功率损耗而降低效率。[000引图1B示出了累站的另一传统电气方案。图1B示出了由一个V抑共同驱动，并且 共享相同的运行点设置的多个马达-累链的结构。该个方案也有一些缺点；首先，当V抑利 用的容量相对低时，每个马达-累链具有低效率；其次，存在不同方式用于在不同的由VFD 驱动的马达-累链之间进行负载分配，W满足相同的总输出要求。为了具有优化的系统效 率而在各个马达-累链之间平均地分配负载并不总是对的。 为了克服上述缺点，本领域技术人员旨在解决W下两个问题： 1)如何用较少的资本投资来设计累站系统的电气方案，同时仍保持VFD的功能， 例如软启动、速度调节。 2)考虑到累站的负载要求W及不同马达-累链的速度调节技术和效率曲线，如何 通过优化的负载分配来提高累站的总运行效率。
技术实现思路
本专利技术的目的通过累站的混合电气系统和相应的控制方法来实现，W便减少资本 成本和运行成本，并且优化整个累站的运行效率。 根据本专利技术的一个方面，累站的所述混合电气系统包括中央控制器。所述混合电 气系统还包括共享的变频驱动（VFD)母线和通用母线，所述共享的变频驱动（VFD)母线和 通用母线都连接至所述中央控制器。所述共享的VFD母线由两个或更多个马达-累链共享， 并且所述共享的VFD母线选择性地驱动一个、两个或更多个所述马达-累链。 根据本专利技术的一个优选实施例，所述通用母线由具有有载分接开关的变压器供 电。 根据本专利技术的一个优选实施例，所述马达-累链中的每一个连接至单刀=掷开 关，所述单刀=掷开关将所述马达-累链在通用母线连接、共享的V抑母线连接，W及断开 之间切换。 根据本专利技术的一个优选实施例，所述系统还包括由非共享的VFD供电的马达-累 链。 根据本专利技术的一个优选实施例，所述非共享的VFD直接连接至所述通用母线。 根据本专利技术的一个优选实施例，所述非共享的VFD由没有连接到所述通用母线的 独立变压器供电。 根据本专利技术的另一方面，一种优化累站的运行效率的方法包括W下步骤；预处理 由用户输入的初始数据；预测用水负荷或得到下个时间间隔的预设用水负荷；计算累站的 控制命令；W及通过控制V抑和/或有载分接开关和/或单刀=掷开关来执行控制命令。 根据本专利技术的一个优选实施例，所述预处理步骤包括W下步骤：收集连接到共享 的VFD母线的累的参数；收集连接到非共享的VFD母线的累的参数；收集连接到由带有有 载分接开关的变压器供电的通用母线的累的参数；识别管阻参数；限定由VFD母线直接驱 动的马达-累链的数量W实现部分优化要求。 根据本专利技术的一个优选实施例，所述预测步骤还包括W下步骤：通过液体管阻曲 线来计算累站的参数；通过计算带有或不带VFD的马达-累链的参数来更新累列表，W使效 率最大化。 根据本专利技术的一个优选实施例，所述计算步骤依次遵循=个选项W满足负载要 求；只需VFD调节就能够满足负载要求；VFD和有载分接开关调节能够满足负载要求；针对 整个累站重新计算控制命令，所述整个累站包括V抑、有载分接开关和单刀=掷开关。 根据本专利技术的一个优选实施例，所述重新计算步骤包括W下步骤：初始化累列表； 计算剩余用水负荷要求；计算累列表参数W实现最大效率；选择具有最高效率、带有或不 带VFD的马达-累链；或进行部分优化W便找出最高效率的列表，W满足剩余用水负荷要 求。 根据本专利技术的一个优选实施例，所述执行步骤包括：将连接至共享的和/或非共 享的VFD母线的马达-累链的频率调节为系统频率；根据电压要求通过有载分接开关调节 通用母线的电压。 和现存的现有技术比较，本专利技术的解决方案节省了V抑和软启动器的数量和大 小，同时仍然保持马达的软启动和效率提高功能。本专利技术的另一优点是它能够通过协调用 于各个马达-累链的供电方案、负载分配方式和变压器化TCW及VFD设置来优化累站的实 时运行效率。【附图说明】 参照图中示出的优选的示例性实施例，将在下面的描述中更详细地讲解本专利技术的 主题，其中： 图1示出了传统累站的电气方案，其中，图1A示出了针对每个马达-累链分别安 装VFD的结构，图1B示出了被一个VFD共同驱动的多个马达-累链的结构； 图2示出了根据本专利技术实施例的混合累站的混合电气方案；图3示出了本专利技术的结构，其中，图3A示出了累站的混合电气方案I，图3B示出 了累站的混合电气方案II; 图4是示出了具有混合电气方案的累站的运行效率优化的主流程图； 图5示出了根据本专利技术实施例的参数预处理过程的流程图； 图6示出了根据本专利技术实施例的控制命令确定的流程图；[002引图7示出了根据本专利技术实施例的整体优化过程的流程图； 图8示出了根据本专利技术实施例的控制命令执行的流程图。【具体实施方式】 在下文中结合附图描述了本专利技术的示例性实施例。为了清楚简明起见，说明书中 没有描述实际实施中的所有特征。 图2示出了根据本专利技术的第一个优选实施例的累站的混合电气系统，该个混合电 气系统包括由共享的VFD(例如，图2中的VFD1)供电的VFD母线。 如图2所示，两个或更多个马达-累链可W通过单刀S掷（SPTT)开关连接至通用 母线或VFD母线。该意味着，马达-累链在同一时间只能有S种状态中的一种；通用母线连 接，意味着连接至通用母线；共享的V抑母线连接，意味着连接至V抑母线；或者与通用母 线和VFD母线都断开。 为了优化运行效率，V抑和SPTT开关的状态信息全部传输到中央控制器。除此之 夕F，中央控制器还获得实时用水负荷数据和预测用水负荷。凭借所有该些数据，控制器执行 整个累站的优化计算。此后，为了大范围调节马达速度，中央控制器将控制命令发送给可控 设备，例如，vro。 通过使用SPTT开关，可W优化马达-累链的启动过程。如图2所示，SPTT可W将 马达-累链切换到VFD母线，W获得软启动。在完成启动过程后，SPTT可W将该马达-累 链切换到通用母线连接，从而节省软启动设备。为了调节马达速度和优化运行效率，在通 过V抑启动了所有需要的马达-累链后，该些马达-累链可W切换回V抑母线，并由共享的 VFD(即VFD1)驱动。 图3A示出了根据第二个优选实施例的累站的混合电气方案I，该个混合电气方案 主要包括两种母线；1)由带有化TC的变压器供电的通用母线；2)由共享的V抑（例如，图 3A中的VFD1)供电的VFD母线。 如图3A所示，两个或更多个马达-累链可W通过SPTT(单刀=掷）开关连接至通 用母线或VFD母线。该意味着，马达-累链在同一时间只能有S种状态中的一种：连接至通 用母线；连接至VFD母线；或者与通用母线和VFD母线都断开。 为了对至少两个马达-累链供电，对共享的V抑的容量要求相对高。还存在由单 个的VFD(例如，图3A中示出的直接连接至通用母线的VFDj)供电的马达-累本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种泵站的混合电气系统，包括中央控制器，其中，所述混合电气系统还包括共享的变频驱动(VFD)母线以及通用母线，所述共享的VFD母线和所述通用母线都与所述中央控制器连接；所述共享的VFD母线由两个或更多个马达‑泵链共享，并且所述共享的VFD母线选择性地驱动一个、两个或更多个所述马达‑泵链。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：王照，陈瑶，张国驹，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH