城市供水系统变频节能及优化分配

【摘要】：本文以太原自来水公司为实例,主要介绍城市供水系统泵群变频启动和水泵机组优化调度的问题,并建立相应的数学模型；以系统模型的轴功率最小为约束条件,给出了控制系统的控制策略和太原自来水厂优化调度监控系统拓扑图。本文给出了整个泵群变频优化调度的控制系统,并结合工程实践中给出了最佳节能区实现方法,介绍工程中实现泵群变频调速自动化运行的过程和实现方式。最后利用遗传算法和改进编码变量的方法来求解泵群优化分配模型,并进行了仿真实验。 针对太原市自来水公司供水系统,综合考虑水厂运行的安全性、经济性和可靠性,使泵群在最佳效率下工作,从而降低水厂的能耗,使整个自来水公司的水能得到优化控制和分配。 【关键词】：节能 变频器 可编程控制器 组态软件 上位机监控
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TU991
【目录】：

• 中文摘要9-10
• ABSTRACT10-11
• 引言11-13
• 第一章 概述13-25
• 1.1 国内城市供水节能优化分配发展现状13-16
• 1.1.1 国外优化调度研究状况13-15
• 1.1.2. 国内优化调度研究15-16
• 1.2 太原自来水公司现状分析16-24
• 1.2.1 太原自来水公司能耗情况16-19
• 1.2.2 主要耗能设备19-24
• 1.3 本章小结24-25
• 第二章 变频节能原理25-35
• 2.1 变频器节能原理25-26
• 2.2 调速泵的运行工况分析26-27
• 2.3 水泵高效工作区约束条件27-29
• 2.4 建立最小轴功率优化模型29-31
• 2.4.1 泵群优化模型建立29-30
• 2.4.2 泵群优化模型求解30-31
• 2.5 Matlab最优化求解31-33
• 2.6 应用情况和经济效益分析33-34
• 2.7 本章小结34-35
• 第三章 泵群变频优化控制系统的实现35-55
• 3.1 泵群变频系统设计目标和原则35
• 3.1.1 泵群变频系统设计原则35
• 3.1.2 泵群变频系统设计目标35
• 3.2 系统的组成35-37
• 3.3 变频控制柜37-43
• 3.3.1 ATV61变频器在控制系统中的应用功能37-38
• 3.3.2 变频控制主回路和控制回路38-39
• 3.3.3 变频器控制端子接线图(如图3.4)39-40
• 3.3.4 泵群变频控制运行方式40-41
• 3.3.5 节电器41-42
• 3.3.6 节电器核心技术42
• 3.3.7 节电器功能42-43
• 3.4 智能控制箱43-48
• 3.4.1 硬件配置44
• 3.4.2 资源分配表44-45
• 3.4.3 主要PLC程序45-48
• 3.5 上位机48-52
• 3.6 最佳节能频率区的实现过程及优化分配52-53
• 3.7 本章小结53-55
• 第四章 水工业系统优化调度55-63
• 4.1 城市需水量预测55
• 4.2 水源调度55
• 4.3 水厂泵群轴功率优化问题建模55-56
• 4.4 城市供水系统优化调度模型求解56-60
• 4.4.1 遗传算法56-57
• 4.4.2 Matlab遗传算法工具箱函数概述57-58
• 4.4.3 水厂泵群轴功率优化问题的遗传算法求解58
• 4.4.4 求解步骤58-60
• 4.5 仿真实验60-61
• 4.6 实验结果分析61-62
• 4.7 本章小结62-63
• 第五章 结论63-65
• 参考文献65-67
• 攻读学位期间取得的研究成果67-68
• 致谢68-69
• 个人简况及联系方式69-71

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