变频技术在空调冷冻水变流量系统中的应用及节能分析

采用变频调速装置对中央空调冷冻水系统冷源侧进行变流量控制,控制系统采用恒定供回水温差的控制模式,应用增量式PID控制方法改变变频器输出,调节水泵转速,降低了较低用户负荷时水泵的电能耗,与传统的定流量运行比较节能效果明显;控制系统采用LonWorks总线技术,组网灵活,控制精度高,系统稳定性好。     

智能模糊控制技术在空调系统中的应用

原有建筑楼宇的中央空调水系统通常采用定流量控制技术,水泵始终处于满负荷运行状态,造成能源浪费,经济性低,需要进行节能改造.而传统的PID控制主要用于精确参数的系统模型,不适用于复杂的空调系统,故难以获得较好的节能效果.智能模糊控制技术是目前一种先进的控制技术,采用智能模糊控制技术来取代常规PID控制,实现中央空调系统的变流量控制.通过实际的应用验证,采用模糊控制技术后,中央空调系统能耗得到明显降低.     

地铁空调水系统节能控制研究

针对地铁水泵定频运行方式造成的能量浪费问题,对地铁车站冷冻水系统采取一次泵变频方式运行进行研究。根据地铁车站空调负荷规律性变化的特点,结合温差控制显著的节能效果,提出基于前馈-反馈的变温差控制策略,并在瞬时系统模拟仿真平台(TRNSYS)上对节能控制策略进行了仿真验证。实验结果验证了变温差控制策略应用于地铁空调水系统的可行性和正确性,节能效果显著,表明变温差控制策略可作为地铁空调节能控制的研究发展方向。     

光伏水泵系统轻载运行仿真研究

在光伏水泵非并网光伏发电机优化控制的研究中,由于光伏水泵系统运行受外界环境影响较大,负载电机在低能量轻载励磁损耗较大,带来系统效率较低的问题。在分析水泵系统工作状态基础上,提出了一种采用矢量控制的弱磁控制投入轻载状态控制的方法。对相关的优化控制方法进行了初步的证明,并利用Matlab/Simulink工具建立光伏水泵系统异步电机部分的仿真模型,对优化前后的电机运行特性进行了仿真,验证节能方法的有效性。对电流、转矩以及转速仿真的结果表明,良好的磁通控制能够在轻载情况维持转速不变情况下对有限的太阳能电能进行高效的应用,并且系统有关转矩稳定性能也得到良好提升,为水泵系统稳定节能运行提供了优化的途径。     

中央空调冷却水系统节能优化控制研究

根据中央空调冷水机组和冷却水系统各设备的现有功耗模型,拟合实验中采集到的有关数据,包括:系统负荷、冷水机组冷却水进水温度、冷却水泵流量和冷却塔风机运行频率,建立总功率的一般优化方程;采用BFGS变尺度优化算法算出不同条件下的能耗最小工况,并以此来控制冷却水系统设备;结果表明,该方法具有实现方便、节能效果显著的特点。     

煤层气水力压裂非线性滑模控制器设计

针对在煤层气开采过程中多个水力压裂水泵电动机的协调同步控制问题,提出了非线性滑模控制的方法,给出了水力压裂开采非线性滑模控制器的设计方法,并结合煤层气水力压裂系统对控制器性能进行了分析。仿真分析和实验结果表明,采用非线性滑模控制器后,在煤层气压裂开采中,煤层气的浓度和单孔流量均有较大程度提高。     

基于群智能的集中供暖系统水力管网控制策略优化

针对集中供暖系统管网水力失衡、流量供需失衡问题提出一种基于群智能的新型分布式优化算法.首先以系统输配送能耗最小为优化目标,将其分解为管网调节阀开度优化和换热站并联水泵运行优化两个子问题求解;其次建立调节阀模型和管网水力模型,在此基础上进行调节阀开度的优化,从而计算出系统最小供回水压差;然后基于改进的交替方向乘子法完成并联水泵的优化运行;最后以集中供暖系统实例验证算法性能.实验结果表明:相比传统集中式求解算法,该算法不受水利管网规模限制,利于实现工程中即插即用;相比其他分布式算法,该算法不仅求解速度快,而且可以得到较优的管网运行策略,节能效果较为显著.     

多台冷水机组联合运行优化控制策略

冷水机组通常占建筑物系统总能耗的主要部分,因此冷水机组运行数量控制在实现空调系统节能方面起着重要作用。针对多台冷水机组联合运行时台数选择和负荷分配不合理的问题,文章将通过TRNSYS模拟得出的负荷值聚类分析,确定不同负荷值对应的冷水机组运行台数,并提出一种冷水机组排序优化控制方法改善顺序控制方式以实现其合理运行与节能。以某大型办公建筑为例,将优化控制前后冷水机组运行的进行总能耗对比。实验结果表明:与顺序控制相比,冷水机组优化控制后两个工作日总能耗分别节约126.1kW和342.5 kW,节能率分别为4.15%和5.22%。通过利用冷水机组顺序优化控制可满足建筑的冷负荷需求同时实现降低系统能耗,在空调系统节能方面具有工程实际应用价值。     

变风量空调系统的预测控制应用研究

变风量空调具有非线性和大时滞等特点,通过建立静压点压力与流量变化的关系确立模型,结合预测控制优化参数的控制策略,系统在流量变化的冲击下达到压力恒定和控制的快速响应,从而改善空调系统的性能和达到节能的目的。系统利用相关的参数进行了仿真研究,结果表明该控制策略有助于解决静压点压力在流量变化较大时能相对保持恒定。     

基于协调优化算法的滑模变结构控制研究

本文提出一种基于协调优化算法的滑模变结构控制方法.它以稳态误差和控制切换频率作为系统优化性能指标.边界层宽度调节率作为优化参数.采用基于遗传算法的多目标优化方法优化滑模变结构控制的设计.能使滑模变结构控制系统获得很好的综合性能.尤其是,在滑模变结构控制的设计中,使用多目标优化技术,可以为强非线性时变液压伺服系统系统提供强鲁棒性和高精度控制.     

水泵的变压变流量的自动控制

提供了城市供水水泵的变压变流量自动控制方法，成功地解决了水源地和地区加压站昼夜之间水流量和水压变化大、难以控制的问题。实现了按需供应的最佳供水方式，大幅度地降低了耗电量，节约了水源，减轻了城市自来水管道的压力。同时也为油泵供油、风机送风等提供了一种可借鉴的控制方法。     

Reclaimed water distribution network design under temporal and spatial growth and demand uncertainties

A significant—but underutilized—water resource is reclaimed water, i.e., treated wastewater that is reintroduced for various purposes. Especially in water scarce regions, reclaimed water is often the only remaining source of water to meet increasing population and water demands. In this paper, we develop a new model formulation for the cost-effective branched reclaimed water network design and solve it with an exact optimization method. We consider both construction and energy costs expended over a twenty-year period. Unlike other formulations, uncertain reclaimed water demands, temporal and spatial population changes are explicitly considered in our two-staged construction and expansion model. In order for the system to meet higher demands during the peak times and to evaluate energy use, we consider two pumping conditions: one with average demands, which is used to compute the average energy consumption, and the other with peak demands, which dominates pipe size and pump station capacity selection. By introducing binary variables that indicate discrete pipe and pump sizes, we linearize the nonlinear hydraulic equations and objective function terms. We develop methods to significantly reduce the problem dimension by exploiting the problem characteristics and network structure. Our computational results indicate that these methods are very effective. Finally, we apply our model to design a reclaimed water network for a realistic municipal system under estimated demand and population scenarios, and analyze the sensitivity of the system to model parameters.     

油田注水站增压泵变频调速技术的研究与应用

油田注水是我国陆上采油的主要措施之一,该技术能有效保持地层压力,实现原油高产、稳产。注水开发中,注水电耗占原油生产总成本的较大比例,因此对注水系统的节能研究和改造具有很重要的现实意义。文章分析了增压泵变频调速控制串接大功率注水泵出口压力和流量技术,介绍了系统节能原理,并应用该技术对大庆采油注水站进行了实验改造,解决了注水泵泵效低、泵管压差大、单耗高等问题,节能效果明显,取得了良好的经济效益。     

Model predictive control of servo motor driven constant pump hydraulic system in injection molding process based on neurodynamic optimization简

In view of the high energy consumption and low response speed of the traditional hydraulic system for an injection molding machine, a servo motor driven constant pump hydraulic system is designed for a precision injection molding process, which uses a servo motor, a constant pump, and a pressure sensor, instead of a common motor, a constant pump, a pressure pro-portion valve, and a flow proportion valve. A model predictive control strategy based on neurodynamic optimization is proposed to control this new hydraulic system in the injection molding process. Simulation results showed that this control method has good control precision and quick response.     

基于GT-SUITE与Simulink的车辆驱动冷却系统联合仿真分析

为降低纯电动汽车的能耗、提高电池的续航里程,联合GT SUITE与Simulink搭建整车驱动冷却系统和动力系统模型,对某纯电动汽车的热平衡性能进行分析。在所考察工况及电子水泵最大转速条件下,冷却回路最高水温远低于系统设计的温度限值,存在优化空间。通过过程优化,寻找合适的电子水泵转速,在满足系统设计要求的同时,最大限度地减少能耗,为热管理系统控制策略的制定提供参考。     

基于流动分析和运行优化的供水系统节能研究

为实现供水系统的能量供需平衡,以达到安全节能的供水目标,利用流动分析的方法研究系统的能量需求模型,并通过改变水泵在管网中的位置和管网的微调研究优化系统能量需求的问题。在得到系统能量需求模型的前提下,以系统能耗最小为优化目标,采用遗传算法的方法进行了优化系统能量供给的研究。结果表明通过研究有可能有效地降低系统的能量需求,并且在相关参数不全进行水泵机组优化时,以水泵的轴功率最小为优化目标函数进行计算,基本上可以满足要求。     

Cost‐efficient equitable water distribution in Algeria: a bicriteria fair division problem with network constraints

We deal with a complex water distribution problem through a bicriteria fair division model over time with network constraints: we aim at distributing water fairly in a cost‐efficient manner. The problem is illustrated for the region of Kabylia, Algeria. It involves the optimization of pump operational schedules as well as strategic planning issues. Complex rules establish energy tariffs depending on the time of day and the contractual issues of the pump facilities. We discuss the relevance and implementation of different solution concepts, showing various alternatives that improve upon current management procedures.     

并联式太阳能热泵热水器控制系统设计

阐述了并联式太阳热泵热水器是最易受推广使用的太阳能热泵热水器类型;针对23目前并联式太阳能热泵热水器存在的集成化控制问题,分析了并联式太阳热泵热水器控制系统的控制要求,采用水位、温差与时间相结合的控制方法,以ATmega48单片机为核心,研究了控制系统的工作原理、硬件结构及控制数据流程;系统能够根据天气、水温等不同情况自动选择太阳能机组或空气能热泵机组来制取热水,并且具有主要设备的故障自诊断功能、压缩机延时保护功能及智能化霜功能,提高了该热水器的稳定性和低温制热效率;测试结果表明:使用该集成系统后,系统平均能源利用率提高了约23%。     

基于模糊技术的小区供水智能监控系统的研究

传统的小区供水采用简单的水泵与水箱相结合的方式，缺少必要的控制环节，常常造成各楼层水压不恒定，并且由于采用恒速水泵，使供水系统电耗加大，造成能源浪费。针对传统供水系统的不足，基于模糊技术，研究了一种流量与压力双层模糊控制策略的控制系统。采用公式法与查表法结合来优化控制，分析了在变频故障情况下在线辨识压力死区的控制方案，进行了系统仿真。结果表明：系统控制性能得到了较大改善，性能指标明显优于传统HD控制系统。     

换热站并联水泵分布式优化控制

针对现有换热站并联水泵优化算法在集中式架构下控制适应性不足的问题,本文提出了一种改进的分布式并联水泵优化算法.首先,建立了并联水泵的分布式控制系统,并对该优化问题的数学模型进行描述,在目标函数中引入自适应非线性因子;然后,设计了改进的分布式果蝇优化算法,在该算法中每台水泵的控制器仅通过与邻居控制器交互信息即可完成并联水泵的优化;并且,在嗅觉搜索阶段,使用正弦余弦策略替代赋予个体距离与方向的随机策略;最后,以两个实际换热站中不同并联水泵系统为例对算法进行仿真验证,并基于仿真结果进行性能分析.结果表明,相较于传统算法,改进的分布式果蝇优化算法能得到更优的控制策略,有着收敛速度快、稳定性好和鲁棒性强的特点;并且该算法适用于不同系统的并联水泵优化问题,具有可扩展性.在实际工程验证中相较于集中式算法,该算法在总功率和计算时间上分别平均降低了5.47%和29.90%,因此,能够满足实际换热站中对并联水泵热负荷优化分配的需求.