Oppfyllelse av denne oppgaven er basert på fullskala tester av pumpeenheter, som er utført på grunnlag av den utviklet diagnostiske metodikken pumpestasjoner, presentert i fig. 14.
For å optimere driften av pumpeenheter, er det nødvendig å bestemme deres effektivitet og spesifikke energiforbruk gjennom fullskala testing av pumpeenheter, som vil tillate å vurdere den økonomiske effektiviteten til pumpestasjonen.
Etter å ha bestemt effektiviteten til pumpeenheter, bestemmes effektiviteten til pumpestasjonen, hvorfra det er lett å gå videre til valg av de mest økonomiske moduser drift av pumpeenheter med hensyn til dis-
strømningshastigheten til stasjonen, standardstørrelsene på installerte pumper og tillatt antall starter og stopp.
I ideelt for å bestemme effektiviteten til en pumpestasjon, kan du bruke dataene som er innhentet
direkte målinger under fullskala testing av pumpeenheter, for hvilke det vil være nødvendig å utføre fullskala tester ved 10-20 forsyningspunkter i pumpens driftsområde ved forskjellige ventilåpningsverdier (fra 0 til 100%) .
Når du utfører fullskala tester av pumper, bør rotasjonshastigheten til pumpehjulet måles, spesielt hvis det er frekvensregulatorer, siden gjeldende frekvens er direkte proporsjonal med motorhastigheten.
Basert på testresultatene bygges faktiske egenskaper for disse spesifikke pumpene.
Etter å ha bestemt effektiviteten til individuelle pumpeenheter, beregnes effektiviteten til pumpestasjonen som helhet, så vel som de mest økonomiske kombinasjonene av pumpeenheter eller deres driftsmoduser.
For å vurdere egenskapene til nettet kan du bruke data fra automatisert regnskapsføring av strømningshastigheter og trykk langs hovedvannledningene ved stasjonsutløpet.
Eksempel på utfylling av skjema for fullskala testing av pumpeaggregat er presentert i vedlegg. 4, grafer over faktisk pumpeytelse - i vedlegg. 5.
Den geometriske betydningen av å optimalisere driften av en pumpestasjon ligger i valget av arbeidspumper som mest nøyaktig oppfyller behovene til distribusjonsnettverket (strøm, trykk) i de betraktede tidsintervallene (fig. 15).
Som et resultat av dette arbeidet sikres en reduksjon i strømforbruket med 5-15 %, avhengig av størrelsen på stasjonen, antall og standardstørrelser på installerte pumper, samt arten av vannforbruk.

Kilde: Zakharevich, M. B.. Øke påliteligheten til vannforsyningssystemer basert på innføring av sikre former for organisering av drift og konstruksjon: lærebok. godtgjørelse. 2011(opprinnelig)

Mer om emnet: Øke effektiviteten til pumpestasjoner:

1. Zakharevitsj, M. B. / M. B. Zakharevitsj, A. N. Kim, A. Yu. SPbEASU - SPb., 2011. - 6 Øke påliteligheten til vannforsyningssystemer basert på innføring av sikre former for organisering av drift og konstruksjon: lærebok. fordel, 2011

Grunnlaget for energieffektiv bruk av pumpeutstyr er koordinert arbeid på nettet, d.v.s. driftspunktet må være innenfor driftsområdet til pumpekarakteristikken. Ved å oppfylle dette kravet kan pumpene drives med høy effektivitet og pålitelighet. Driftspunktet bestemmes av egenskapene til pumpen og systemet der pumpen er installert. I praksis står mange vannforsyningsorganisasjoner overfor problemet med ineffektiv drift av pumpeutstyr. Ofte effektiviteten pumpestasjonen har betydelig lavere effektivitet. pumper installert på den.

Forskning viser at den gjennomsnittlige effektiviteten er pumpesystemer er 40 %, og 10 % av pumpene fungerer med effektivitet. under 10 %. Dette skyldes hovedsakelig overdimensjonering (utvalg av pumper med store verdier tilførsel og trykk enn det som er nødvendig for driften av systemet), regulering av pumpens driftsmoduser ved hjelp av struping (dvs. en ventil), slitasje på pumpeutstyr. Å velge en pumpe med store parametere har to sider.

Som regel er vannforbruksplanen i vannforsyningssystemer sterk grad varierer avhengig av tid på dagen, ukedag, tid på året. Samtidig skal stasjonen sørge for maksimalt vannforbruk i normalmodus ved spissbelastning. Ofte lagt til dette er behovet for å levere vann til brannslokkingsanlegg. Uten regulering kan ikke pumpen fungere effektivt over hele spekteret av endringer i vannforbruket.

Driften av pumper under forhold med endringer i nødvendige strømningshastigheter over et bredt område fører til det faktum at utstyret opererer utenfor grensene mesteparten av tiden. arbeidsområde, med lave effektivitetsverdier. og lite ressurser. Noen ganger effektivitet

pumpestasjoner er 8-10 %, til tross for at effektiviteten av pumper installert på dem i driftsområdet er over 70%. Som et resultat av en slik operasjon utvikler forbrukere en falsk mening om upålitelighet og ineffektivitet til pumpeutstyr. Og gitt det faktum at en betydelig del av den består av innenlandsproduserte pumper, oppstår en myte om upåliteligheten og ineffektiviteten til innenlandspumper. Samtidig viser praksis at en rekke husholdningspumper ikke er dårligere enn de beste verdensanalogene når det gjelder pålitelighet og energieffektivitet. Det er mange måter å optimalisere energiforbruket på, de viktigste er vist i tabell 1.

Bytte ut pumper med mer effektive Effektiviteten til en bestemt kontrollmetode bestemmes i stor grad av egenskapene til systemet og tidsplanen for endringer over tid. I hvert tilfelle er det nødvendig å ta en beslutning avhengig av de spesifikke egenskapene til driftsforholdene. For eksempel kan den nylig utbredte reguleringen av pumper ved å endre frekvensen ikke alltid føre til en reduksjon i energiforbruket. Noen ganger gir det

Derfor er hovedkravet for å gjennomføre tiltak for å redusere energiforbruket egenskapene til systemet og dets endring over tid.

Hovedproblemet med å utvikle energibesparende tiltak er knyttet til det faktum at ved driftsanlegg er nettverksparametrene nesten alltid ukjente og avviker sterkt fra de designmessige. Forskjellene er knyttet til endringer i nettverksparametere på grunn av korrosjon av rørledninger, vannforsyningsordninger, mengder vannforbruk, etc. For å bestemme de faktiske driftsmodusene til pumper og nettverksparametere, blir det nødvendig å utføre målinger direkte på stedet ved hjelp av spesielt kontroll- og måleutstyr, dvs. gjennomføre en teknisk revisjon av det hydrauliske systemet. Til vellykket implementering
tiltak rettet mot å øke energieffektiviteten til installert utstyr, er det nødvendig å ha så fullstendig informasjon som mulig om driften av pumpene og ta hensyn til det i fremtiden.
Generelt kan flere spesifikke sekvensielle stadier av revisjon av pumpeutstyr skilles ut.
1. Innhenting av foreløpig informasjon om sammensetningen av utstyret som er installert på anlegget, inkl. informasjon om den teknologiske prosessen som pumper brukes i (stasjoner for første, andre, tredje heis, etc.)
2. Avklaring på stedet av tidligere mottatt informasjon om sammensetningen av det installerte utstyret, muligheten for å innhente tilleggsdata, tilgjengeligheten av måleinstrumenter, kontrollsystemet mv. Foreløpig testplanlegging.
3. Gjennomføring av tester på stedet. 4. Bearbeiding og evaluering av resultater. 5. Utarbeidelse av mulighetsstudie for

ulike alternativer

Ris. 1. Pumpedrift på et nettverk med en dominerende statisk komponent under frekvensregulering

Ris. 2. Pumpedrift på nett med dominerende friksjonstap ved frekvensregulering

Under et første besøk på stedet er det mulig å identifisere "problematiske" pumper når det gjelder energiforbruk. Tabell 2 viser hovedtegn som kan indikere ineffektiv drift av pumpeutstyr og typiske tiltak som kan rette opp situasjonen, og angir estimert tilbakebetalingstid for energisparetiltak.

Som et resultat av testing er det nødvendig å innhente følgende informasjon:
1. Kjennetegn ved systemet og dets endringer over tid (time-, daglig-, ukeplaner).
2. Bestemmelse av faktiske pumpeegenskaper. Bestemmelse av pumpedriftsmoduser for hver av de karakteristiske modusene (lengste modus, maksimum, minimum strømning).

Vurderingen av bruk av ulike moderniseringsmuligheter og kontrollmetode er gjort basert på kostnadsberegninger livssyklus(LCC) utstyr.

Hovedandelen av livssykluskostnadene til ethvert pumpesystem er energikostnader. Derfor, på stadiet av foreløpig vurdering av ulike alternativer, er det nødvendig å bruke det spesifikke kraftkriteriet, dvs. strøm forbrukt av pumpeutstyr per enhet av strømningshastigheten til den pumpede væsken.:
Konklusjoner

Oppgavene med å redusere energiforbruket til pumpeutstyr løses først og fremst ved å sikre koordinert drift av pumpen og systemet. Problemet med overflødig energiforbruk til pumpesystemer i drift kan med hell løses gjennom modernisering rettet mot å møte dette kravet. På sin side må eventuelle moderniseringstiltak være basert på pålitelige data om driften av pumpeutstyr og egenskapene til systemet. I hvert tilfelle er det nødvendig å vurdere flere alternativer, og som et valgverktøy optimalt alternativ

bruke metoden for å estimere livssykluskostnaden for pumpeutstyr.
Alexander Kostyuk, kandidat for fysiske og matematiske vitenskaper, direktør for vannpumpeprogrammet;
Olga Dibrova, ingeniør;

Sergey Sokolov, ledende ingeniør. LLC "UK "Group HMS"

Implementeringen av moderne SCADA-systemer i vannindustrien gir bedrifter en enestående evne til å kontrollere og administrere alle aspekter av vanninnhenting, -forsyning og -distribusjon fra et sentralisert kontrollsystem. Moderne forsyningsselskaper i utlandet anerkjenner at SCADA-systemet ikke bør bestå av en eller flere isolerte "øyer av automatisering", men kan og bør være et enkelt system som opererer i et geografisk distribuert nettverk og integrert i informasjons- og datasystemet til bedriften deres. Det neste logiske trinnet etter implementering av et SCADA-system er å utnytte denne investeringen bedre ved å bruke avansert programvare som muliggjør proaktiv (i motsetning til tilbakemeldingsbasert) kontroll av vannforsyningssystemet. Fordeler som følge av disse handlingene kan inkludere forbedret vannkvalitet ved å redusere vannets alder, minimere energikostnadene og øke systemytelsen uten at det går på bekostning av driftssikkerheten.

Introduksjon Siden midten av 1970-tallet har automatisering invadert forberedelses-, serverings- og distribusjonsprosessene. drikkevann , tradisjonelt kontrollert. Inntil dette tidspunkt brukte de fleste installasjoner enkle konsoller med farelys, klokkeindikatorer og konsollskjermer som kakediagramskrivere som enheter for å supplere det manuelle kontrollsystemet. Senere dukket det opp smarte instrumenter og analysatorer som nefelometre, partikkeltellere og pH-målere. De kan brukes til å kontrollere kjemiske målepumper for å sikre samsvar med gjeldende vannforsyningsstandarder. Til syvende og sist dukket det opp helautomatisk kontroll ved bruk av PLS-er eller distribuerte kontrollsystemer utenlands på begynnelsen av 1980-tallet. Sammen med forbedringen av teknologien har også ledelsesprosessene blitt bedre. Et eksempel på dette er bruk av strømningsstrømmålere som en sekundær reguleringssløyfe plassert nedstrøms for den interne sløyfen for koagulantdosering. Hovedproblemet var at teorien om bruk av individuelle måleinstrumenter fortsatte å eksistere i industrien. Kontrollsystemer ble fortsatt utformet som om ett eller flere fysiske måleinstrumenter var koblet sammen med ledninger for å kontrollere en enkelt utgangsvariabel. Hovedfordelen med PLS var muligheten til å kombinere store mengder digitale og analoge data, samt lage mer komplekse algoritmer enn de som kan oppnås ved å kombinere individuelle måleinstrumenter.

Som en konsekvens ble det mulig å implementere, og også prøve å oppnå, samme kontrollnivå i vannfordelingssystemet. Den første utviklingen innen telemetriutstyr ble plaget av problemer knyttet til lave datahastigheter, høy latenstid og upålitelige radio- eller leide linjer. Til dags dato er disse problemene fortsatt ikke fullstendig løst, men i de fleste tilfeller har de blitt overvunnet gjennom bruk av svært pålitelige pakkesvitsjede nettverk eller ADSL-forbindelser til et geografisk distribuert telefonnettverk.

Alt dette har en høy kostnad, men å investere i et SCADA-system er et must for vannverk. I landene i Amerika, Europa og det industrialiserte Asia er det få som prøver å administrere en bedrift uten et slikt system. Det kan være vanskelig å rettferdiggjøre de betydelige kostnadene forbundet med å installere et SCADA- og telemetrisystem, men i realiteten er alternativet denne retningen fraværende.

Å redusere arbeidsstyrken ved å bruke en sentralisert pool av erfarne ansatte til å administrere et vidt distribuert system og evnen til å overvåke og administrere kvalitet er de to vanligste begrunnelsene.

Akkurat som å installere PLS-er på strukturer gir grunnlaget for å muliggjøre opprettelsen av avanserte algoritmer, muliggjør implementering av et vidt distribuert telemetri- og SCADA-system mer sofistikert kontroll over vanndistribusjon. Faktisk kan systemomfattende optimaliseringsalgoritmer nå integreres i kontrollsystemet. Feltbaserte telemetrienheter (RTU), telemetrisystem og anleggskontrollsystemer kan fungere synkronisert for å redusere betydelige energikostnader og oppnå andre fordeler for vannverk. Det er gjort betydelige fremskritt på områdene vannkvalitet, systemsikkerhet og energieffektivitet. Som et eksempel pågår det for tiden forskning i USA for å undersøke sanntidsrespons på terrorangrep ved å bruke live data ogng.

Distribuert eller sentralisert kontroll

Instrumentering som strømningsmålere og analysatorer kan være ganske komplisert i seg selv og i stand til å utføre komplekse algoritmer ved å bruke en rekke variabler og med varierende utganger. Disse overføres på sin side til PLS-er eller intelligente RTU-er, som er i stand til svært kompleks overvåkingsfjernkontroll. PLS og RTU er koblet til sentralisert system ledelse, som vanligvis er plassert ved hovedkontoret til vannverket eller ved et av de store anleggene. Disse sentraliserte kontrollsystemene kan bestå av et kraftig PLS- og SCADA-system, også i stand til å utføre svært komplekse algoritmer.

I dette tilfellet er spørsmålet hvor du skal installere intelligent system eller om det er tilrådelig å duplisere et intelligent system på flere nivåer. Det er fordeler med å ha lokal kontroll på RTU-nivå, der systemet blir relativt beskyttet mot tap av kommunikasjon med den sentraliserte kontrollserveren. Ulempen er at RTUen kun mottar lokalisert informasjon. Et eksempel er en pumpestasjon, som operatøren av verken vet vannstanden i tanken som vannet pumpes inn i, eller nivået på reservoaret som vannet pumpes fra.

På systemskalaen kan individuelle algoritmer på RTU-enhetsnivå ha uønskede konsekvenser for driften av anlegget, for eksempel ved å be om for mye vann til feil tidspunkt. Det er tilrådelig å bruke generell algoritme. Derfor er den optimale veien å ha lokalisert kontroll for å gi minst grunnleggende beskyttelse i tilfelle tap av kommunikasjon, samtidig som man opprettholder muligheten til å administrere et sentralisert system for overordnet beslutningstaking. Denne ideen om å bruke kaskadelag med kontroll og beskyttelse er den mest optimale av de to tilgjengelige alternativene. RTU-kontrollelementene kan være i hviletilstand og slå seg bare på når en nødsituasjon oppstår. uvanlige forhold eller når forbindelsen er brutt. Ekstra fordel er at relativt ikke-programmerbare RTU-er kan brukes i felten siden de kun kreves for å utføre relativt enkle driftsalgoritmer. Mange verktøy i USA installerte RTU-er på 1980-tallet, da bruken av relativt billige "ikke-programmerbare" RTU-er var vanlig.

Dette konseptet brukes også i dag, men inntil nylig har lite blitt gjort for å oppnå systemdekkende optimalisering. Schneider Electric implementerer kontrollsystemer basert på programvare, som er et sanntidskontrollprogram og er integrert i SCADA-systemet for å automatisere vanndistribusjonssystemet (se fig. nr. 1).

Programvaren leser live data fra SCADA-systemet om aktuelle reservoarnivåer, vannstrømmer og utstyrs tilgjengelighet, og lager deretter grafer for forurensede og behandlede vannstrømmer for anleggene, alle pumper og automatiserte ventiler i systemet for planperioden. Programvaren kan utføre disse handlingene på mindre enn to minutter. Hver halvtime startes programmet på nytt for å tilpasse seg skiftende forhold, hovedsakelig når belastningen på etterspørselssiden endres og utstyret svikter. Kontrollene aktiveres automatisk av programvare, noe som tillater helautomatisk kontroll av selv de kraftigste vanndistribusjonssystemene uten driftspersonell. Hovedoppgaven er å redusere kostnadene ved vanndistribusjon, hovedsakelig kostnadene til energiressurser.

Optimaliseringsproblem

Ved å analysere verdenserfaring kan vi konkludere med at en rekke studier og innsats har vært rettet mot å løse problemet knyttet til produksjonsplanlegging, pumper og ventiler i vanndistribusjonssystemer. De fleste av disse anstrengelsene har vært av rent vitenskapelig karakter, selv om det har vært noen få seriøse forsøk på å bringe en løsning til markedet. På 1990-tallet kom en gruppe amerikanske verktøy sammen for å fremme opprettelsen av et energi- og vannkvalitetsovervåkingssystem (EWQMS) i regi av American Water Works Association (AWWA) Research Foundation. Det ble utført flere tester som et resultat av dette prosjektet. Water Research Council (WRC) i Storbritannia brukte en lignende tilnærming på 1980-tallet. Imidlertid var både USA og Storbritannia begrenset av mangel på kontrollsysteminfrastruktur, samt mangel på kommersielle insentiver i industrien, så dessverre var ingen av landene vellykket og alle disse forsøkene ble senere forlatt.

Det finnes flere programvarepakker for hydraulisk modellering som bruker evolusjonære genetiske algoritmer for å gjøre det mulig for en kompetent ingeniør å ta informerte designbeslutninger, men ingen av dem kan betraktes som målrettet automatisk system sanntidskontroll av ethvert vanndistribusjonssystem.

De mer enn 60 000 vannsystemene og 15 000 avløpsvannsystemene i USA er landets største forbrukere av elektrisitet, og bruker rundt 75 milliarder kWh/år på landsbasis – omtrent 3 % av årlig forbruk elektrisitet i USA.

De fleste tilnærminger til å løse problemet med å optimalisere energibruken indikerer at betydelige besparelser kan oppnås ved å ta passende beslutninger innen pumpeplanlegging, spesielt ved bruk av multi-objektive evolusjonsalgoritmer (MOEA). Som regel anslås besparelser i energikostnader å variere fra 10 til 15 %, noen ganger mer.

En av utfordringene har alltid vært å integrere disse systemene i faktisk utstyr. Løsninger basert på MOEA-algoritmer har alltid lidd under relativt lav løsningsytelse, spesielt i systemer som brukes større antall pumper sammenlignet med standardsystemer. Ytelsen til løsningen øker eksponentielt når antall pumper når området fra 50 til 100 stykker. Dette gjør det mulig å tilskrive problemer i funksjonen til MOEA-algoritmer til designproblemer, og selve algoritmene kan tilskrives læringssystemer i stedet for sanntids automatiske kontrollsystemer.

Eventuelle foreslåtte alternativer generell løsning Problemet med å distribuere vann til lavest mulig kostnad krever flere grunnleggende komponenter. For det første må løsningen være rask nok til å takle endrede omstendigheter i den virkelige verden og må kunne kobles til et sentralisert kontrollsystem. For det andre må det ikke forstyrre driften av hovedbeskyttelsesanordningene integrert i det eksisterende kontrollsystemet. For det tredje må den løse sitt problem med å redusere energikostnadene uten negativ påvirkning på vannkvalitet eller pålitelighet av vannforsyning.

Foreløpig, og dette er demonstrert av verdenserfaring, har det tilsvarende problemet blitt løst ved å bruke nye, mer avanserte (sammenlignet med MOEA) algoritmer. Med fire store nettsteder i USA, er det bevis på at løsninger kan levere raskt samtidig som man når målet om å redusere distribusjonskostnadene.

EBMUD fullfører en 24-timers timeplan i halvtimesblokker på mindre enn 53 sekunder, Washington Suburban i Maryland fullfører oppgaven på 118 sekunder eller mindre, Eastern Municipal i California gjør det på 47 sekunder eller mindre, og WaterOne i Kansas City på mindre enn 2 minutter. Dette er en størrelsesorden raskere sammenlignet med systemer basert på MOEA-algoritmer.

Definere oppgaver

Elektrisitetskostnader er en stor kostnad i vannbehandlings- og distribusjonssystemer og er vanligvis nest etter arbeidskostnadene. Av de totale energikostnadene utgjør drift av pumpeutstyr opptil 95 % av all elektrisitet som kjøpes av et verktøy, mens resten er relatert til belysning, ventilasjon og klimaanlegg.

Å redusere energikostnadene er tydeligvis en viktig drivkraft for disse verktøyene, men ikke på bekostning av økt operasjonell risiko eller redusert vannkvalitet. Ethvert optimaliseringssystem må kunne ta hensyn til endrede marginale forhold, som for eksempel reservoardriftsgrenser og teknologiske krav strukturer. Ethvert reelt system har alltid et betydelig antall begrensninger. Disse begrensningene inkluderer: minimum pumpedriftstid, minimum pumpens nedkjølingstid, minimum strømningshastighet og maksimalt enhetsutløpstrykk. stengeventiler, minimum og maksimal ytelse av strukturer, regler for å skape trykk i pumpestasjoner, bestemme driftstiden til pumper for å forhindre betydelige vibrasjoner eller vannslag.

Vannkvalitetsbestemmelser er vanskeligere å etablere og kvantifisere fordi forholdet mellom minimumskrav til driftsnivå i et magasin kan komme i konflikt med behovet for regelmessig vannsirkulasjon i magasinet for å redusere vannets alder. Nedbrytningen av klor er nært knyttet til vannets alder og er også svært avhengig av temperatur miljø, noe som gjør det vanskelig å etablere strenge regler for å sikre det nødvendige nivået av klorrest på alle punkter i distribusjonssystemet.

En interessant del av hvert implementeringsprosjekt er programvarens evne til å definere "begrensningskostnader" som resultatet av optimaliseringsprogrammet. Dette lar oss utfordre noen kundeoppfatninger med harde data, og gjennom denne prosessen fjerne noen av begrensningene. Dette er et vanlig problem for store verktøy der operatøren kan møte alvorlige begrensninger over tid.

For eksempel kan det ved en stor pumpestasjon være en begrensning knyttet til muligheten for å bruke ikke mer enn tre pumper samtidig på grunn av berettigede grunner fastsatt ved byggingen av stasjonen.

I programvaren vår bruker vi et simuleringsskjema for hydraulisk system for å bestemme maksimal strømning ved en pumpestasjons utløp i løpet av dagen for å sikre overholdelse av eventuelle trykkbegrensninger.

Etter å ha bestemt den fysiske strukturen til vanndistribusjonssystemet, angitt høytrykkssonene, valgt utstyret som automatisk vil bli kontrollert av programvaren vår, og mottatt et avtalt sett med restriksjoner, kan du begynne å implementere implementeringsprosjektet. Produksjon iht tekniske krav kunde (avhengig av pre-produksjon) og konfigurasjon tar vanligvis fem til seks måneder, etterfulgt av omfattende testing i tre måneder eller mer.

Muligheter for programvareløsninger

Selv om det er interessant for mange å løse et svært komplekst planleggingsproblem, er det faktisk bare ett av mange trinn som kreves for å lage et brukbart, pålitelig og helautomatisk optimaliseringsverktøy. Typiske trinn er listet opp nedenfor:

• Velge langsiktige innstillinger.
• Lese data fra SCADA-systemet, oppdage og eliminere feil.
• Bestemmelse av målvolumer som skal være i reservoarer for å sikre pålitelighet av vannforsyning og sirkulasjon.
• Les eventuelle endrede tredjepartsdata, for eksempel strømpriser i sanntid.
• Beregning av tidsplaner for alle pumper og ventiler.
• Forbered data for SCADA-systemet for å starte pumper eller åpne ventiler etter behov.
• Oppdater analysedata som prognose etterspørsel, kostnader, vannbehandlingsestimater.

De fleste trinnene i denne prosessen vil ta bare noen få sekunder å fullføre, og løseren vil ta lengst tid å utføre, men som nevnt ovenfor, vil den fortsatt være rask nok til å kjøre interaktivt.

Vanndistribusjonssystemoperatører kan se prognoser og utdata i en enkel klient som kjører på for eksempel Windows. I skjermbildet nedenfor (Figur #1), viser den øverste grafen behovet, den midterste grafen viser vannstanden i reservoaret, og den nederste raden med prikker er pumpegrafen. Gule søyler indikerer gjeldende tid; alt før den gule kolonnen er arkiverte data; alt etter det er en prognose for fremtiden. Skjermskjemaet viser forventet økning i vannstanden i reservoaret under driftspumpeforhold (grønne prikker).

Programvaren vår er utviklet for å finne muligheter for å redusere produksjonskostnader så vel som energikostnader; energikostnadene har imidlertid en dominerende innvirkning. Når det gjelder å redusere energikostnadene, ser den på tre hovedområder:

• Flytte energibruken til perioder med en billigere tariff, ved å bruke et reservoar for å levere vann til kundene.
• Redusere kostnader under toppforbruk ved å begrense maksimalt antall pumper i disse periodene.
• Redusere den elektriske energien som kreves for å forsyne vann til et vanndistribusjonssystem ved å drive en pumpe eller gruppe av pumper med nær optimal ytelse.

EBMUD (California) resultater

Et lignende system begynte å operere på EBMUD i juli 2005. I det første driftsåret oppnådde programmet energibesparelser på 12,5 % (USD 370 000 sammenlignet med året før, hvor forbruket utgjorde USD 2,7 millioner), bekreftet av uavhengige eksperter. I det andre arbeidsåret lot hun meg få mer beste resultater, og besparelsen utgjorde ca. 13,1 %. Dette ble hovedsakelig oppnådd ved å overføre den elektriske belastningen til en trebånds tariffmodus. Før programvaren ble brukt, hadde EBMUD allerede gjort betydelige anstrengelser for å redusere energikostnadene gjennom manuell operatørintervensjon og redusert energikostnadene med $500 000. Det ble bygget et stort nok trykkbasseng som gjorde at selskapet kunne skru av alle pumper i en 6-timers periode til en maksimal tariff på rundt 32 cent/kWh. Programvaren planla pumpene til å skifte fra to korte perioder med flat belastning på hver side av 12 cents/kWh toppperioden til en ti-timers nattlig lavbelastning på 9 cents/kWh. Selv med en liten forskjell i strømkostnadene var fordelen betydelig.

Hver pumpestasjon har flere pumper, og i noen tilfeller brukes pumper med ulik kapasitet på samme stasjon. Dette gir optimaliseringsprogrammet en rekke muligheter for å skape forskjellige strømninger i vannfordelingssystemet. Programmet løser ikke-lineære ligninger knyttet til hydraulisk systemytelse for å bestemme hvilken pumpekombinasjon som vil gi den nødvendige daglige massebalansen med maksimal effektivitet og minimale kostnader. Selv om EBMUD har lagt ned mye arbeid i å forbedre pumpeytelsen, har bruk av programvaren vellykket redusert det totale antallet kWh som kreves for å generere strømning. I noen pumpestasjoner har produktiviteten økt med mer enn 27 % kun ved å velge riktig pumpe eller pumper til rett tid.

Kvalitetsforbedringer er vanskeligere å kvantifisere. EBMUD brukte tre driftsregler for å forbedre vannkvaliteten, som de forsøkte å implementere manuelt. Den første regelen var å utjevne strømningshastigheten ved vannbehandlingsanlegget til kun to hastighetsendringer per dag. Mer ensartede produksjonsstrømmer muliggjør optimaliserte kjemiske doseringsprosesser, konsekvente strømninger med lav turbiditet og konsistente klornivåer med et renere anleggsreservoar. Programvaren oppdager nå konsekvent to strømningshastigheter ved vannbehandlingsanlegg gjennom pålitelig etterspørselsprognoser og distribuerer disse hastighetene utover dagen. Det andre kravet var å øke dybden på sykliske reservoarer for å redusere gjennomsnittsalderen på vannet. Siden programvare er et middel for å regulere massebalansen, var det ikke vanskelig å implementere denne strategien. Det tredje kravet var det strengeste. Siden kaskaden hadde flere reservoarer og pumpestasjoner som forsynte vann ved forskjellige trykk, ønsket EBMUD at alle pumpestasjonene skulle fungere samtidig når det øvre reservoaret trengte vann for å sikre at rent vann kom fra bunnen av kaskaden i stedet for det gamle vannet fra mellomvannet. reservoar. Dette kravet ble også oppfylt.

WSSC-resultater (Pennsylvania, New Jersey, Maryland)

Optimaliseringssystemet har vært i drift i selskapet siden juni 2006. WSSC er i en nesten unik posisjon i USA, og kjøper mer enn 80 % av sin elektrisitet til en rimelig pris. Den opererer i PJM-markedet (Pennsylvania, New Jersey, Maryland) og kjøper strøm direkte fra en uavhengig markedsoperatør. De resterende pumpestasjonene opererer under ulike tariffstrukturer fra tre separate strømforsyningsselskaper. Å automatisere optimeringsprosessen for pumpeplanlegging i et reelt marked betyr tydeligvis at planleggingen må være fleksibel og responsiv til timelige endringer i strømprisene.

Programvaren lar deg løse dette problemet på mindre enn to minutter. Operatører hadde allerede hatt suksess med å flytte lasten på store pumpestasjoner til prispress gjennom året før programvaren ble installert. Merkbare forbedringer i planleggingen var imidlertid tydelige i løpet av få dager etter starten av det automatiserte systemet. I den første uken ble det observert besparelser på omtrent 400 USD per dag per pumpestasjon alene. I den andre uken økte dette beløpet til USD 570 per dag, og i den tredje uken oversteg det USD 1000 per dag. Tilsvarende effekter ble oppnådd ved ytterligere 17 pumpestasjoner.

WSSC vannfordelingssystemet er preget av høyt nivå kompleksitet og har et stort antall ukontrollerte trykksikkerhetsventiler, noe som kompliserer prosessen med å beregne vannforbruk og optimalisering. Systemlagring er begrenset til omtrent 17,5 % av det daglige vannforbruket, noe som reduserer muligheten til å flytte last til perioder med lavere kostnad. De strengeste restriksjonene var knyttet til to store vannbehandlingsanlegg, hvor det ikke var tillatt med mer enn 4 pumpeskift per dag. Over tid har det blitt mulig å fjerne disse begrensningene for å forbedre besparelser fra oppussingsprosjekter.

Samhandling med kontrollsystemet

I begge eksemplene ovenfor nødvendig programvareinteraksjon med eksisterende kontrollsystemer. EBMUD hadde allerede en toppmoderne sentralisert pumpeplanleggingspakke, inkludert en inngangsdatatabell for hver pumpe med maksimalt 6 start- og stoppsykluser. Det var relativt enkelt å bruke denne eksisterende funksjonen og få en pumpeplan med data fra disse tabellene etter at hvert problem var løst. Dette medførte at det var nødvendig med minimale endringer i eksisterende kontrollsystem og indikerte også at det var mulig å bruke eksisterende over- og underløpssikringssystemer for magasinene.

Washingtons forstadssystem var enda mer komplekst å lage og koble til systemet. Det var ingen sentralisert PLS installert ved hovedkontoret. I tillegg pågikk et program for å erstatte ikke-programmerbare RTUer med smarte PLSer i felt. Et betydelig antall logiske algoritmer ble lagt til skriptspråket til SCADA-systempakken, og problemet ble løst tilleggsoppgave sikre datasikkerhetskopiering i SCADA-systemservere.

Bruken av generelle automatiseringsstrategier fører til fremveksten av interessant situasjon. Hvis en operatør manuelt fyller et reservoar i et bestemt område, vet han hvilke pumper som er startet, og derfor vet han også hvilke vannstander i reservoaret som skal overvåkes. Hvis operatøren bruker et reservoar som tar flere timer å fylle, vil han bli tvunget til å overvåke reservoarnivåene innen noen få timer etter at pumpene er startet. Hvis det i løpet av denne tidsperioden er et tap av kommunikasjon, vil han uansett kunne eliminere denne situasjonen ved å stoppe pumpestasjonen. Men hvis pumpene startes av et helautomatisk system, vil ikke operatøren nødvendigvis vite at dette har skjedd, og derfor vil systemet være mer avhengig av automatiske lokaliserte kontroller for å beskytte systemet. Dette er funksjonen til lokalisert logikk i RTU-feltenheten.

Som med ethvert komplekst programvareprosjekt, avhenger endelig suksess av kvaliteten på inndataene og robustheten til løsningen for ekstern interferens. Cascading lag med låser og beskyttelsesenheter er nødvendig for å gi sikkerhetsnivået som kreves for ethvert kritisk verktøy.

Konklusjon

Store investeringer i automasjons- og kontrollsystemer for vannverk i utlandet har skapt nødvendig infrastruktur de siste 20 årene for å implementere overordnede optimaliseringsstrategier. Vannselskaper utvikler uavhengig enda mer avansert programvare for å forbedre vanneffektiviteten, redusere lekkasjer og forbedre den generelle vannkvaliteten.

Programvare er ett eksempel på hvordan økonomiske fordeler kan oppnås ved å utnytte betydelige forhåndsinvesteringer i automasjons- og kontrollsystemer bedre.

Vår erfaring tillater oss å hevde at bruk av relevant erfaring fra vannforsyningsbedrifter i Russland, bygging av utvidede sentraliserte styringssystemer er en lovende løsning som effektivt kan løse en blokk med aktuelle problemer og problemer i industrien.

Forklarende notat

Denne arbeidsplanen er utviklet i samsvar med den statlige obligatoriske utdanningsstandarden i republikken Kasakhstan i spesialiteten 2006002 "Bygging og drift av gass- og oljerørledninger og gass- og oljelagringsanlegg", og er derfor ment for implementering offentlige krav til nivået for opplæring av spesialister i faget "pumpe- og kompressorstasjoner" og er grunnlaget, om nødvendig, for å utarbeide en arbeidsplan.

Programmet for emnet "Pumpe- og kompressorstasjoner for hovedgass- og oljerørledninger" sørger for studiet av driftsteknikker, reparasjon og vedlikehold av installasjoner, ulike typer pumpe- og kompressorstasjoner. Spesiell oppmerksomhet rettes mot kompressorverksteder med gassturbin, gassmotor og elektrisk utstyr for å studere drifts- og reparasjonsteknikker teknisk utstyr. Når du studerer emnet, er det nødvendig å bruke prestasjoner og utviklinger både i innenlandsk og utenlandsk praksis. Informasjon om ulike serier om teknologi for pumping av olje og gass, samt gasskondensat og petroleumsprodukter, når du utfører beregninger, er det nødvendig å overholde GOST og ESKD.

Ved implementering av dette arbeidsprogrammet er det nødvendig å bruke didaktiske og visuelle hjelpemidler, diagrammer, leksjoner på kompressor- og pumpestasjoner.

Virkelig arbeidsprogram gir praktiske øvelser som bidrar til vellykket læring undervisningsmateriell, tilegne seg ferdigheter i å løse praktiske problemer knyttet til driften av kompressor- og pumpestasjoner, er det nødvendig å gjennomføre utflukter til driftsstasjoner.

Tematisk plan

Emne 1. Pumpeenheter brukt ved oljepumpestasjoner i hovedrørledninger

Teknologiske diagrammer og hovedutstyr, kompressorstasjoner og pumpestasjoner, samt hjelpeutstyr til pumpeenheter. Hovedkomponenter og blokker ved kompressorstasjoner og pumpestasjoner.

Kjennetegn på pumper, drift av pumper på nettverket. Velge en pumpe basert på spesifiserte parametere. Parallell- og seriekobling av pumper. Metoder for å regulere driftsmodusen til pumper. Ustabil drift av pumper: Overspenning og kavitasjon.

Tema 2. Drift av oljepumpestasjoner

Gasskompresjon ved CS, hovedparametrene kontrollert ved CS. Inndeling av CS etter teknologisk prinsipp. Operasjoner utført ved kompressorstasjonen. Hovedgrupper av CS. Hovedoppgavene til personell som utfører drift, vedlikehold og reparasjon av utstyr, systemer og bygging av kompressorstasjonen. Klassifisering av NPS og egenskaper ved hovedobjektene. Overordnet plan for NPS.

Emne 3. Overordnet plan for NPS

Pumpeenhet. Hjelpesystemer. Hoved- og hjelpeutstyr til kompressorstasjoner.

Tema 4. Tankanlegg til oljepumpestasjoner

Stempelpumper. Sentrifugalpumper. Vortex pumper. Booster pumper. Deres hovedegenskaper. Innhopp. Trykk Makt. Effektivitet Kaavitasjonsreserve.

Emne 5. Grunnleggende informasjon om hovedgassrørledningen

Turbo blokk. Brennkammer. Starter turbo detonator. Turboekspander. Snu enheter. Oljesystemelementer. Reguleringssystemer. Grunnleggende modifikasjoner av gasspumpeenheter. Superladere produsert av JSC Nevsky Plant (St. Petersburg), JSC Kazan Compressor Plant (Kazan), JSC SMNPO oppkalt etter M.V. Fruntse (Sumy).

Tema 6 Klassifisering av kompressorstasjoner Formål, sammensetning av konstruksjoner og hovedplaner for kompressorstasjoner

Kjennetegn ved PGPU-drift. Funksjoner av PGPA. Omfanget av deres søknad. Formål med stempelgasskompressorer.

Emne 7. Rørledningsfittings brukt ved pumpe- og kompressorstasjoner

Kombinasjon av kompressorbutikker. Blokkstrukturer PGPA. Grunnleggende funksjoner til blokker. Sammensetning av gasspumpeenheten GPU.

Tema 8. Vannforsyning til stasjoner.

Enhet. Høytrykksturbiner og dyseapparater, lavtrykksturbindesign og gassturbinhus.

Tema 9. Avløpsstasjoner

Utførelse av gassturbinaggregater. Krav til foringsrør for gassturbinenheter. Ytelsesegenskaper.

Tema 10 Varmeforsyning av stasjoner

Typer hjelpesystemer. Funksjoner til disse systemene.

Aggregert funksjon

Stasjonsfunksjon

Hjelpesystemer for gasspumpeenheter.

Tema 11. Ventilasjon av stasjoner

Grunnleggende informasjon om vannforsyningssystemer. Vannforsyningskilder og vanninntaksstrukturer. Typer avløpsnett. Utstyr for avløpsnett.

Tema 12. Energiforsyningssystem

Generelle verksted og enhet oljeforsyningssystemer. Nødtap av olje. Drift av smøresystemet. Oljekjølesystem basert på luftkjølere.

Liste over brukt litteratur

1. Surinovich V.K. Teknologisk kompressoroperatør, 1986

2. Rezvin B.S. Gassturbin- og gasspumpeenheter 1986

3. Bronstein L.S. Reparasjon av gassturbinaggregat 1987

4. Gromov V.V. Operatør av hovedgassrørledninger.

5. Oljefeltutstyr E.I. Bukharenko. Nedra, 1990

6. Oljefeltmaskiner og mekanismer. A.G.Molchanov. Nedra, 1993

1. Analytisk gjennomgang av grunnleggende pumpeteori, injeksjon
utstyr og teknologi for å løse problemer med å skape og øke
trykk i vannforsynings- og distribusjonssystemer (WSS) 10

1.1. Pumper. Klassifikasjon, grunnleggende parametere og begreper.

Teknisk nivå på moderne pumpeutstyr 10

Hovedparametere og klassifisering av pumper 10

Pumpeutstyr for å øke trykket i vannforsyningen.... 12

Gjennomgang av innovasjoner og forbedringer i pumper med tanke på praktisk anvendelse 16

1.2. Teknologi for bruk av superladere i SPRV 23

1. Pumpestasjoner av vannforsyningssystemer. Klassifisering 23

   Generelle ordninger og metoder for å regulere pumpedrift når trykket øker 25

   Optimalisering av driften av superladere: hastighetskontroll og teamarbeid 30

Problemer med å sikre trykk i eksterne og interne vannforsyningsnett 37

Konklusjoner fra kapittel 40

2. Sørge for nødvendig trykk i ekstern og intern
vannforsyningsnett. Økende komponenter av SPVR på nivået
distrikt, kvartal og interne nettverk 41

2.1. Generelle utviklingsretninger i praksisen med bruk av pumping

utstyr for å øke trykket i vannforsyningsnett 41

l 2.2". Oppgavene med å sikre nødvendige trykk i vannforsyningsnett

Kort beskrivelse av SPRV (med eksempelet St. Petersburg)

Erfaring med å løse problemer med økende press på nivå med distrikts- og blokknettverk 48

2.2.3. Funksjoner ved problemer med økende trykk i interne nettverk 55

2.3. Uttalelse av problemet med optimalisering av forsterkningskomponenter

SPVR på nivå med distrikts-, blokk- og interne nettverk 69

2.4. Konklusjoner om kapittel ".._. 76

3. Matematisk modell for optimalisering av pumpeutstyr

på det perifere nivået til SPRV 78

3.1. Statisk optimalisering av parametere for pumpeutstyr

på nivå med distrikts-, blokk- og interne nettverk 78

Generell beskrivelse av strukturen til det regionale vannforsyningsnettet ved løsning av optimale synteseproblemer." 78

Minimere energikostnadene for én modus for vannforbruk „ 83

3.2. Optimalisering av parametere for pumpeutstyr i periferien
på normalt nivå av vannforbruk ved endring av vannforbruksregimet 88

Multi-modus modellering i problemet med å minimere energikostnadene ( generelle tilnærminger) 88

Minimerer energikostnadene med muligheten til å regulere hastigheten (hjulhastigheten) til superladeren 89

2.3. Minimere energikostnader i tilfelle

kaskadefrekvensregulering (kontroll) 92

Simuleringsmodell for optimalisering av pumpeparametere
utstyr på perifert nivå SPRV 95

3.4. Kapittel Konklusjoner

4". Numeriske metoder for å løse problemer med parameteroptimalisering
pumpeutstyr 101

4.1. Innledende data for å løse optimale synteseproblemer, 101

Studerer vannforbruksregimet ved hjelp av tidsserieanalysemetoder _ 101

Bestemmelse av regulariteter i tidsserien for vannforbruk 102

Frekvensfordeling av utgifter og koeffisienter

Uregelmessigheter i vannforbruk 106

4.2. Analytisk representasjon av pumpeytelsesegenskaper
utstyr, 109

Modellering av ytelsen til individuelle blåsere dude 109

Identifikasjon av driftskarakteristikker til superladere som en del av pumpestasjoner 110

4.3. Finne det optimale for objektivfunksjonen 113

Optimalt søk med gradientmetoder 113

Endret Hollaid-plan. 116

4.3.3. Implementering av en optimaliseringsalgoritme på en datamaskin 119

4.4. Kapittel 124 Konklusjoner

5. Komparativ effektivitet av forsterkende komponenter

LCS basert på livssykluskostnadsvurdering

(bruker MIC for å måle parametere) 125

5.1. Metodikk for å vurdere komparativ effektivitet

økende komponenter i de perifere områdene til SPRV 125

5.1.1. Livssykluskostnad for pumpeutstyr., 125

Kriterium for å minimere totale rabatterte kostnader for å vurdere effektiviteten til de økende komponentene i SPRV 129

Objektiv funksjon av ekspressmodellen for å optimalisere parametrene til pumpeutstyr på det perifere nivået C1IPB 133

5.2. Optimalisering av boostkomponenter ved periferiutstyr
SPRV-seksjoner under ombygging og modernisering 135

Vannforsyningskontrollsystem ved hjelp av et mobilt målekompleks MIK 136

Ekspertvurdering av resultatene av måling av parametrene til PNS-pumpeutstyr ved bruk av MIC 142

Simuleringsmodell av livssykluskostnaden til PNS-pumpeutstyr basert på parametriske revisjonsdata 147

5.3. Organisatoriske problemer med implementering av optimalisering

vedtak (sluttbestemmelser) 152

5.4. Kapittel Konklusjoner 1 54

General konklusjoner.„ 155

Finnes det en liste over heraturer? 157

Vedlegg 1. Noen begreper, funksjonelle avhengigheter og
egenskaper som er viktige ved valg av pumper 166

Vedlegg 2. Beskrivelse av forskningsprogrammet

Optimaliseringsmodeller av SPRV-mikrodistriktet 174

Vedlegg 3. Løsning av optimaliseringsproblemer og konstruksjon

simuleringsmodeller LCCD NS ved hjelp av tabellprosessor 182

Introduksjon til arbeidet

Vannforsynings- og distribusjonssystemet (WSS) er det viktigste ansvarlige komplekset av vannforsyningsstrukturer, som sikrer transport av vann til territoriet til de leverte anleggene, distribusjon over hele territoriet og levering til valgpunktene av forbrukere. Injeksjons (boost) pumpestasjoner (PS, PNS), som et av de viktigste strukturelle elementene i vannforsyningssystemet, bestemmer i stor grad driftskapasiteten og det tekniske nivået til vannforsyningssystemet som helhet, og bestemmer også betydelig de økonomiske indikatorene for dens drift.

Innenlandske forskere ga betydelige bidrag til utviklingen av emnet: N.N.Abramov, M.M.Andriyashev, A.G.Evdokimov, Yu.A.Ilyin, S.N.Karambirov, V.Ya.Karelin, A.M.Kurganov, A.P. Merenkov, L.A.S , A.D. Tevyashev, V.Ya Khasilev, P.D. Khorunzhiy, F. ALIevslev og andre.

Problemene russiske forsyningsselskaper står overfor med å sikre trykk i vannforsyningsnett er som regel like. Tilstanden til hovednettverkene førte til behovet for å redusere trykket, som et resultat av at oppgaven oppsto for å kompensere for det tilsvarende trykkfallet på nivå med regionale og blokknettverk. Valget av pumper som en del av PNS ble ofte tatt med i betraktning utviklingsutsikter. Ytelses- og trykkparametrene ble overvurdert. Det har blitt vanlig å bringe pumper til de nødvendige egenskapene ved å strupe ved hjelp av ventiler, noe som fører til for høyt energiforbruk. Pumper skiftes ikke i tide; de ​​fleste av dem fungerer med lav effektivitet. Utstyrsslitasje har forverret behovet for å rekonstruere pumpestasjonen for å øke effektiviteten og driftssikkerheten.

På den annen side krever utviklingen av byer og økningen i høyden på bygninger, spesielt med kompakt konstruksjon, å gi det nødvendige trykket for nye forbrukere, blant annet ved å utstyre høyhus (HPE) med superladere. Å skape trykket som kreves for ulike forbrukere i terminaldelene av vannforsyningsnettverket kan være en av de mest realistiske måtene å øke effektiviteten til vannforsyningssystemet.

Kombinasjonen av disse faktorene er grunnlaget for å sette oppgaven med å bestemme optimale parametere PYS under eksisterende begrensninger av inngangstrykk, under forhold med usikkerhet og ujevnheter i faktiske kostnader. Ved løsning av problemet dukker det opp spørsmål om å kombinere sekvensiell drift av grupper av pumper og parallelldrift av pumper kombinert innenfor en gruppe, samt optimal innretting drift av parallellkoblede pumper med variabel frekvensdrift (VFD) og til slutt valg av utstyr som gir de nødvendige parameterne spesifikt system vannforsyning Vesentlige endringer å vurdere siste årene i tilnærminger til valg av pumpeutstyr - både når det gjelder å eliminere redundans og i det tekniske nivået på tilgjengelig utstyr.

Relevansen av problemstillingene som diskuteres i avhandlingen bestemmes av den økte betydningen som, under moderne forhold, innenlandske forretningsenheter og samfunnet som helhet tillegger problemet med energieffektivitet. Det presserende behovet for å løse dette problemet er nedfelt i den føderale loven Den russiske føderasjonen datert 23. november 2009 nr. 261-FZ "Om energisparing og økt energieffektivitet og om innføring av endringer i visse lovverk i Den russiske føderasjonen."

Driftskostnadene til vannforsyningssystemene utgjør den avgjørende delen av vannforsyningskostnadene, som fortsetter å øke på grunn av økende strømtariffer. For å redusere energiintensiteten er det lagt stor vekt på å optimalisere strømforsyningssystemet. Autoritative estimater varierer fra 30 % til 50 % energiforbruket til pumpeanlegg kan reduseres ved å endre pumpeutstyr og kontrollmetoder.

Derfor virker det relevant å forbedre metodiske tilnærminger, utvikle modeller og omfattende støtte for beslutningstaking som gjør det mulig å optimalisere parametrene til injeksjonsutstyr i perifere deler av nettverket, inkludert under utarbeidelse av prosjekter. Fordeling av nødvendig trykk mellom pumpeenheter, samt å bestemme, innenfor enhetene, det optimale antall og type pumpeenheter, tatt i betraktning fordelingen

8 jevne feeder vil gi analyse av alternativer for perifere nettverk. De oppnådde resultatene kan integreres i optimaliseringsproblemet for kontrollsystemet som helhet.

Formålet med arbeidet er forskning og utvikling optimale løsninger ved valg av boosterpumpeutstyr for perifere deler av SPRV i ferd med å forberede rekonstruksjon og konstruksjon, inkludert metodisk, matematisk og teknisk (diagnostisk) støtte.

For å nå målet ble følgende oppgaver løst:

analyse av praksis innen boosterpumpesystemer, tatt i betraktning egenskapene til moderne pumper og kontrollmetoder, en kombinasjon av sekvensiell og parallell drift med VFD-er;

bestemmelse av en metodisk tilnærming (konsept) for å optimalisere boosterpumpeutstyret til SPRV under forhold med begrensede ressurser;

utvikling av matematiske modeller som formaliserer problemet med å velge pumpeutstyr for perifere deler av vannforsyningsnettverket;

analyse og utvikling av algoritmer for numeriske metoder for å studere de matematiske modellene foreslått i avhandlingen;

utvikling og praktisk implementering av en mekanisme for å samle inn første data for å løse problemer med rekonstruksjon og design av nye pumpestasjoner;

implementering av en simuleringsmodell for dannelse av livssykluskostnader for det vurderte alternativet med pumpestasjonsutstyr.

Vitenskapelig nyhet. Konseptet med perifer modellering av vannforsyning presenteres i sammenheng med å redusere energiintensiteten til vannforsyningssystemer og redusere livssykluskostnadene til "perifert" pumpeutstyr.

Matematiske modeller er utviklet for rasjonelt utvalg av parametere til pumpestasjoner, under hensyntagen til det strukturelle forholdet og multi-modus karakteren av funksjonen til de perifere elementene i kontrollsystemet.

Tilnærmingen til å velge antall superladere som en del av PNS (pumpeenheter) er teoretisk begrunnet; En studie ble utført av PNS livssyklus kostnadsfunksjon avhengig av antall superladere.

Spesielle algoritmer for å søke etter ekstrema av funksjoner av mange variabler, basert på gradient og tilfeldige metoder, er utviklet for å studere optimale konfigurasjoner av NN i perifere områder.

Et mobilt målekompleks (MIC) er laget for å diagnostisere eksisterende boosterpumpesystemer, patentert i bruksmodell nr. 81817 "Water supply control system".

En metodikk for valg av optimal versjon av pumpeutstyr for pumpestasjoner basert på simuleringsmodellering av livssykluskostnader er bestemt.

Praktisk betydning og gjennomføring av resultatene av arbeidet. Det gis anbefalinger for valg av type pumper for boosterinstallasjoner og Ш 1С basert på en raffinert klassifisering av moderne pumpeutstyr for å øke trykket i vannforsyningssystemer, under hensyntagen til taksonometrisk inndeling, operasjonelle, design og teknologiske funksjoner.

Matematiske modeller av PNS til de perifere delene av strømforsyningssystemet gjør det mulig å redusere kostnadene for livssyklusen ved å identifisere "reserver", først og fremst når det gjelder energiintensitet. Det foreslås numeriske algoritmer som gjør det mulig å bringe løsningen av optimaliseringsproblemer til spesifikke verdier.