某大科学装置项目工艺冷却水系统设计

介绍了某在建大科学装置项目的工艺冷却水系统设计,包括服务对象、系统形式、系统组成、水温控制策略、流量控制策略等方面的内容。简述了热回收型水源热泵在工艺冷却水系统中的应用方案,并对工艺冷却水系统设计后续可开展的工作和研究提出了3个方向。

梯级泵站事故停机输水明渠水力过渡过程研究

为解决梯级泵站系统因超负荷、大流量、高水位运行出现垮渠、跳闸停机等事故,而导致水力过渡过程中出现进水前池被抽干或漫顶等问题,以甘肃省景泰川电力提灌二期工程长距离输水明渠为研究对象,在多梯级泵站事故停机产生溢流的工况下,基于Realizable k-ε和VOF模型进行数值模拟计算,分析景电二期工程1#~7#干渠在调蓄系统作用下,不同渠长、坡降的水面线以及水力振荡分布规律。结果表明:泵站停机后水位出现升降交替的水力振荡现象,影响各泵站波峰水位高度不一致的主要原因是渠道坡降;不同参数特征的渠道壅水波运动的回溯距离不同,溢流堰上发生溢流的时间主要在第一次水位振荡过程中。

基于可靠性的并联泵组加减泵优化研究

多泵并联变频供水是二次供水系统中最主要的运行方式,但在实际应用中仍会因为工况分析不全面、泵组搭配不当等问题导致节能效果不佳。为此,引入可靠性分区并提出变频恒压并联泵组加、减泵控制逻辑对变频恒压并联泵组进行运行优化,使泵组运行时的能效水平和可靠性均得到提升。最后通过算例验证并联泵组可靠性优化措施的节能效果,将优化后的全变频控制方案与传统全变频控制方案进行对比。结果表明,优化后的方案比传统方案更加节能,可为二次供水并联泵组节能运行提供参考。

基于MTL和AM的水泵机电运行参数趋势预测

针对复杂工况下水泵机电运行参数趋势预测的问题,建立基于多任务学习(multi-task learning,MTL)和注意力机制(attention mechanism,AM)的水泵机电运行参数趋势预测模型。充分利用历史工况数据,使用多任务学习分析方法,寻找历史工况数据的共同特征;在预测新工况数据变化趋势时,引入注意力机制动态分配共同特征映射时的权重系数,突出关键共同特征,提升模型的预测精度;根据模型监测统计量阈限分析,建立机组运行监测多级预警模型,优化运维管理策略。以某泵站机组实际运行工况数据进行测试并与不同模型计算结果进行对比分析,结果表明:与传统单任务学习和静态共同特征映射权重的模型相比,基于多任务学习和注意力机制的模型,其统计量T 2和Q均未超过95%和99%的控制限,表明该预测模型具有很好的稳定性和准确性。

大规模风电并网下抽水蓄能参与电网调频的模型预测控制策略

变速抽水蓄能机组在高比例风电并网的电力系统中具有深度参与频率调节的能力。针对短时风电功率波动引起电力系统频率扰动的问题,根据抽水蓄能机组不同的运行工况,提出抽水蓄能参与频率调节的模型预测控制策略。在发电运行时,利用风机的减载备用改善抽蓄机组因水锤效应引起的调频效果不佳的问题;在电动运行时,利用抽蓄机组快速响应的特点,有效平抑风电功率波动,提高风电机组的风能利用率。该策略在考虑抽蓄机组和风电机组各自约束条件的前提下,通过求解滚动时域内最优控制问题,协调各机组之间的有功出力分配,提高电网的调频性能。最后在Matlab/Simulink仿真平台对所提策略进行仿真验证,结果表明该策略能够有效改善抽水蓄能机组平抑风电功率波动时的调频效果。

330 MW机组电动给水泵变频改造及电液并存调速控制策略研究

某330 MW机组电动给水泵采用液力耦合器调速,为了降低给水泵耗电量,对给水泵进行变频改造。介绍电动给水泵保留液力耦合器电液并存调速的改造方案,并研究该方案下给水泵工频与变频并列运行的控制策略,实现给水泵“双工频”“双变频”“一工一变”多种运行方式的灵活切换和稳定运行。实际工程应用中通过设置给水泵系统运行状态和完善备用泵联锁逻辑,实现给水泵变频改造后多种运行方式的灵活切换以及故障状态下给水系统的稳定运行,并有效解决工频泵与变频泵并列调节运行时容易出现转速偏差大、2台泵出力不均导致抢水的问题。机组运行数据表明,改造后年均厂用电率下降约0.51%,节电效果明显。

深度强化学习驱动的双馈抽蓄抽水工况下调频控制

为改善新型电力系统的频率特性,利用抽水工况下双馈抽水蓄能机组功率可调的特点,提出基于多智能体深度确定性策略梯度算法的系统频率控制方法。首先,基于抽水工况下双馈抽水蓄能的频率控制策略,构建多能互补系统的频率控制模型;其次,以提高各区域控制性能标准指标为目标,利用改进的多智能体深度确定性策略梯度算法优化各机组的自动发电控制指令。算例分析表明,抽水工况下双馈抽水蓄能参与调频可显著改善系统的频率特性,且所提频率控制方法的鲁棒性和可靠性优于传统控制。

多因素约束条件下永磁复合电机抽油机效率控制技术

为提升永磁复合电机抽油机采油效率,提出基于多因素约束条件的永磁复合电机抽油机效率控制技术。构建抽油机悬点载荷动态响应模型,在油管锚定状态下将抽油杆柱运动划分成四个阶段,并建立悬点力平衡方程,通过系统动态响应曲线计算抽油机等效质量和摩擦力;使用流量、压力等信息计算系统当前效率,按照效率变化方向采用智能无模型梯度法进行系统效率寻优,完成高精度永磁复合电机抽油机效率控制。实验结果证明本研究的技术可以让抽油机系统维持在合理工作区间,有效增强采油效率,节能减耗效果良好。

空气源热泵-散热器供暖系统变水温控制方法实测与评价研究

空气源热泵作为可再生能源技术之一,广泛应用于我国中小型建筑供暖系统,特别是北方地区农村“煤改电”项目中,其供暖运行通常采用定水温控制策略,导致室内出现过热现象,同时也严重影响了热泵机组运行能效。以空气源热泵-散热器供暖系统为例,基于供需匹配的思想,探寻了热泵机组最优供水温度预测模型,开发了相应的变水温控制策略。该控制策略能够根据用户室内需求和室外温度变化,实时调整机组供水温度设定点。同时,通过实际测试验证了变水温控制策略的应用效果。实测表明,相比于定水温控制策略,在满足室内温度要求的条件下,变水温控制策略使得供暖系统测试日节能22.9%,整个供暖季节能14.2%。研究表明了空气源热泵-散热器供暖系统采用变水温控制策略可以很大程度上节省系统能耗,具有良好的实际工程应用价值。

某泵站水泵机组永磁调速改造设计

永磁调速具有占用空间小、抗干扰能力强、系统减震性能好、安装简单等优点。根据泵站机组参数,结合泵站空间紧张的实际情况,进行永磁调速器本体的设计,加装永磁调速器后对电机轴强度进行校验,对在满足水泵扬程要求下的水泵机组流量调节范围进行计算。通过设计、校验和计算,永磁调速改造设计方案能够满足泵站机组调速改造的需求,并可有效降低工程成本和施工周期。

办公建筑内区余热回收利用研究

结合某工程案例,对呼吸幕墙通风系统进行设计,并利用HDY-SMAD V4.0软件对该工程采用的水环式变频多联式空调(热泵)机组利用冬季内区余热为外区供暖进行模拟和分析。结果表明,该呼吸幕墙办公建筑标准层在冬季只有约60 h需要采用辅助热源进行供暖,大部分时间回收建筑内区的热量即可满足空调使用要求,每年可节约天然气用量约1 033 m~3,减少碳排放约1 818.1 kg。

多联式空调(热泵)热水机组水流量保护控制研究

由于多联式空调(热泵)热水机组在原理上的优势(运转时不会出现水-氟换热器冻结),文章分析了机组采用进出水温度并辅以其他运行参数对水流量过低进行判定的可行性,并在不同工况条件下对该保护控制技术进行了实测,比较了不同水流量及不同故障下机组运行参数的变化情况,提出了多参数协同参与的水流过低异常控制,为此类型多联机的水流过低异常保护控制的研究提供控制思路与试验数据。

风冷热泵冷热水机组自调整模糊除霜控制研究

回顾了空气热源热泵除霜控制方法 ,提出了自调整模糊除霜控制的思想 ,介绍了系统的基本结构 ,输入论域的确定 ,输入量的模糊化和模糊推理方法。在高位机上实现了模糊除霜控制的仿真 ,并与实验数据进行了对比 ,表明自调整模糊除霜控制方法先进。

多联式空调(热泵)机组控制方案探讨

简要介绍了多联式空调(热泵)机组的特点,分析了研究多联式空调(热泵)机组控制的突破方向及基本原则,在总结了目前电子膨胀阀和压缩机控制方案的基础之上,提出了电子膨胀阀压缩机的同步控制方案,该控制方案理论上可提高系统运行的可靠性和稳定性,但需进一步完善和验证。

基于多参数空气源热泵辅助太阳能热水机组的控制系统

采用了空气源热泵辅助的太阳能热水机组,以解决单一太阳能热水系统受天气条件影响的问题。以PLC控制器为核心,综合考虑光照条件、环境温度、水箱水温、供水压力等多个参数条件,设计了基于多参数的空气源热泵辅助太阳能热水机组的自动控制系统,实现了以太阳能为主热源的热水机组全天候稳定热水供应,有效地节约了能源。

改善柴油机各缸供油一致性控制策略的研究

针对电控单体泵供油一致性进行试验统计,总结了单体泵供油一致性随发动机工况的变化规律;然后研究并设计了单体泵电磁阀的多点修正控制策略;最后在EFS油泵测试台上对控制策略进行试验验证。研究结果表明:多点修正控制策略可以通过灵活配置获得最佳的修正效果,并可以有效地满足目前国产电控单体泵不同转速段的非线性修正需要,不仅使国产单体泵供油的一致性改善,各工况平均不均匀度从11.13%降至5.40%,解决了生产工艺上的瓶颈限制,而且可以针对各个转速点的供油一致性作调整,有利于改善电控柴油机整个功率范围的工作平稳性。

660 MW机组汽泵电泵并列运行的给水控制及RB策略

针对塔山电厂超临界660 MW直流炉机组汽泵电泵并列运行的给水系统,采用"水跟煤"的控制策略,并通过中间点温度对给水进行修正。给水主控输出转速指令,通过折线函数形成电泵勺管控制指令,实现了汽泵、电泵并列运行,能够同时参与给水调节。针对汽泵RB,通过联启电泵并逐渐增大勺管开度,保证了给水流量的平稳下降,维持汽温的稳定。运行和试验结果表明,本控制方案对给水系统的控制能够保证机组的安全、稳定运行,在给水泵发生RB时可以稳定、快速地减负荷,使主参数平稳过渡。

基于ABB ACS510变频器的多泵控制系统设计

SPFC宏是ABB ACS510变频器泵和风机控制(PFC)的专用宏,具有自动电机轮换、自动投泵切泵以及投切泵时实现频率补偿、循环软启动等强大功能。但由于辅泵数量的限制,SPFC宏无法适应需要控制5台以上辅机的工况;同时,SPFC宏将辅泵由变频切换至工频时,易出现过流跳闸问题。基于某小区恒压供水系统改造项目,提出了解决方案,利用ABB ACS510的PID宏及其恒速功能结合PLC-200程序以及软启动器进行多泵控制。改造后的系统解决了原系统过流跳闸的问题,实现了SPFC的诸多功能,取得了良好的控制效果。

游梁式抽油机多模式控制系统设计与开发

为应对抽油机生产过程中复杂多变的工况,设计开发了游梁式抽油机多模式控制系统。该系统通过获取抽油机的电参数与位置信息,利用变频技术实现抽油机的恒速、上快下慢、上慢下快和功率随动等多种运行模式。结合开发的上位机软件能够实现抽油机状态信息的实时显示与存储。现场试验结果表明:多模式控制系统能够有效消除抽油机启动过程中带来的电流冲击,试验中的一口井在功率随动模式下运行,综合节电率达到10.4%。通过变更油井运行模式,多模式控制系统能够实现抽油机在多种复杂工况下高效、稳定、经济运行,具有较高的应用价值。

基于Matlab/Simulink动态建模的600MW机组给水全程控制系统优化

采用Matlab/Simulink软件对同煤大唐塔山电厂(塔山电厂)亚临界600MW机组给水控制系统在高、低负荷下的不同动态特性进行建模和仿真。根据仿真结果,重新构造了控制器结构并优化了调节器参数,实现了机组在低负荷下汽包水位、调节阀差压的解耦和高负荷下汽包水位的精确控制,以及机组从锅炉上水到机组满负荷运行过程、RB等特殊工况下的给水全程控制。