水泵系统智能控制方法及装置与流程

本技术涉及系统监测和控制领域，尤其涉及一种水泵系统智能控制方法及装置。

背景技术：

1、水泵系统中的冗余设计，是针对关键设备采用"一用一备"或"多用多备"的冗余配置设计，并按照定时轮换或故障轮换的方式切换主备设备，以保障系统的稳定可连续运行；冗余设计广泛应用于工程领域，比如水利枢纽、排水泵站、供水系统等；相关技术中，在冗余设计的故障轮换中，往往根据参数的实时数值判定是否异常和执行轮换操作，精度较低，极易造成误报或漏报，影响系统的稳定可靠运行。

2、因此，如何克服上述存在的技术问题和缺陷成为重点需要解决的问题。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本技术提供了一种水泵系统智能控制方法及装置，能够提高故障监测的准确性和可靠性，保障系统能够准确切换和稳定运行。

2、根据本技术的一个方面，提供了一种水泵系统智能控制方法，该方法包括：

3、按预设的分析周期获取处于正常轮换模式的水泵系统中所有第一设备的运行参数，得到第一数据；所述水泵系统包括多个主泵和每个主泵的备用泵，每个主泵和对应的备用泵互为对方的冗余设备；所述第一设备表示当前运行的主泵或备用泵；所述正常轮换模式包括定时轮换模式和节能轮换模式；

4、基于所述第一数据，判断所有运行参数中是否存在第一参数，得到第一判断结果；所述第一参数为数值异常或时序变化异常的运行参数；

5、当第一判断结果表征存在第一参数时，将所述第一参数对应的第一设备作为故障泵，并触发生成耦合验证请求；

6、响应于所述耦合验证请求，基于所述第一参数与实际阈值范围的偏离程度，确定所述故障泵的故障置信度评分；

7、判断所述故障置信度评分是否满足第一切换条件，并在满足时，将所述水泵系统的轮换模式配置为故障轮换模式；所述故障轮换模式被配置为从所述故障泵切换至对应的备用泵，并停用所述定时轮换模式和所述节能轮换模式。

8、上述方案中，所述基于所述第一数据，判断所有运行参数中是否存在第一参数，得到第一判断结果，包括：

9、基于所述第一数据，判断所有运行参数中是否存在超出对应实际阈值范围的运行参数，并在存在时，将对应的运行参数作为第一参数；

10、获取所述第一数据中关键运行参数的运行数据，得到第二数据；

11、基于所述第二数据和演化推理模型，预测所述关键运行参数在预设预警时限后的数值，得到预测值；所述演化推理模型是基于关键运行参数沿滑动窗口变化的历史时序数据确定的；

12、判断所述预测值是否超过对应的预测阈值范围，并在超过时将对应关键参数作为第一参数。

13、上述方案中，基于所述第二数据和演化推理模型，预测所述关键运行参数在预设预警时限后的数值，得到预测值，包括：

14、基于所述第二数据，确定所述关键运行参数在滑动窗口内的时序数据；

15、基于最小二乘法，对滑动窗口内最近w个采样点数值进行拟合，得到所述关键运行参数的一阶导数和二阶导数；

16、基于所述一阶导数、所述二阶导数和演化推理模型，预测所述关键运行参数在预设预警时限后的数值，得到预测值。

17、上述方案中，所述响应于所述耦合验证请求，基于所述第一参数与实际阈值范围的偏离程度，确定所述故障泵的故障置信度评分，包括：

18、响应于所述耦合验证请求，基于所述故障泵的其他运行参数和预先构建的物理约束模型，确定所述第一参数的标准值；所述物理约束模型是基于各个物理参数之间的约束关系构建的；

19、基于所述第一参数与对应标准值的偏差程度，确定所述故障泵的故障置信度评分。

20、上述方案中，判断所述故障置信度评分是否满足第一切换条件，包括：

21、当所述故障置信度评分小于第一预警分数时，所述故障置信度评分满足预警条件，并记录预警信息；

22、当所述故障置信度评分大于或等于第一预警分数，且小于第二预警分数时，所述故障置信度评分满足第二切换条件，并将所述故障泵切换至对应的备用泵；

23、当所述故障置信度评分大于或等于第二预警分数时，所述故障置信度评分满足第一切换条件，将所述故障泵切换至对应的备用泵，并停用所述定时轮换模式和所述节能轮换模式。

24、上述方案中，所述方法还包括：

25、当第一判断结果表征不存在第一参数时，判断每个第一设备的累计运行时长是否超过预设的轮换周期，得到第二判断结果；

26、当第二判断结果表征超过时，将所述水泵系统的轮换模式配置为定时轮换模式；所述定时轮换模式被配置为将所述第一设备切换至第二设备，且在第一预设时长内禁止切换；所述第二设备为所述第一设备的冗余设备；

27、当第二判断结果表征未超过时，将所述水泵系统的轮换模式配置为节能轮换模式；所述节能轮换模式被配置为从所述第一设备和所述第二设备中选择能耗低的节能设备并运行，且在第二预设时长内禁止切换。

28、上述方案中，所述从所述第一设备和所述第二设备中选择能耗低的节能设备并运行，包括：

29、基于所述第一数据和能耗评估模型，评估所述第一设备的能源消耗程度，得到第一能耗指标；

30、根据所述第二设备的历史运行参数和能耗评估模型，评估所述第二设备的能源消耗程度，得到第二能耗指标；

31、比较所述第一能耗指标和所述第二能耗指标，选择数值较小指标所对应的设备作为节能设备并运行。

32、上述方案中，运行所述节能设备之前，所述方法还包括：

33、基于所述第一能耗指标、所述第二能耗指标和损耗信息，评估切换至所述节能设备后的收益情况，得到切换净收益评估结果；所述损耗信息表征切换至所述节能设备的经济损耗；

34、判断所述切换净收益评估结果是否大于预设的经济性阈值，并在大于时，运行所述节能设备。

35、上述方案中，所述方法还包括：

36、基于所述第一设备的累计切换次数和机械磨损折算系数，确定机械切换损耗；

37、基于电机启动冲击能耗、系统压力重建过程多余能耗和机械切换损耗，确定切换至所述节能设备的经济损耗，得到所述损耗信息。

38、根据本技术的另一个方面，提供了一种水泵系统智能控制装置，该装置包括：

39、数据获取单元，用于按预设的分析周期获取处于正常轮换模式的水泵系统中所有第一设备的运行参数，得到第一数据；所述水泵系统包括多个主泵和每个主泵的备用泵，每个主泵和对应的备用泵互为对方的冗余设备；所述第一设备表示当前运行的主泵或备用泵；所述正常轮换模式包括定时轮换模式和节能轮换模式；

40、检测单元，用于基于所述第一数据，判断所有运行参数中是否存在第一参数，得到第一判断结果；所述第一参数为数值异常或时序变化异常的运行参数；以及，用于当第一判断结果表征存在第一参数时，将所述第一参数对应的第一设备作为故障泵，并触发生成耦合验证请求；

41、处理单元，用于响应于所述耦合验证请求，基于所述第一参数与实际阈值范围的偏离程度，确定所述故障泵的故障置信度评分；以及，用于判断所述故障置信度评分是否满足第一切换条件，并在满足时，将所述水泵系统的轮换模式配置为故障轮换模式；所述故障轮换模式被配置为从所述故障泵切换至对应的备用泵，并停用所述定时轮换模式和所述节能轮换模式。

42、本技术提供的水泵系统智能控制方法及装置，通过根据数值异常或时序变化异常监测已经异常和可能存在异常风险的运行参数，从而准确进行模式切换，提高了故障监测结果的精确性和可靠性，且能够在事后及时切换正常设备的基础上，在存在故障风险前提前切换冗余设备，从而保障了系统的稳定可靠运行；进一步地，通过在切换前对故障检测结果的耦合验证，降低误报风险，在保障系统连续稳定运行的基础上，降低因误报切换而造成的经济损耗和能源损耗。

43、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。