一种基于能效实时监测的离心空压机组智慧群控方法与流程

技术特征：
1.一种基于能效实时监测的离心空压机组智慧群控方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)为离心空压机组中的每台离心空压机的放散管路安装放散流量计；监测离心空压机组和单机的实时运行数据，以及各进口导叶开度igv
i
、旁通放散阀的关度bov
i
；(2)针对单机控制情况下机组存在放空的工况，先进行预调，将单位能耗相对更大的单机作为放空的优先选择对象；使能耗相对更低的单机满载工作；(3)第一次调节：由不放空但运行单耗最高的机器开始，逐渐降低进口导叶开度igv
i
，使其运行电流i
i
逼近对应的安全电流i
si
，进口导叶开度igv
i
调节下限对应最小电流取值为i
si
；此时处于机组中处于放空状态的单机，会自主按照单机控制的防喘策略提升对应旁通放散阀的关度以降低放散量；当相对单耗最高的离心机的进口导叶开度已达到安全界限时，再调节单耗次高的离心机；后续操作依次类推；第一次调节存在两种可能的结果：结果一：对部分单机进行调控后，原先放空的机组可完全实现不再放空；结果二：对部分单机进行调控后，出现单机运行电流i
i
等于安全电流i
si
的工况，但还是无法避免放散；则在仍然放空的单机中，停运单耗相对最高的那一台，首先实现机组放散极小化；(4)第二次调节，在保持机组放散极小化之后的放散总量q
d
不变的前提下，对机组旁通放散阀关度和对应的进口导叶开度进行整体优化调节，使机组整体运行功耗的取值极小化：记录各单机对应的旁通放散阀关度、进口导叶开度、运行单耗，以及机组整体运行功耗ε1；保持放散总量q
d
不变；统一调节各单机的进口导叶开度和旁通放散阀关度，并记录机组整体运行功耗ε2，分析符号函数sgn(ε2‑
ε1)的变化情况；如果符号为正代表调整后整体运行功率上升，调整方向错误；如果符号为负，则代表整体平均调节的方式具有使运行能耗降低的效益，调整方向正确；对于放空离心机中关度取值最大的单机，降低其进口导叶开度和旁通放散阀关度，保持放散总量q
d
不变；记录每次调整前的整体能耗为ε1，调整后的整体能耗为ε2，继续符号函数监测sgn(ε2‑
ε1)的变化情况，如为负则继续调整，否则停止调控；重新对处于放散状态中各单机的进口导叶开度和旁通放散阀关度进行排序，循环重复本步骤前述调控策略，直至在放散总量不变的条件下，使得sgn(ε2‑
ε1)为正；然后逆向执行调控，使得sgn(ε2‑
ε1)为负；缩小调节区间，重复上述步骤；当调节区间达到精度的限制取值时，取最后一次sgn(ε2‑
ε1)为负的状态为最优取值；此时机组运行状态为放散极小化且整体能耗极小化。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述预调具体包括：首先对运行机组中进口导叶开度和旁通放散阀的关度按照大小进行排序，计算各单机的单位能耗并进行排序；如果当前放空的离心机不是能耗大的单机时，以保持放空总量为前提，将单耗取值大的单机作为优先选择对象执行群控开始前的放空操作；将放散量最大的单机，优先选择为单耗最大的单机；放空单机不唯一时，按照统计的放散量的大小，选择单耗高的单机。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，停运单耗相对最高的单机时应先卸载，等各投运离心机导叶自动调整后再停机。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当机组本身就不放散或经步骤(3)中第一次调节后机组完全不再放空，同时机组内部单机存在运行特性差异较大的工况时，按下述
方式进行调控：(1)记录各单机的旁通放散阀关度、进口导叶开度、运行单耗，以及机组整体运行功耗ε1；在保持总管流量或总管压强不变的前提下，将进口导叶开度最大和最小的两个单机进行配对；按照给定的初始范围，同步关小最大开度且提升最小开度，记录机组整体运行功耗ε2；(2)分析符号函数sgn(ε2‑
ε1)的变化情况，如果平均开度的操作使符号函数为结果负，代表调控有效；则重新对各进口导叶开度的取值进行排序，重复该调节操作；持续以该调节范围为目标的调整方式，直到出现符号函数sgn(ε2‑
ε1)为正值的情况，覆盖ε1；对最后一次调整进行拟调节，恢复到最后一次调节前的状态；此时将调节范围缩小一倍，将当前开度最大和最低的两个单机重新配对，在更新调节范围后，分析符号函数sgn(ε2‑
ε1)，如果为负，则代表能开展新调节范围下的二次循环调整；如果符号函数结果为正，则再次恢复到最后一次调节前工况，并覆盖ε1；然后将调节范围再次缩小一倍，如果此时调节范围在最小精度之上，则再次开始循环调节；如果对应调节范围的取值已低于最小精度取值，表示调节已经无法再推进，调节结束；此时机组运行状态为放散极小化且整体能耗极小化。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述机组内部单机存在运行特性差异较大的工况是指，在同一个空压机组中，不同离心机的进口导叶开度和旁通放散阀开度状态相互差异明显；如出现下述任意一种情况，即视为运行特性差异较大：(1)在各离心机的旁通放散阀关度均为100％的条件下，如果不同离心机的进口导叶开度差异大于10％；(2)同时存在有离心机的进口导叶开度大于50％，以及旁通放散阀关度低于95％的工况，表明机组中的离心机还有调节空间，但是已有离心机开始放散；(3)不同离心机的运行单耗差异在3％以上。

技术总结
本发明涉及空压机控制技术，旨在提供一种基于能效实时监测的离心空压机组智慧群控方法。该方法是在放空极小化和能耗极小化的前提下，将传统的单机调节改进为自适应群控。针对给定选型的离心空压机组实现投运过程中的整体放散空气量持续极小化，整个离心空压机组进口导叶开度极大化，运行能效极大化。本发明的核心是对运行中的离心空压机组进行基于单机控制的优化群控，这个控制方式对于分级或者不分级的空压系统都适用，目标只是控制本压力级别或者品质级别范围内的离心空压机组。本发明是建立包括循环水、压缩空气后处理、溢流系统和末端管控在内的广义群控体系的基础。从这个角度出发，本发明是无油空压站高效运行和智慧管控的基础所在。管控的基础所在。


技术研发人员：王小华 麻剑锋 曾璆 潘德茂 范翔 赵凯
受保护的技术使用者：杭州哲达科技股份有限公司
技术研发日：2021.07.26
技术公布日：2021/10/8