无刷双馈变速电机智能离心泵系统优化方法

技术特征：
1.一种无刷双馈变速电机智能离心泵系统优化方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、通过时均化的数值模拟方法确定变速离心泵流量-扬程、流量-效率和流量-功率的数字化特性曲线；s2、基于数字化特性曲线确定描述变转速离心泵系统优化运行的目标优化函数及高效运行区间的约束条件；s3、基于目标优化函数及高效运行区间的约束条件建立优化运行模型；s4、通过多目标人工蜂群算法对优化运行模型进行求解得到最优解集以作为离心泵系统优化运行参数；s5、通过离心泵系统优化运行参数对离心泵系统进行优化决策得到最优的调度方案以作为优化结果。2.如权利要求1所述的无刷双馈变速电机智能离心泵系统优化方法，其特征在于，步骤s1中所述时均化的数值模拟方法确定变速离心泵流量-扬程、流量-效率和流量-功率的数字化特性曲线采用的公式如下：额定转速下的公式：h＝a1q2 a2q a3，p＝b1q3 b2q2 b3q b4，变速下的公式：h＝a1q2 a2q
k
a3k2，p＝b1q3 b2q2k b3qk2 b4k3，其中，h表示扬程，q表示流量，p表示功率，a1、a2、a3、b1、b2、b3和b4均为拟合系数，k表示转速比。3.如权利要求1所述的无刷双馈变速电机智能离心泵系统优化方法，其特征在于，步骤s2中所述目标优化函数包括泵站电费、机组启停次数和泵运行可靠度，所述高效运行区间的约束条件包括开机台数约束、泵站供水总流量约束、泵站供水扬程约束和转速比约束。4.如权利要求1所述的无刷双馈变速电机智能离心泵系统优化方法，其特征在于，步骤s4中所述通过多目标人工蜂群算法对优化运行模型进行求解的公式包括：v
i
＝x
i
(2
×
rand()-1)
×
(x
i-s
k
)，)，)，
其中，x
ij
表示第i个蜜蜂对应解的第j维变量值，i表示蜜蜂编号，j表示维度编号，x
jmax
、为x
ij
的上下界，rand()为[0,1]区间内的随机数，v
i
表示新解，x
i
表示原解，s
k
表示在最优解集中随机选择的一个雇佣蜂，p
i
表示概率，fit
i
表示x
i
的适应度值，z
i
表示x
i
支配的解的个数，sn表示初始种群个数，d
q
(x
k
)表示雇佣蜂x
k
在q个目标函数上的拥挤距离，d(x
k
)表示雇佣蜂x
k
的拥挤距离，q表示目标函数编号，f
q
(x
k
)、f
q
(x
j
)均表示第q个目标函数最近的非支配解，max(f
q
)、min(f
q
)分别表示所有pareto最优解在第q个目标函数上的最大值和最小值。5.如权利要求1所述的无刷双馈变速电机智能离心泵系统优化方法，其特征在于，步骤s5中所述通过离心泵系统优化运行参数对离心泵系统进行优化决策的方法包括：通过多目标人工蜂群算法求解出的最优解集构造决策矩阵并进行标准化；基于标准化后的决策矩阵确定理想解和负理想解；基于理想解和负理想解利用信息熵分析法计算各项目标函数值的权值；基于各项目标函数值的权值计算各方案分别与理想解和负理想解的加权欧氏距离；根据各方案分别与理想解和负理想解的加权欧氏距离计算每个方案的排序得分；基于每个方案的排序得分对所有方案进行排序以选择得分最高的方案作为最优的调度方案，并将其作为优化结果。6.如权利要求5所述的无刷双馈变速电机智能离心泵系统优化方法，其特征在于，所述构造决策矩阵并进行标准化的公式包括：f＝[f
ij
]，其中，f表示决策矩阵，f
ij
表示pareto最优解i对应的第j目标函数值，i表示pareto最优解，j表示编号，m表示pareto最优解个数。7.如权利要求5所述的无刷双馈变速电机智能离心泵系统优化方法，其特征在于，所述利用信息熵分析法计算各项目标函数值的权值的公式为：利用信息熵分析法计算各项目标函数值的权值的公式为：利用信息熵分析法计算各项目标函数值的权值的公式为：其中，h
j
表示第j项目标函数值的熵值，i表示pareto最优解，j表示编号，k表示转速比，
d
j
表示第j项目标函数值的信息熵冗余度，ω
j
表示第j项目标函数值的权重值，i表示pareto最优解的个数，j表示目标函数个数。8.如权利要求5所述的无刷双馈变速电机智能离心泵系统优化方法，其特征在于，所述计算各方案分别与理想解和负理想解的加权欧氏距离的公式为：其中，表示各方案分别与正、负理想解的加权欧氏距离，j表示目标函数个数，i表示pareto最优解，j表示编号，d
j
表示第j项目标函数值的信息熵冗余度，ω
j
表示第j项目标函数值的权重值，表示正、负理想解，z
ij
表示标准化后的pareto最优解i对应的第j目标函数值。9.如权利要求5所述的无刷双馈变速电机智能离心泵系统优化方法，其特征在于，所述计算每个方案的排序得分的公式为：其中，c
i
表示第i个方案的排序得分，表示各方案与正理想解的加权欧式距离，表示各方案与负理想解的加权欧式距，i表示方案编号。

技术总结
本发明提出了一种无刷双馈变速电机智能离心泵系统优化方法，涉及离心泵技术领域，包括：通过时均化的数值模拟方法确定变速离心泵的数字化特性曲线；确定描述变转速离心泵系统优化运行的目标优化函数及高效运行区间的约束条件；建立优化运行模型；通过多目标人工蜂群算法对优化运行模型进行求解得到最优解集以作为离心泵系统优化运行参数；对离心泵系统进行优化决策得到最优的调度方案以作为优化结果；本发明提高了离心泵系统多目标运行优化解算的速度和泵运行的可靠度，降低了泵站的运行电费，提升了泵送系统的运行效率和稳定性，解决现有技术中离心泵系统运行效率差、成本高的问题。的问题。的问题。


技术研发人员：刘雪垠 宋冬梅 赖喜德 陈小明
受保护的技术使用者：西华大学
技术研发日：2022.08.17
技术公布日：2022/11/11