一种小流量稳压系统及方法

申请号 CN202211307767.X 申请日 2022-10-24 公开(公告)号 CN117966849A 公开(公告)日 2024-05-03
申请人 赛莱默欧洲有限公司; 赛莱默(中国)有限公司; 赛莱默(南京)有限公司; 发明人 贺伟; 陈觅; 金宋华; 李晓东;
摘要 本 发明 提供了一种小流量稳压系统及方法,其系统包括:输 水 管道、与输水管道入口处连接的蓄水池、与输水管道出口处连接的 增压 泵 、设置在蓄水池中的水量检测装置、设置在输水管道入口处的第一压强 传感器 、设置在输水管道出口处的第二压强传感器、与第一压强传感器、第二压强传感器、水量检测装置以及 增压泵 分别连接的 电压 控制装置;电压控制装置用于基于第一压强传感器在输水管道入口处检测出的第一实时压强和第二压强传感器在输水管道出口处检测出的第二实时压强以及基于水量检测装置检测出的蓄水池的实时蓄水量,对增压泵的 输出电压 进行自适应实时控制,获得稳压结果;用以基于对增压泵输出电压的平滑控制实现输水管道内更好的稳压效果。
权利要求

1.一种小流量稳压系统,其特征在于,包括:
管道、与输水管道入口处连接的蓄水池、与输水管道出口处连接的增压、设置在蓄水池中的水量检测装置、设置在输水管道入口处的第一压强传感器、设置在输水管道出口处的第二压强传感器、与第一压强传感器、第二压强传感器、水量检测装置以及增压泵分别连接的电压控制装置;
电压控制装置用于基于第一压强传感器在输水管道入口处检测出的第一实时压强和第二压强传感器在输水管道出口处检测出的第二实时压强以及基于水量检测装置检测出的蓄水池的实时蓄水量,对增压泵的输出电压进行自适应实时控制,获得稳压结果。
2.根据权利要求1所述的一种小流量稳压系统,其特征在于,电压控制装置,包括:
曲线生成模,用于基于在分析周期内的所有第一实时压强和所有第二实时压强以及所有实时蓄水量,并结合最新获得的实时蓄水量,生成最新预测周期内的输出电压平滑曲线;
电压控制模块,用于基于输出电压平滑曲线,实时控制增压泵的当前输出电压,获得稳压结果。
3.根据权利要求2所述的一种小流量稳压系统,其特征在于,曲线生成模块,包括:
参数确定单元,用于基于在分析周期内的所有第一实时压强和所有第二实时压强以及所有实时蓄水量,确定出稳压响应时间和蓄水池的蓄水规则以及蓄水量和第一实时压强之间的函数关系;
曲线生成单元,用于基于稳压响应时间和蓄水池的蓄水规则以及蓄水量和第一实时压强之间的函数关系,并结合最新获得的实时蓄水量,生成最新预测周期内的输出电压平滑曲线。
4.根据权利要求3所述的一种小流量稳压系统,其特征在于,参数确定单元,包括:
响应确定子单元,用于基于在分析周期内的所有第一实时压强和所有第二实时压强,确定出稳压响应时间;
规则确定子单元,用于基于在分析周期内的所有实时蓄水量,确定出蓄水池的蓄水规则;
关系确定子单元,用于基于在分析周期内的所有第一实时压强和所有实时蓄水量,确定出蓄水量和第一实时压强之间的函数关系。
5.根据权利要求4所述的一种小流量稳压系统,其特征在于,响应确定子单元,包括:
第一生成端,用于基于在分析周期内的所有第一实时压强生成第一实时压强曲线;
第二生成端,用于基于在分析周期内的所有第二实时压强生成第二实时压强曲线;
响应确定端,用于基于第一实时压强曲线和第二实时压强曲线确定出稳压响应时间。
6.根据权利要求4所述的一种小流量稳压系统,其特征在于,规则确定子单元,包括:
第三生成端,用于基于在分析周期内的所有实时蓄水量生成第一蓄水量曲线;
规则分析端,用于基于第一蓄水量曲线分析出蓄水池的蓄水规则。
7.根据权利要求4所述的一种小流量稳压系统,其特征在于,关系确定子单元,包括:
曲线获取端,用于获取基于在分析周期内的所有第一实时压强生成的第一实时压强曲线和基于在分析周期内的所有实时蓄水量生成的第一蓄水量曲线;
关系确定端,用于基于第一蓄水量曲线和第一实时压强曲线分析出蓄水量和第一实时压强之间的函数关系。
8.根据权利要求3所述的一种小流量稳压系统,其特征在于,曲线生成单元,包括:
曲线确定子单元,用于基于蓄水规则和最新获得的实时蓄水量,实时确定出最新预测周期内的第二蓄水量曲线;
电压平滑子单元,用于基于第二蓄水量曲线和函数关系以及稳压响应时间实时生成最新预测周期内的输出电压平滑曲线;
电压控制子单元,用于基于输出电压平滑曲线实时控制增压泵的当前输出电压。
9.根据权利要求2所述的一种小流量稳压系统,其特征在于,电压控制模块,包括:
第一控制单元,用于当当前分析周期是否为第一个分析周期时,则将增压泵的实时输出电压设置为输出电压平滑曲线中当前时间对应的输出电压,获得稳压结果;
第二控制单元,用于当当前分析周期不是第一个分析周期时,则将增压泵的实时输出电压设置为当前时间在预设周期内获得的所有输出电压平滑曲线中对应的输出电压的平均值,获得稳压结果。
10.一种小流量稳压方法,其特征在于,包括:
基于第一压强传感器在输水管道入口处检测出的第一实时压强和第二压强传感器在输水管道出口处检测出的第二实时压强以及基于水量检测装置检测出的蓄水池的实时蓄水量,对增压泵的输出电压进行自适应实时控制,获得稳压结果。

说明书全文

一种小流量稳压系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及液体控制技术领域,特别涉及一种小流量稳压系统及方法。

背景技术

[0002] 目前,为缓解用供需矛盾导致的末端供水的水压波动,保证供水高峰时段和供水低谷时段的输出水压稳定性,可以充分利用增压调节蓄水池对输水管道的供水量大小,进而保证输水管道输出的水压保持稳定,提供更好的供水效果。
[0003] 但是,现有二次加压供水设备提供的小流量保压功能所提供的有效补偿量较少;在水用量波动时段,增压泵启停频繁,特别是夜间,此现象较为明显,会影响增压泵的使用寿命,也会导致输水管道内的稳压功能不足,水流出压变化较大。
[0004] 因此,本发明提出了一种小流量稳压系统及方法。

发明内容

[0005] 本发明提供一种小流量稳压系统及方法,用以基于蓄水池的蓄水规律和增压泵的响应规律以及输水管道内液体压强之间的变化响应关系,对输水管道内的液体压强进行及时高效平滑的自适应调整,可根据蓄水池的供给工况变化与用户管网的需求变化进行自动调节,在供水流量高峰时段与供水流量低谷时段均可保证用户端对水量及水压的要求,同时能够确保相对较长时间的差量补偿和流量保压,不仅取得更好的稳压效果,也通过对增压泵的平滑控制延长了增压泵的使用寿命。
[0006] 本发明提供一种小流量稳压系统,包括:
[0007] 输水管道、与输水管道入口处连接的蓄水池、与输水管道出口处连接的增压泵、设置在蓄水池中的水量检测装置、设置在输水管道入口处的第一压强传感器、设置在输水管道出口处的第二压强传感器、与第一压强传感器、第二压强传感器、水量检测装置以及增压泵分别连接的电压控制装置;
[0008] 电压控制装置用于基于第一压强传感器在输水管道入口处检测出的第一实时压强和第二压强传感器在输水管道出口处检测出的第二实时压强以及基于水量检测装置检测出的蓄水池的实时蓄水量,对增压泵的输出电压进行自适应实时控制,获得稳压结果。
[0009] 优选的,电压控制装置,包括:
[0010] 曲线生成模,用于基于在分析周期内的所有第一实时压强和所有第二实时压强以及所有实时蓄水量,并结合最新获得的实时蓄水量,生成最新预测周期内的输出电压平滑曲线;
[0011] 电压控制模块,用于基于输出电压平滑曲线,实时控制增压泵的当前输出电压,获得稳压结果。
[0012] 优选的,曲线生成模块,包括:
[0013] 参数确定单元,用于基于在分析周期内的所有第一实时压强和所有第二实时压强以及所有实时蓄水量,确定出稳压响应时间和蓄水池的蓄水规则以及蓄水量和第一实时压强之间的函数关系;
[0014] 曲线生成单元,用于基于稳压响应时间和蓄水池的蓄水规则以及蓄水量和第一实时压强之间的函数关系,并结合最新获得的实时蓄水量,生成最新预测周期内的输出电压平滑曲线。
[0015] 优选的,参数确定单元,包括:
[0016] 响应确定子单元,用于基于在分析周期内的所有第一实时压强和所有第二实时压强,确定出稳压响应时间;
[0017] 规则确定子单元,用于基于在分析周期内的所有实时蓄水量,确定出蓄水池的蓄水规则;
[0018] 关系确定子单元,用于基于在分析周期内的所有第一实时压强和所有实时蓄水量,确定出蓄水量和第一实时压强之间的函数关系。
[0019] 优选的,响应确定子单元,包括:
[0020] 第一生成端,用于基于在分析周期内的所有第一实时压强生成第一实时压强曲线;
[0021] 第二生成端,用于基于在分析周期内的所有第二实时压强生成第二实时压强曲线;
[0022] 响应确定端,用于基于第一实时压强曲线和第二实时压强曲线确定出稳压响应时间。
[0023] 优选的,规则确定子单元,包括:
[0024] 第三生成端,用于基于在分析周期内的所有实时蓄水量生成第一蓄水量曲线;
[0025] 规则分析端,用于基于第一蓄水量曲线分析出蓄水池的蓄水规则。
[0026] 优选的,关系确定子单元,包括:
[0027] 曲线获取端,用于获取基于在分析周期内的所有第一实时压强生成的第一实时压强曲线和基于在分析周期内的所有实时蓄水量生成的第一蓄水量曲线;
[0028] 关系确定端,用于基于第一蓄水量曲线和第一实时压强曲线分析出蓄水量和第一实时压强之间的函数关系。
[0029] 优选的,曲线生成单元,包括:
[0030] 曲线确定子单元,用于基于蓄水规则和最新获得的实时蓄水量,实时确定出最新预测周期内的第二蓄水量曲线;
[0031] 电压平滑子单元,用于基于第二蓄水量曲线和函数关系以及稳压响应时间实时生成最新预测周期内的输出电压平滑曲线;
[0032] 电压控制子单元,用于基于输出电压平滑曲线实时控制增压泵的当前输出电压。
[0033] 优选的,电压控制模块,包括:
[0034] 第一控制单元,用于当当前分析周期是否为第一个分析周期时,则将增压泵的实时输出电压设置为输出电压平滑曲线中当前时间对应的输出电压,获得稳压结果;
[0035] 第二控制单元,用于当当前分析周期不是第一个分析周期时,则将增压泵的实时输出电压设置为当前时间在预设周期内获得的所有输出电压平滑曲线中对应的输出电压的平均值,获得稳压结果。
[0036] 优选的,一种小流量稳压方法,包括:基于第一压强传感器在输水管道入口处检测出的第一实时压强和第二压强传感器在输水管道出口处检测出的第二实时压强以及基于水量检测装置检测出的蓄水池的实时蓄水量,对增压泵的输出电压进行自适应实时控制,获得稳压结果。
[0037] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0038] 下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

[0039] 附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0040] 图1为本发明实施例中一种小流量稳压系统内结构连接示意图;
[0041] 图2为本发明实施例中一种电压控制装置示意图;
[0042] 图3为本发明实施例中一种曲线生成模块示意图;
[0043] 图4为本发明实施例中一种参数确定单元示意图;
[0044] 图5为本发明实施例中一种响应确定子单元示意图;
[0045] 图6为本发明实施例中一种规则确定子单元示意图;
[0046] 图7为本发明实施例中一种关系确定子单元示意图;
[0047] 图8为本发明实施例中一种曲线生成单元示意图;
[0048] 图9为本发明实施例中一种电压控制模块示意图。

具体实施方式

[0049] 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
[0050] 实施例1:
[0051] 本发明提供了一种小流量稳压系统,参考图1,包括:
[0052] 输水管道、与输水管道入口处连接的蓄水池、与输水管道出口处连接的增压泵、设置在蓄水池中的水量检测装置、设置在输水管道入口处的第一压强传感器、设置在输水管道出口处的第二压强传感器、与第一压强传感器、第二压强传感器、水量检测装置以及增压泵分别连接的电压控制装置;
[0053] 电压控制装置用于基于第一压强传感器在输水管道入口处检测出的第一实时压强和第二压强传感器在输水管道出口处检测出的第二实时压强以及基于水量检测装置检测出的蓄水池的实时蓄水量,对增压泵的输出电压进行自适应实时控制,获得稳压结果。
[0054] 该实施例中,输水管道即为用于将蓄水池中的水传输给位于管道末端的用户的管道。
[0055] 该实施例中,蓄水池即为用于存储供给用户的水的蓄水池。
[0056] 该实施例中,增压泵即为用于安装在输水管道末端并基于输出电压控制叶轮叶片转速从而增大输水管道剩余蓄水量的水压的装置。
[0057] 该实施例中,水量检测装置即为用于检测蓄水池中剩余蓄水量的装置。
[0058] 该实施例中,第一压强传感器即为用于检测输水管道入口处水压的传感器。
[0059] 该实施例中,第二压强传感器即为用于检测输水管道出口处水压的传感器。
[0060] 该实施例中,电压控制装置即为用于基于第一压强传感器检测出的第一实时压强和第二压强传感器检测出的第二实时压强以及基于水量检测装置检测出的实时蓄水量控制增压泵的输出电压的装置。
[0061] 该实施例中,第一实时压强即为第一压强传感器在输水管道入口处检测出的输水管道的实时水压。
[0062] 该实施例中,第二实时压强即为第二压强传感器在输水管道出口处检测出的输水管道的实时水压。
[0063] 该实施例中,实时蓄水量即为基于水量检测装置检测出的蓄水池的实时剩余蓄水量。
[0064] 该实施例中,输出电压即为增压泵的输出电压,与增压泵输出的增压比呈线性相关。
[0065] 该实施例中,稳压结果即为基于第一压强传感器检测出的第一实时压强和第二压强传感器检测出的第二实时压强以及基于水量检测装置检测出的实时蓄水量控制增压泵的输出电压后进而实现对输水管道的供水水压的稳定结果。
[0066] 以上技术的有益效果为:基于蓄水池的蓄水规律和增压泵的响应规律以及输水管道内液体压强之间的变化响应关系,对输水管道内的液体压强进行及时高效平滑的自适应调整,可根据蓄水池的供给工况变化与用户管网的需求变化进行自动调节,在供水流量高峰时段与供水流量低谷时段均可保证用户端对水量及水压的要求,同时能够确保相对较长时间的差量补偿和流量保压,不仅取得更好的稳压效果,也通过对增压泵的平滑控制延长了增压泵的使用寿命。
[0067] 实施例2:
[0068] 在实施例1的基础上,电压控制装置,参考图2,包括:
[0069] 曲线生成模块,用于基于在分析周期内的所有第一实时压强和所有第二实时压强以及所有实时蓄水量,并结合最新获得的实时蓄水量,生成最新预测周期内的输出电压平滑曲线;
[0070] 电压控制模块,用于基于输出电压平滑曲线,实时控制增压泵的当前输出电压,获得稳压结果。
[0071] 该实施例中,分析周期即为预设的确定出输出电压平滑曲线所需的数据获取周期,即确定出输出电压平滑曲线需要分析周期内的所有第一实时压强和所有第二实时压强以及所有实时蓄水量。
[0072] 该实施例中,最新预测周期内即为生成的输出电压平滑曲线的所在周期,最新预测周期是以当前时间为开始时间点的还未发生的时间周期。
[0073] 该实施例中,输出电压平滑曲线即为基于在分析周期内的所有第一实时压强和所有第二实时压强以及所有实时蓄水量,并结合最新获得的实时蓄水量,预测出的在对应最新周期内对增压泵的输出电压进行平滑控制时的输出电压变化曲线。
[0074] 该实施例中,当前输出电压即为增压泵在当前时刻的输出电压。
[0075] 以上技术的有益效果为:实现了基于在分析周期内的所有第一实时压强和所有第二实时压强以及所有实时蓄水量,并结合最新获得的实时蓄水量,预测出增压泵在最新预测周期内的输出电压平滑曲线,进而实现提前确定出增压泵的输出电压,并对增压泵的输出电压进行预先平滑处理,比基于输水管道出口处的实时压强实时控制增压泵的输出电压的控制方法要更加平滑稳定,进而延长了增压泵的使用寿命。
[0076] 实施例3:
[0077] 在实施例2的基础上,曲线生成模块,参考图3,包括:
[0078] 参数确定单元,用于基于在分析周期内的所有第一实时压强和所有第二实时压强以及所有实时蓄水量,确定出稳压响应时间和蓄水池的蓄水规则以及蓄水量和第一实时压强之间的函数关系;
[0079] 曲线生成单元,用于基于稳压响应时间和蓄水池的蓄水规则以及蓄水量和第一实时压强之间的函数关系,并结合最新获得的实时蓄水量,生成最新预测周期内的输出电压平滑曲线。
[0080] 该实施例中,稳压响应时间即为基于在分析周期内的所有第一实时压强和所有第二实时压强确定出的从输水管道入口处的水压被增压泵调节至目标值时到输水管道入口处的水压变为目标值时的所需的(响应)时间。
[0081] 该实施例中,蓄水规则即为基于在分析周期内的所有实时蓄水量确定出的蓄水池的蓄水量变化规则,即包含蓄水池的进水周期和蓄水池在进水周期内的平均剩余蓄水量变化曲线的规则。
[0082] 该实施例中,函数关系即为基于在分析周期内的所有第一实时压强和所有实时蓄水量确定出的蓄水量和第一实时压强之间的函数关系。
[0083] 以上技术的有益效果为:实现基于在分析周期内的所有第一实时压强和所有第二实时压强以及所有实时蓄水量,确定出稳压响应时间和蓄水池的蓄水规则以及蓄水量和第一实时压强之间的函数关系,并基于基于稳压响应时间和蓄水池的蓄水规则以及蓄水量和第一实时压强之间的函数关系,并结合最新获得的实时蓄水量,生成最新预测周期内的输出电压平滑曲线,进而在对增压泵的平滑控制过程中考虑到了输水管道入口处和出口处的水压控制延迟因素和蓄水池的蓄水量变化规则以及蓄水量和输水管道入口处的实时水压之间的函数关系,增强了输水管道内的稳压效果。
[0084] 实施例4:
[0085] 在实施例3的基础上,参数确定单元,参考图4,包括:
[0086] 响应确定子单元,用于基于在分析周期内的所有第一实时压强和所有第二实时压强,确定出稳压响应时间;
[0087] 规则确定子单元,用于基于在分析周期内的所有实时蓄水量,确定出蓄水池的蓄水规则;
[0088] 关系确定子单元,用于基于在分析周期内的所有第一实时压强和所有实时蓄水量,确定出蓄水量和第一实时压强之间的函数关系。
[0089] 以上技术的有益效果为:实现基于在分析周期内的所有第一实时压强和所有第二实时压强确定出从增压泵开始调节输出电压到输水管道出口处的水压变为目标值时的所需时间,并实现基于在分析周期内的所有实时蓄水量确定出蓄水池中蓄水量的变化规则,并实现基于在分析周期内的所有第一实时压强和所有实时蓄水量确定出蓄水池中蓄水量和第一实时压强之间的函数关系。
[0090] 实施例5:
[0091] 在实施例4的基础上,响应确定子单元,参考图5,包括:
[0092] 第一生成端,用于基于在分析周期内的所有第一实时压强生成第一实时压强曲线;
[0093] 第二生成端,用于基于在分析周期内的所有第二实时压强生成第二实时压强曲线;
[0094] 响应确定端,用于基于第一实时压强曲线和第二实时压强曲线确定出稳压响应时间。
[0095] 该实施例中,第一实时压强曲线即为将在分析周期内的所有第一实时压强按照时序进行排序并连接后获得的曲线。
[0096] 该实施例中,第二实时压强曲线即为将在分析周期内的所有第二实时压强按照时序进行排序并连接后获得的曲线。
[0097] 该实施例中,基于第一实时压强曲线和第二实时压强曲线确定出稳压响应时间,包括:
[0098] 确定出第一实时压强曲线中的第一最大值(即为第一实时压强曲线中的最大压强值)和第一最小值(即为第一实时压强曲线中的最小压强值)以及第二实时压强曲线中的第二最大值(即为第二实时压强曲线中的最大压强值)和第二最小值(即为第二实时压强曲线中的最小压强值);
[0099] 将第一最大值和第二最小值的差值与第二最大值和第一最小值之间的差值中的较大值与预设筛选偏差占比(即为预设的用于确定第二筛选偏差范围值的比值,可以取0.01至0.1之间的数值)的乘积与预设出入口压强差(即为预设的在正常状态下输水管道入口处和出口处的水压差值)的和作为第二筛选偏差范围值(即为用于在第二实时压强曲线中筛选出第一实时压强曲线中对应点对应的压强响应时间点的筛选范围),即为:
[0100] d=DMAX*α+ΔP
[0101] 式中,d为第二筛选偏差范围值,DMAX为第一最大值和第二最小值的差值与第二最大值和第一最小值之间的差值中的较大值,α为预设筛选偏差占比,ΔP为预设出入口压强差(假设:DMAX为100,α为0.05,ΔP为6,则d为11);
[0102] 在第二实时压强曲线中筛选出与第一实时压强曲线中对应点的压强差值(即为第二实时压强曲线中的点对应的压强值和第一实时压强曲线中的点的压强值的差值)不超过第二筛选偏差范围值的相应点(即为在第二实时压强曲线中筛选出的第一实时压强曲线中对应点对应的压强响应时间点);
[0103] 将第一实时压强曲线和第二实时压强曲线对齐,获得第一对齐结果(即为将第一实时压强曲线和第二实时压强曲线对齐后获得的结果),基于第一对齐结果确定出第一实时压强曲线中每个点和在第二实时压强曲线中对应点的响应时间间隔(即为第一对齐结果中第一实时压强曲线中每个点和在在第二实时压强曲线中对应点的时间间隔,此处的时间间隔也是横坐标间隔);
[0104] 将第一实时压强曲线中所有点的响应时间间隔的平均值作为稳压响应时间。
[0105] 以上技术的有益效果为:基于第一实时压强曲线中的最值和第二实时压强曲线中的最值与预设筛选偏差占比以及预设出入口压强差确定出的用于在第二实时压强曲线中筛选出第一实时压强曲线中对应点对应的压强响应时间点的筛选范围,并基于该筛选范围在第二实时压强曲线中筛选出第一实时压强曲线中每个点对应的相应点,基于第一实时压强曲线中所有点和相应点的时间间隔的平均值可以确定出从输水管道入口处到出口处压强变化的响应时间。
[0106] 实施例6:
[0107] 在实施例4的基础上,规则确定子单元,参考图6,包括:
[0108] 第三生成端,用于基于在分析周期内的所有实时蓄水量生成第一蓄水量曲线;
[0109] 规则分析端,用于基于第一蓄水量曲线分析出蓄水池的蓄水规则。
[0110] 该实施例中,第一蓄水量曲线即为将在分析周期内的所有实时蓄水量排序并连接后获得的曲线。
[0111] 该实施例中,基于第一蓄水量曲线分析出蓄水池的蓄水规则,包括:
[0112] 确定出第一蓄水量曲线中的最大值和最小值之间的极值差值(即为第一蓄水量曲线中的最大值和最小值之间的差值),将极值差值和预设筛选偏差占比(即为预设的用于确定第一筛选偏差范围值的比值,可以取0.01至0.1之间的数值)的乘积作为第一筛选偏差范围值(即为用于筛选出第一蓄水量曲线中每个点在不同进水周期中的对应点的筛选范围,该点距离所属进水周期的起始时刻的时间间隔与周期对应点距离所属进水周期的起始时刻的时间间隔相等);
[0113] 确定出第一蓄水量曲线中与每个点的蓄水量偏差值(即为对应的蓄水量与该点对应的蓄水量之间的差值)不超过第一筛选偏差范围值的点作为对应点的第一周期对应点(即为筛选出的可能是对应点在不同进水周期中的对应点,即该点距离所属进水周期的起始时刻的时间间隔与周期对应点距离所属进水周期的起始时刻的时间间隔相等),将第一蓄水量曲线中的点对应的连续的第一周期对应点的所在区间作为对应点的周期对应区间(即为由第一蓄水量曲线中的点对应的连续的第一周期对应点组成的区间);
[0114] 在第一蓄水量曲线中对应点对应的所有周期对应区间中筛选出与对应点距离最近(即为周期对应区间中所有点与对应点的时间间隔的平均值最小)的周期对应区间作为目标区间;
[0115] 基于第一蓄水量曲线中的点和对应的目标区间的两个端点的时间间隔,确定出对应点的时间间隔范围(即为将对应点和对应目标区间的距离较近的端点的时间间隔作为时间间隔范围的下限值,将对应点和对应目标区间的距离较远的端点的时间间隔作为时间间隔范围的上限值,基于上限值和下限值确定出时间间隔范围);
[0116] 当第一蓄水量曲线中每个点的时间间隔范围存在交集时,则确定出第一蓄水量曲线中每个点的时间间隔范围的交集作为周期确定范围;
[0117] 当第一蓄水量曲线中每个点的时间间隔范围不存在交集时,则确定出第一蓄水量曲线中包含的时间间隔范围的个数最多时的交集(即第一蓄水量曲线中最多个时间间隔范围形成的交集),作为周期确定范围;
[0118] 基于预设时间间隔(即为在周期确定范围中确定第一周期时的预设间隔)在周期确定范围内确定出多个第一周期(即在周期确定范围中每隔预设时间间隔确定出一个数值作为一个第一周期值),从第一蓄水量曲线的起始时刻开始确定出第一周期对应的部分蓄水量曲线(即为从第一蓄水量曲线的起始时刻开始确定出的长度为第一周期的部分蓄水量曲线),并在第一蓄水量曲线中确定出部分蓄水量曲线中每个点对应的第二周期对应点(即为在第一蓄水量曲线中从部分蓄水量曲线中的点开始每隔对应第一周期确定出的一个点作为对应点的第二周期对应点);
[0119] 基于每个第一周期对应的部分蓄水量曲线中每个点对应的第一蓄水量和对应的所有第二周期对应点对应的第二蓄水量,计算出对应第一周期的评价值:
[0120]
[0121] 式中,P为第一周期的评价值,i为第一周期对应的部分蓄水量曲线中的第i个点,n为第一周期对应的部分蓄水量曲线中的点总数,j为第一周期对应的部分蓄水量曲线中每个点对应的第j个第二周期对应点,m为第一周期对应的部分蓄水量曲线中的单个点对应的所有第二周期对应点的总个数,xi0为第一周期对应的部分蓄水量曲线中的第i个点对应的第一蓄水量,xij为第一周期对应的部分蓄水量曲线中每个点对应的第j个第二周期对应点对应的第二蓄水量;(例如,部分蓄水量曲线中包含的两个点对应的第一蓄水量依次是:100、200,部分蓄水量曲线中包含的第一个点对应的第二周期对应点的第二蓄水量依次是:
101、102、103,部分蓄水量曲线中包含的第二个点对应的第二周期对应点的第二蓄水量依次是:201、202、203,则对应第一周期的评价值为0.985)
[0122] 将最大评价值对应的第一周期作为蓄水池的进水周期;
[0123] 基于进水周期将第一蓄水量曲线划分成多个子蓄水量曲线(即为从第一蓄水量曲线的起始时刻开始,将第一蓄水量曲线划分成长度为进水周期的多个子蓄水量曲线),将多个子蓄水量曲线对齐后的平均曲线(平均曲线与子蓄水量曲线的长度一致,且平均曲线是由对齐后所有子蓄水量曲线在对应点的蓄水量值的平均值拟合而成的曲线)作为平均剩余蓄水量变化曲线。
[0124] 以上技术的有益效果为:通过基于在分析周期内获得的所有实时蓄水量生成的第一蓄水量曲线,确定出第一筛选偏差范围值,再基于第一筛选偏差范围值在第一蓄水量曲线中筛选出周期对应点,基于连续的周期对应点确定出周期对应区间,基于距离对应点最近的周期对应区间的端点与对应点的时间间隔确定出对应的时间间隔范围作为进水周期可能取值的数值区间,对所有点的时间间隔范围取交集实现基于多数的点的时间间隔范围确定出进水周期,实现对第一蓄水量曲线中数值变化周期的准确分析,进而准确确定出蓄水池的进水周期,再将基于进水周期对第一蓄水量曲线进行划分对齐求平均后的曲线对应的函数表达式作为平均剩余蓄水量变化曲线,实现基于第一蓄水量曲线分析出蓄水池的进水周期和蓄水池在进水周期内的平均剩余蓄水量变化曲线。
[0125] 实施例7:
[0126] 在实施例4的基础上,关系确定子单元,参考图7,包括:
[0127] 曲线获取端,用于获取基于在分析周期内的所有第一实时压强生成的第一实时压强曲线和基于在分析周期内的所有实时蓄水量生成的第一蓄水量曲线;
[0128] 关系确定端,用于基于第一蓄水量曲线和第一实时压强曲线分析出蓄水量和第一实时压强之间的函数关系。
[0129] 该实施例中,基于第一蓄水量曲线和第一实时压强曲线分析出蓄水量和第一实时压强之间的函数关系,包括:
[0130] 将第一蓄水量曲线和第一实时压强曲线对齐,获得第二对齐结果;
[0131] 确定出第二对齐结果中第一蓄水量曲线中每个蓄水量值和第一实时压强曲线中与对应蓄水量值对齐的实时压强值;
[0132] 基于每个蓄水量值对应的实时压强值,确定出蓄水量值和实时压强值之间的函数关系作为蓄水池中的实时蓄水量和第一实时压强之间的函数关系。
[0133] 以上技术的有益效果为:实现基于第一蓄水量曲线和第一实时压强曲线对齐后确定出的每个蓄水量值对应的实时压强值,确定出蓄水池中的实时蓄水量和第一实时压强之间的函数关系。
[0134] 实施例8:
[0135] 在实施例3的基础上,曲线生成单元,参考图8,包括:
[0136] 曲线确定子单元,用于基于蓄水规则和最新获得的实时蓄水量,实时确定出最新预测周期内的第二蓄水量曲线;
[0137] 电压平滑子单元,用于基于第二蓄水量曲线和函数关系以及稳压响应时间实时生成最新预测周期内的输出电压平滑曲线;
[0138] 电压控制子单元,用于基于输出电压平滑曲线实时控制增压泵的当前输出电压。
[0139] 该实施例中,基于蓄水规则和最新获得的实时蓄水量,实时确定出最新预测周期内的第二蓄水量曲线,包括:
[0140] 基于蓄水规则中的进水周期确定出当前时刻在进水周期中的所在时刻,并并基于平均剩余蓄水量变化曲线确定出所在时刻的标准剩余蓄水量,基于最新获得的实时蓄水量和标准剩余水量的差值与标准剩余水量的比值,计算出偏差占比;
[0141] 确定出平均剩余蓄水量曲线中在当前时刻之后的第一子曲线,将第一子曲线中每个点对应的蓄水量和偏差占比的乘积与对应蓄水量的和作为新的蓄水量曲线中对应点的蓄水量值,获得新的蓄水量曲线,将新的蓄水量曲线作为最新预测周期内(最新预测周期等于当前时刻至当前所在进水周期的终点时刻的时间间隔,终点时刻即为进水周期的最后时刻)的第二蓄水量曲线。
[0142] 该实施例中,第二蓄水量曲线即为基于蓄水规则和最新获得的实时蓄水量实时确定出的蓄水池在最新预测周期内的剩余蓄水量变化曲线。
[0143] 该实施例中,基于第二蓄水量曲线和函数关系以及稳压响应时间实时生成最新预测周期内的输出电压平滑曲线,包括:
[0144] 基于函数关系,确定出第二蓄水量曲线中每个蓄水量对应的压强值,基于第二蓄水量曲线中每个蓄水量对应的压强值拟合出对应的第三实时压强曲线;
[0145] 基于第三实时压强曲线中每个压强值和标准水压之间的压差值,确定出压差曲线,基于压差值和输出电压函数关系,确定出压差曲线中每个压差值对应的输出电压,基于压差曲线中每个压差值对应的输出电压拟合出输出电压曲线,将输出电压曲线沿着时间轴向左位移(稳压响应时间个单位)获得位移输出电压曲线(假设:输出电压曲线的函数表达式为y=f(t),则位移输出电压曲线为y=f[(1‑T)t],其中,y为输出电压,t为时间变量,T为稳压响应时间),对位移输出电压曲线进行平滑处理(采用三次B样条曲线插值拟合算法进行平滑处理),获得最新预测周期内输出电压平滑曲线。
[0146] 以上技术的有益效果为:实现基于蓄水规则和最新获得的实时蓄水量预测出表征蓄水池在最新预测周期内的剩余蓄水量变化过程的第二蓄水量曲线,并基于第二蓄水量曲线和函数关系以及稳压响应时间实时生成最新预测周期内的输出电压平滑曲线,进而实现基于对蓄水池在最新预测周期内的剩余蓄水量和蓄水量与第一实时压强之间的函数关系以及第一实时压强和第二实时压强之间的稳压响应时间对增压泵进行平滑控制,进而增强了对输水管道的供水水压的稳压效果。
[0147] 实施例9:
[0148] 在实施例2的基础上,电压控制模块,参考图9,包括:
[0149] 第一控制单元,用于当当前分析周期是否为第一个分析周期时,则将增压泵的实时输出电压设置为输出电压平滑曲线中当前时间对应的输出电压,获得稳压结果;
[0150] 第二控制单元,用于当当前分析周期不是第一个分析周期时,则将增压泵的实时输出电压设置为当前时间在预设周期内获得的所有输出电压平滑曲线中对应的输出电压的平均值,获得稳压结果。
[0151] 该实施例中,当前分析周期即为当前所处的分析周期。
[0152] 该实施例中,预测周期即为确定增压泵的实时输出电压时获取的输出电压平滑曲线的周期。
[0153] 该实施例中,将增压泵的实时输出电压设置为当前时间在预设周期内获得的所有输出电压平滑曲线中对应的输出电压的平均值,即为:
[0154] 假设当前时刻为t时刻,则确定出预设周期内获得的所有输出电压平滑曲线中t时刻对应的输出电压,将增压泵的实时输出电压设置为预设周期内所有输出电压平滑曲线中t时刻对应的输出电压的平均值。
[0155] 以上技术的有益效果为:实现基于分析周期是否为首个分析周期的判断结果,分别采用不同的方法基于获得的输出电压平滑曲线确定出增压泵的当前输出电压,进而在保证输水管道的供水水压的稳压效果的前提下,实现对增压泵的平滑控制,进而延长了增压泵的使用寿命。
[0156] 实施例10:
[0157] 本发明提供了一种小流量稳压方法,包括:基于第一压强传感器在输水管道入口处检测出的第一实时压强和第二压强传感器在输水管道出口处检测出的第二实时压强以及基于水量检测装置检测出的蓄水池的实时蓄水量,对增压泵的输出电压进行自适应实时控制,获得稳压结果。
[0158] 以上技术的有益效果为:基于蓄水池的蓄水规律和增压泵的响应规律以及输水管道内液体压强之间的变化响应关系,对输水管道内的液体压强进行及时高效平滑的自适应调整,可根据蓄水池的供给工况变化与用户管网的需求变化进行自动调节,在供水流量高峰时段与供水流量低谷时段均可保证用户端对水量及水压的要求,同时能够确保相对较长时间的差量补偿和流量保压,不仅取得更好的稳压效果,也通过对增压泵的平滑控制延长了增压泵的使用寿命。
[0159] 显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
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