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文檔簡介
(19)國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局司淮安分公司區(qū)科技路8號(hào)8幢101室公司33521專利代理師鄭海松本發(fā)明公開了水泵泵站運(yùn)行調(diào)節(jié)裝置及調(diào)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化;獲取進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)穩(wěn)定性閾結(jié)果判斷是否觸發(fā)防護(hù)機(jī)制;當(dāng)觸發(fā)防護(hù)機(jī)制數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)采集模塊調(diào)節(jié)判斷模塊調(diào)節(jié)驗(yàn)證模塊校驗(yàn)?zāi)K防護(hù)調(diào)整模塊2數(shù)據(jù)采集模塊,用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并獲取水泵泵站的狀況參數(shù),所述狀況參數(shù)包括運(yùn)行數(shù)調(diào)節(jié)判斷模塊,用于通過水泵泵站的運(yùn)行數(shù)據(jù)輸出第一預(yù)測(cè)結(jié)果,并基于環(huán)境特征、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和水質(zhì)數(shù)據(jù)判斷是否需要對(duì)第一預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正,得到進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參調(diào)節(jié)驗(yàn)證模塊,將進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)輸入至水泵泵站數(shù)字模型后得到模擬調(diào)節(jié)反饋結(jié)果,利用模擬調(diào)節(jié)反饋結(jié)果對(duì)進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化;校驗(yàn)?zāi)K,用于基于水流數(shù)據(jù)和管道聲紋數(shù)據(jù)的關(guān)系確定進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)穩(wěn)定性閾值,利用進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)穩(wěn)定性閾值進(jìn)行關(guān)系反饋校驗(yàn),通過模擬調(diào)節(jié)反饋結(jié)果與關(guān)系反饋校驗(yàn)結(jié)果判斷是否觸發(fā)防護(hù)機(jī)制;防護(hù)調(diào)整模塊,當(dāng)觸發(fā)防護(hù)機(jī)制時(shí)啟動(dòng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)流裝置,根據(jù)水流數(shù)據(jù)和管道聲紋數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)穩(wěn)流裝置的穩(wěn)流參數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泵泵站運(yùn)行調(diào)節(jié)裝置,其特征在于,所述水泵泵站的運(yùn)行數(shù)據(jù)具體為電機(jī)電壓,所述環(huán)境特征具體包括環(huán)境溫度和降雨量,所述設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)具體為設(shè)備健康度,所述水質(zhì)數(shù)據(jù)具體為氯離子濃度、濁度和硬度,所述水流數(shù)據(jù)具體為水流雷諾數(shù),所述管道聲紋數(shù)據(jù)具體為管道振動(dòng)頻譜。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泵泵站運(yùn)行調(diào)節(jié)裝置,其特征在于,所述通過水泵泵站的運(yùn)行數(shù)據(jù)輸出第一預(yù)測(cè)結(jié)果的具體步驟為:獲取不同工況下水泵泵站的運(yùn)行數(shù)據(jù)和不同工況對(duì)應(yīng)的進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù),所述進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)具體為進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)面積,將運(yùn)行數(shù)據(jù)與進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行時(shí)間同步,識(shí)別出運(yùn)行數(shù)據(jù)與進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)之間的影響關(guān)系,基于運(yùn)行數(shù)據(jù)與進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)之間的影響關(guān)系得到進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)面積第一預(yù)測(cè)值。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水泵泵站運(yùn)行調(diào)節(jié)裝置,其特征在于,判斷是否需要對(duì)第一預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正,得到進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)的具體分析為:獲取不同工況下環(huán)境特征、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和水質(zhì)數(shù)據(jù),將運(yùn)行數(shù)據(jù)、環(huán)境特征、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、水質(zhì)數(shù)據(jù)和進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行時(shí)間同步,利用深度學(xué)習(xí)對(duì)時(shí)間同步后的參數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練得到修正調(diào)整因子,所述修正調(diào)整因子包括環(huán)境特征修正因子、設(shè)備狀態(tài)修正因子和水質(zhì)因素修正因子;值,分別將環(huán)境特征、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和水質(zhì)數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)閾值進(jìn)行比對(duì),根據(jù)比對(duì)結(jié)果判斷是否觸發(fā)修正需求,所述修正需求包括環(huán)境特征修正需求、設(shè)備狀態(tài)修正需求、水質(zhì)因素修正統(tǒng)計(jì)觸發(fā)的修正需求類型,將對(duì)應(yīng)的修正調(diào)整因子融合至進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)面積第一預(yù)測(cè)值中得到進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)面積第二預(yù)測(cè)值,將所述進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)面積第二預(yù)測(cè)值記為進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù),若不存在修正需求的觸發(fā)則將所述進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)面積第一預(yù)測(cè)值記為進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水泵泵站運(yùn)行調(diào)節(jié)裝置,其特征在于,所述進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)驗(yàn)證模塊具體分析為:基于數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的狀況參數(shù)構(gòu)建水泵泵站數(shù)字模型,將進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)輸入至水泵泵站數(shù)字模型中,按照進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)對(duì)水泵泵站數(shù)字3模型中的閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)模擬水泵泵站在實(shí)際運(yùn)行中閥門調(diào)節(jié)后的狀態(tài);在模擬運(yùn)行過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并記錄輸出的模擬調(diào)節(jié)反饋結(jié)果,所述模擬調(diào)節(jié)反饋結(jié)果包括電機(jī)電壓和管道聲紋數(shù)據(jù)穩(wěn)定時(shí)長,識(shí)別電機(jī)電壓與數(shù)據(jù)采集模塊獲取的電機(jī)電壓之間的變化值,將變化值與優(yōu)化閾值進(jìn)行比對(duì),當(dāng)變化值低于優(yōu)化閾值時(shí),利用粒子群算法對(duì)進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,直至變化值大于或等于優(yōu)化閾值時(shí)得到優(yōu)化后的進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泵泵站運(yùn)行調(diào)節(jié)裝置,其特征在于,所述穩(wěn)定性閾值校驗(yàn)?zāi)K具體分析為:所述穩(wěn)定性閾值校驗(yàn)?zāi)K還包括構(gòu)建閥門管道關(guān)系模型,獲取不同工況下水泵泵站進(jìn)出口閥門開啟面積、管道內(nèi)水流雷諾數(shù)、管道振動(dòng)頻譜,對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一基于歷史數(shù)據(jù)集中的管道內(nèi)水流雷諾數(shù)作為自變量,管道振動(dòng)頻譜作為因變量,采用機(jī)器學(xué)習(xí)算法得到水流管道關(guān)系模型;基于歷史數(shù)據(jù)集中的進(jìn)出口閥門開啟面積作為自變量,對(duì)應(yīng)管道內(nèi)水流雷諾數(shù)作為因變量,采用線性回歸算法得到閥門管道關(guān)系模型;設(shè)定管道振動(dòng)頻譜安全閾值范圍,針對(duì)不同的進(jìn)出口閥門開啟面積利用閥門管道關(guān)系模型識(shí)別對(duì)應(yīng)的管道內(nèi)水流雷諾數(shù),將管道內(nèi)水流雷諾數(shù)輸入至水流管道關(guān)系模型中預(yù)測(cè)得到相應(yīng)的管道振動(dòng)頻譜,對(duì)預(yù)測(cè)的管道振動(dòng)頻譜與管道振動(dòng)頻譜安全閾值范圍逐頻段比對(duì),當(dāng)其中一個(gè)頻段的振動(dòng)幅值首次超過對(duì)應(yīng)閾值時(shí),記錄此時(shí)的進(jìn)出口閥門開啟面積,將其確定為進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)穩(wěn)定性閾值;接收非線性調(diào)節(jié)模型輸出的進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù),結(jié)合閥門管道關(guān)系模型與水流管道關(guān)系模型得到對(duì)應(yīng)的管道振動(dòng)頻譜,將管道振動(dòng)頻譜與管道振動(dòng)閾值進(jìn)行比對(duì),若存在任意頻段的振動(dòng)幅值超過對(duì)應(yīng)閾值或管道聲紋數(shù)據(jù)穩(wěn)定時(shí)長低于管道聲紋穩(wěn)定閾值時(shí),發(fā)送防護(hù)機(jī)制觸發(fā)信號(hào)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水泵泵站運(yùn)行調(diào)節(jié)裝置,其特征在于,所述防護(hù)調(diào)整模塊具體分析為:接收防護(hù)機(jī)制觸發(fā)信號(hào),識(shí)別動(dòng)態(tài)穩(wěn)流裝置不同穩(wěn)流參數(shù)下的水流雷諾數(shù)分布和管道振動(dòng)響應(yīng),以最小管道振動(dòng)幅值和穩(wěn)定水流雷諾數(shù)為目標(biāo),確定動(dòng)態(tài)穩(wěn)流裝置的穩(wěn)流參數(shù),穩(wěn)流參數(shù)具體為動(dòng)態(tài)穩(wěn)流裝置開度。8.水泵泵站運(yùn)行調(diào)節(jié)方法,應(yīng)用權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的水泵泵站運(yùn)行調(diào)節(jié)裝置,步驟S1,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并獲取水泵泵站的狀況參數(shù),所述狀況參數(shù)包括運(yùn)行數(shù)據(jù)、環(huán)境特步驟S2,通過水泵泵站的運(yùn)行數(shù)據(jù)輸出第一預(yù)測(cè)結(jié)果,并基于環(huán)境特征、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和水質(zhì)數(shù)據(jù)判斷是否需要對(duì)第一預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正,得到進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù);步驟S3,將進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)輸入至水泵泵站數(shù)字模型后得到模擬調(diào)節(jié)反饋結(jié)果,利用模擬調(diào)節(jié)反饋結(jié)果對(duì)進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化;步驟S4,基于水流數(shù)據(jù)和管道聲紋數(shù)據(jù)的關(guān)系確定進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)穩(wěn)定性閾值,利用進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)穩(wěn)定性閾值進(jìn)行關(guān)系反饋校驗(yàn),通過模擬調(diào)節(jié)反饋結(jié)果與關(guān)系反饋校驗(yàn)結(jié)果判斷是否觸發(fā)防護(hù)機(jī)制;步驟S5,當(dāng)觸發(fā)防護(hù)機(jī)制時(shí)啟動(dòng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)流裝置,根據(jù)水流數(shù)據(jù)和管道聲紋數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)動(dòng)4態(tài)穩(wěn)流裝置的穩(wěn)流參數(shù)。5水泵泵站運(yùn)行調(diào)節(jié)裝置及調(diào)節(jié)方法技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及泵站運(yùn)行調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域,具體為水泵泵站運(yùn)行調(diào)節(jié)裝置及調(diào)節(jié)方法。背景技術(shù)[0002]目前水泵泵站運(yùn)行調(diào)節(jié)多依賴傳統(tǒng)參數(shù)和簡單的自動(dòng)化控制,通過控制泵出口閥開度調(diào)節(jié)注水或排水,部分采用基于PLC的分布式監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備遠(yuǎn)程控制;在節(jié)能優(yōu)化管道振動(dòng)等影響因素缺乏有效監(jiān)測(cè)和預(yù)判機(jī)制。[0003]現(xiàn)有調(diào)節(jié)方法多為粗放式控制,無法平滑連續(xù)調(diào)節(jié)閥門開度,對(duì)復(fù)雜工況下的參數(shù)變化響應(yīng)不及時(shí),調(diào)節(jié)誤差較大,難以實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能運(yùn)行;同時(shí)缺乏對(duì)水流特性與管道穩(wěn)定性關(guān)系的深入分析,未建立有效的管道振動(dòng)監(jiān)測(cè)和預(yù)警機(jī)制,易因水流速度變化引發(fā)管道振動(dòng)、共振,導(dǎo)致管道損壞或設(shè)備故障;且傳統(tǒng)調(diào)節(jié)方式未充分考慮環(huán)境特征、設(shè)備狀態(tài)及水質(zhì)變化對(duì)調(diào)節(jié)的影響,在不同季節(jié)、天氣或設(shè)備老化、水質(zhì)惡化時(shí),調(diào)節(jié)策略無法自動(dòng)發(fā)明內(nèi)容[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供了水泵泵站運(yùn)行調(diào)節(jié)裝置及調(diào)節(jié)方法,通過非線性動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)與多源數(shù)據(jù)校驗(yàn)解決了傳統(tǒng)泵站調(diào)節(jié)精度低、安全性差的問題。[0006]為實(shí)現(xiàn)以上目的,本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):水泵泵站運(yùn)行調(diào)節(jié)裝置,包括:數(shù)據(jù)采集模塊,用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并獲取水泵泵站的狀況參數(shù),所述狀況參數(shù)包括運(yùn)行數(shù)過水泵泵站的運(yùn)行數(shù)據(jù)輸出第一預(yù)測(cè)結(jié)果,并基于環(huán)境特征、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和水質(zhì)數(shù)據(jù)判斷是否需要對(duì)第一預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正,得到進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù);調(diào)節(jié)驗(yàn)證模塊,將進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)輸入至水泵泵站數(shù)字模型后得到模擬調(diào)節(jié)反饋結(jié)果,利用模擬調(diào)節(jié)反饋結(jié)果對(duì)進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化;校驗(yàn)?zāi)K,用于基于水流數(shù)據(jù)和管道聲紋數(shù)據(jù)的關(guān)系確定進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)穩(wěn)定性閾值,利用進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)穩(wěn)定性閾值進(jìn)行關(guān)系反饋校驗(yàn),通過模擬調(diào)節(jié)反饋結(jié)果與關(guān)系反饋校驗(yàn)結(jié)果判斷是否觸發(fā)防護(hù)機(jī)制;防護(hù)調(diào)整模塊,當(dāng)觸發(fā)防護(hù)機(jī)制時(shí)啟動(dòng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)流裝置,根據(jù)水流數(shù)據(jù)和管道聲紋數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)穩(wěn)流裝置的穩(wěn)流參[0007]進(jìn)一步地,所述環(huán)境特征具體包括環(huán)境溫度和降雨量,所述設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)具體為設(shè)備健康度,所述水質(zhì)數(shù)據(jù)具體為氯離子濃度、濁度和硬度,所述水流數(shù)據(jù)具體為水流雷諾數(shù),所述管道聲紋數(shù)據(jù)具體為管道振動(dòng)頻譜。[0008]進(jìn)一步地,所述通過水泵泵站的運(yùn)行數(shù)據(jù)輸出第一預(yù)測(cè)結(jié)果的具體步驟為:獲取不同工況下水泵泵站的運(yùn)行數(shù)據(jù)和不同工況對(duì)應(yīng)的進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù),所述進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)具體為進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)面積,將運(yùn)行數(shù)據(jù)與進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行時(shí)間同步,6識(shí)別出運(yùn)行數(shù)據(jù)與進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)之間的影響關(guān)系,基于運(yùn)行數(shù)據(jù)與進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)之間的影響關(guān)系得到進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)面積第一預(yù)測(cè)值。[0009]進(jìn)一步地,判斷是否需要對(duì)第一預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正,得到進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、水質(zhì)數(shù)據(jù)和進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行時(shí)間同步,利用深度學(xué)習(xí)對(duì)時(shí)間同步后的參數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練得到修正調(diào)整因子,所述修正調(diào)整因子包括環(huán)境特征修正因子、設(shè)備狀態(tài)修正因子和水質(zhì)因素修正因子;獲得環(huán)境溫度閾值、降雨量閾值、設(shè)備健康度閾值、氯離子濃度閾值、濁度閾值、硬度閾值,分別將環(huán)境特征、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和水質(zhì)數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)閾值進(jìn)行比對(duì),根據(jù)比對(duì)結(jié)果判斷是否觸發(fā)修正需求,所述修正需求包括環(huán)境特征修正需求、設(shè)備狀態(tài)修正需求、水質(zhì)因素修正需求;統(tǒng)計(jì)觸發(fā)的修正需求類型,將對(duì)應(yīng)的修正調(diào)整因子融合至進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)面積第一預(yù)測(cè)值中得到進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)面積第二預(yù)測(cè)值,將所述進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)面積第二預(yù)測(cè)值記為進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù),若不存在修正需求的觸發(fā)則將所述進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)面積第一預(yù)測(cè)值記為進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)。[0010]進(jìn)一步地,所述進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)驗(yàn)證模塊具體分析為:基于數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的狀況參數(shù)構(gòu)建水泵泵站數(shù)字模型,將進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)輸入至水泵泵站數(shù)字模型中,按照進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)對(duì)水泵泵站數(shù)字模型中的閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)模擬水泵泵站在實(shí)際運(yùn)行中閥門調(diào)節(jié)后的狀態(tài);在模擬運(yùn)行過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并記錄輸出的模擬調(diào)節(jié)反饋結(jié)果,所述模擬調(diào)節(jié)反饋結(jié)果包括電機(jī)電壓和管道聲紋數(shù)據(jù)穩(wěn)定時(shí)長,識(shí)別電機(jī)電壓與數(shù)據(jù)采集模塊獲取的電機(jī)電壓之間的變化值,將變化值與優(yōu)化閾值進(jìn)行比對(duì),當(dāng)變化值低于優(yōu)化閾值時(shí),利用粒子群算法對(duì)進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,直至變化值大于或等于優(yōu)化閾值時(shí)得到優(yōu)化后的進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)。[0011]進(jìn)一步地,所述穩(wěn)定性閾值校驗(yàn)?zāi)K具體分析為:所述穩(wěn)定性閾值校驗(yàn)?zāi)K還包括構(gòu)建閥門管道關(guān)系模型,獲取不同工況下水泵泵站進(jìn)出口閥門開啟面積、管道內(nèi)水流雷諾數(shù)、管道振動(dòng)頻譜,對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理,形成歷史數(shù)據(jù)集;基于歷史數(shù)據(jù)集中的管道內(nèi)水流雷諾數(shù)作為自變量,管道振動(dòng)頻譜作為因變量,采用機(jī)器學(xué)習(xí)算法得到水流管道關(guān)系模型;基于歷史數(shù)據(jù)集中的進(jìn)出口閥門開啟面積作為自變量,對(duì)應(yīng)管道內(nèi)水流雷諾數(shù)作為因變量,采用線性回歸算法得到閥門管道關(guān)系模型;設(shè)定管道振動(dòng)頻譜安全閾值范圍,針對(duì)不同的進(jìn)出口閥門開啟面積利用閥門管道關(guān)系模型識(shí)別對(duì)應(yīng)的管道內(nèi)水流雷諾數(shù),將管道內(nèi)水流雷諾數(shù)輸入至水流管道關(guān)系模型中預(yù)測(cè)得到相應(yīng)的管道振動(dòng)頻譜,對(duì)預(yù)測(cè)的管道振動(dòng)頻譜與管道振動(dòng)頻譜安全閾值范圍逐頻段比對(duì),當(dāng)其中一個(gè)頻段的振動(dòng)幅值首次超過對(duì)應(yīng)閾值時(shí),記錄此時(shí)的進(jìn)出口閥門開啟面積,將其確定為進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)穩(wěn)定性閾值;接收非線性調(diào)節(jié)模型輸出的進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù),結(jié)合閥門管道關(guān)系模型與水流管道關(guān)系模型得到對(duì)應(yīng)的管道振動(dòng)頻譜,將管道振動(dòng)頻譜與管道振動(dòng)閾值進(jìn)行比對(duì),若存在任意頻段的振動(dòng)幅值超過對(duì)應(yīng)閾值或管道聲紋數(shù)據(jù)穩(wěn)定時(shí)長低于管道聲紋穩(wěn)定閾值時(shí),發(fā)送防護(hù)機(jī)制觸發(fā)信號(hào)。[0012]進(jìn)一步地,所述防護(hù)調(diào)整模塊具體分析為:接收防護(hù)機(jī)制觸發(fā)信號(hào),識(shí)別動(dòng)態(tài)穩(wěn)流裝置不同穩(wěn)流參數(shù)下的水流雷諾數(shù)分布和管道振動(dòng)響應(yīng),以最小管道振動(dòng)幅值和穩(wěn)定水流雷諾數(shù)為目標(biāo),確定動(dòng)態(tài)穩(wěn)流裝置的穩(wěn)流參數(shù),穩(wěn)流參數(shù)具體為動(dòng)態(tài)穩(wěn)流裝置開度。[0013]水泵泵站運(yùn)行調(diào)節(jié)方法,應(yīng)用上述的水泵泵站運(yùn)行調(diào)節(jié)裝置,包括以下步驟:步驟7S1,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并獲取水泵泵站的狀況參數(shù),所述狀況參數(shù)包括運(yùn)行數(shù)據(jù)、環(huán)境特征、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、水質(zhì)數(shù)據(jù)、水流數(shù)據(jù)和管道聲紋數(shù)據(jù);步驟S2,通過水泵泵站的運(yùn)行數(shù)據(jù)輸出第一預(yù)測(cè)結(jié)果,并基于環(huán)境特征、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和水質(zhì)數(shù)據(jù)判斷是否需要對(duì)第一預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正,得到進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù);步驟S3,將進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)輸入至水泵泵站數(shù)字模型后得到模擬調(diào)節(jié)反饋結(jié)果,利用模擬調(diào)節(jié)反饋結(jié)果對(duì)進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化;步驟S4,基于水流數(shù)據(jù)和管道聲紋數(shù)據(jù)的關(guān)系確定進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)穩(wěn)定性閾值,利用進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)穩(wěn)定性閾值進(jìn)行關(guān)系反饋校驗(yàn),通過模擬調(diào)節(jié)反饋結(jié)果與關(guān)系反饋校驗(yàn)結(jié)果判斷是否觸發(fā)防護(hù)機(jī)制;步驟S5,當(dāng)觸發(fā)防護(hù)機(jī)制時(shí)啟動(dòng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)流裝置,根據(jù)水流數(shù)據(jù)和管道聲紋數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)穩(wěn)流裝置的穩(wěn)流參數(shù)。[0014]本發(fā)明具有以下有益效果:該水泵泵站運(yùn)行調(diào)節(jié)裝置及調(diào)節(jié)方法,通過動(dòng)態(tài)引入環(huán)境特征、設(shè)備狀態(tài)、水質(zhì)數(shù)據(jù)等多維修正因子,實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)的計(jì)算,同時(shí)對(duì)進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)的驗(yàn)證避免傳統(tǒng)線性調(diào)節(jié)模型因忽略復(fù)雜工況導(dǎo)致的調(diào)節(jié)滯后或過調(diào),確保了調(diào)節(jié)的精準(zhǔn)性,提升泵站運(yùn)行效率和穩(wěn)定性;通過線性關(guān)系式初步篩選與非線性振動(dòng)模型精確校驗(yàn)的兩層邏輯,確保閥門調(diào)節(jié)參數(shù)在安全范圍內(nèi),同時(shí)避免誤觸發(fā)防護(hù)機(jī)制;在觸發(fā)防護(hù)機(jī)制時(shí),根據(jù)實(shí)時(shí)水流數(shù)據(jù)和聲紋特征庫動(dòng)態(tài)調(diào)整穩(wěn)流參數(shù),抑制振動(dòng)或壓力沖擊,避免因閥門調(diào)節(jié)不當(dāng)導(dǎo)致的管道破裂、設(shè)備損壞等事故,延長設(shè)備壽命;通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)反饋,動(dòng)態(tài)更新水流管道關(guān)系模型,適應(yīng)泵站運(yùn)行條件的變化,保持調(diào)節(jié)策略的長期有效性。附圖說明[0015]圖1為本發(fā)明水泵泵站運(yùn)行調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)圖。[0016]圖2為本發(fā)明水泵泵站運(yùn)行調(diào)節(jié)方法流程圖。具體實(shí)施方式[0017]本申請(qǐng)實(shí)施例通過水泵泵站運(yùn)行調(diào)節(jié)裝置及調(diào)節(jié)方法,實(shí)現(xiàn)了智能化精準(zhǔn)控制、主動(dòng)防護(hù)與能效優(yōu)化,提升系統(tǒng)穩(wěn)定性并降低運(yùn)維成本。[0018]本申請(qǐng)實(shí)施例總體思路為:通過多傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)采集泵站運(yùn)行的六維數(shù)據(jù),構(gòu)型模擬調(diào)節(jié)效果,驗(yàn)證參數(shù)合理性并優(yōu)化,形成"預(yù)測(cè)-驗(yàn)證-修正"閉環(huán);建立水流雷諾數(shù)與管道振動(dòng)的關(guān)聯(lián)模型,設(shè)定穩(wěn)定性閾值,當(dāng)模擬結(jié)果或?qū)嶋H監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超過閾值時(shí),自動(dòng)觸發(fā)[0019]請(qǐng)參閱圖1,本發(fā)明實(shí)施例提供一種技術(shù)方案:水泵泵站運(yùn)行調(diào)節(jié)裝置,包括:數(shù)據(jù)采集模塊,用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并獲取水泵泵站的狀況參數(shù),狀況參數(shù)包括運(yùn)行數(shù)據(jù)、環(huán)境特征、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、水質(zhì)數(shù)據(jù)、水流數(shù)據(jù)和管道聲紋數(shù)據(jù);調(diào)節(jié)判斷模塊,用于通過水泵泵站的運(yùn)行數(shù)據(jù)輸出第一預(yù)測(cè)結(jié)果,并基于環(huán)境特征、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和水質(zhì)數(shù)據(jù)判斷是否需要對(duì)第一預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正,得到進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù);調(diào)節(jié)驗(yàn)證模塊,將進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)輸入至水泵泵站數(shù)字模型后得到模擬調(diào)節(jié)反饋結(jié)果,利用模擬調(diào)節(jié)反饋結(jié)果對(duì)進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化;校驗(yàn)?zāi)K,用于基于水流數(shù)據(jù)和管道聲紋數(shù)據(jù)的關(guān)系確定進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)穩(wěn)定性閾值,利用進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)穩(wěn)定性閾值進(jìn)行關(guān)系反饋校驗(yàn),通過模擬調(diào)節(jié)反饋8結(jié)果與關(guān)系反饋校驗(yàn)結(jié)果判斷是否觸發(fā)防護(hù)機(jī)制;防護(hù)調(diào)整模塊,當(dāng)觸發(fā)防護(hù)機(jī)制時(shí)啟動(dòng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)流裝置,根據(jù)水流數(shù)據(jù)和管道聲紋數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)穩(wěn)流裝置的穩(wěn)流參數(shù)。[0020]具體地,環(huán)境特征具體包括環(huán)境溫度和降雨量,設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)具體為設(shè)備健康度,水質(zhì)數(shù)據(jù)具體為氯離子濃度、濁度和硬度,水流數(shù)據(jù)具體為水流雷諾數(shù),管道聲紋數(shù)據(jù)具體為管道振動(dòng)頻譜。[0021]本實(shí)施方案中,電機(jī)電壓表示驅(qū)動(dòng)水泵的電機(jī)工作電壓,反映電機(jī)負(fù)載和能耗狀態(tài),通過電壓傳感器直接測(cè)量電機(jī)輸入端電壓,用于監(jiān)測(cè)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài),異常電壓波動(dòng)提示設(shè)備故障或負(fù)載異常,優(yōu)化能耗管理;環(huán)境溫度表示泵站外部空氣溫度,影響水的物理性質(zhì)(如粘度)和設(shè)備材料性能,通過安裝溫濕度傳感器于泵站外部環(huán)境獲取,溫度變化影響水的粘度,影響雷諾數(shù)和泵效率,需動(dòng)態(tài)調(diào)整閥門開度;降雨量表示單位時(shí)間降水量,影響水源水位和水質(zhì)濁度,通過安裝雨量計(jì)或接入氣象數(shù)據(jù)獲取,暴雨導(dǎo)致水源水位驟升、濁度增加,需調(diào)整泵流量和過濾策略;設(shè)備健康度表示水泵設(shè)備的磨損程度和運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估值,通過振動(dòng)傳感器采集水泵設(shè)備振動(dòng)頻率,結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)算法預(yù)測(cè)水泵設(shè)備剩余壽命,用于提前預(yù)警水泵設(shè)備故障,避免非計(jì)劃停機(jī),優(yōu)化維護(hù)周期;氯離子濃度表示水中氯離子含量,評(píng)估對(duì)不銹鋼泵的腐蝕風(fēng)險(xiǎn),采用離子選擇性電極(ISE)或比色法在線檢測(cè)獲取,氯離子超標(biāo)時(shí)需降低泵流速或更換耐腐蝕材料,延長設(shè)備壽命;濁度表示水中懸浮顆粒濃度,反映水質(zhì)清潔度,通過濁度儀利用紅外散射原理測(cè)量水中顆粒物含量獲取,濁度過高可能堵塞管道或加速設(shè)備磨損,需調(diào)整過濾系統(tǒng)或泵流量;硬度表示水中鈣鎂離子濃度,影響結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn),通過離子交換樹脂法或電極法在線檢測(cè)獲取,硬度過高易導(dǎo)致管道結(jié)垢,降低泵效率,需調(diào)整水處理工藝或運(yùn)行參數(shù);水流雷諾數(shù)表征流體流動(dòng)狀態(tài)(層流/湍流)的無量綱數(shù),影響管道阻力和泵性能,通過測(cè)量流速、管徑和流體粘度計(jì)算得出,用于判斷水流狀態(tài),湍流狀態(tài)下需增加穩(wěn)流措施,避免振動(dòng)和能耗增加;管道振動(dòng)頻譜表示管道振動(dòng)的頻率分布和幅值特征,反映水流穩(wěn)定性和管道結(jié)構(gòu)狀態(tài),通過加速度傳感器采集管道振動(dòng)信號(hào),利用傅里葉變換轉(zhuǎn)換為頻域特征獲取,異常振動(dòng)頻譜(如共振頻率)提示水流不穩(wěn)定或結(jié)構(gòu)松動(dòng),觸發(fā)防護(hù)機(jī)制。期的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)。[0023]具體地,通過水泵泵站的運(yùn)行數(shù)據(jù)輸出第一預(yù)測(cè)結(jié)果的具體步驟為:獲取不同工況下水泵泵站的運(yùn)行數(shù)據(jù)和不同工況對(duì)應(yīng)的進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù),進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)具體為進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)面積,將運(yùn)行數(shù)據(jù)與進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行時(shí)間同步,識(shí)別出運(yùn)行數(shù)據(jù)與進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)之間的影響關(guān)系,基于運(yùn)行數(shù)據(jù)與進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)之間的影響關(guān)系得到進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)面積第一預(yù)測(cè)值。[0024]判斷是否需要對(duì)第一預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正,得到進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)的具體分析數(shù)據(jù)、水質(zhì)數(shù)據(jù)和進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行時(shí)間同步,利用深度學(xué)習(xí)對(duì)時(shí)間同步后的參數(shù)進(jìn)行訓(xùn)練得到修正調(diào)整因子,修正調(diào)整因子包括環(huán)境特征修正因子、設(shè)備狀態(tài)修正因子和度閾值、硬度閾值,分別將環(huán)境特征、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和水質(zhì)數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)閾值進(jìn)行比對(duì),根據(jù)比對(duì)結(jié)果判斷是否觸發(fā)修正需求,修正需求包括環(huán)境特征修正需求、設(shè)備狀態(tài)修正需求、水9質(zhì)因素修正需求;統(tǒng)計(jì)觸發(fā)的修正需求類型,將對(duì)應(yīng)的修正調(diào)整因子融合至進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)面積第一預(yù)測(cè)值中得到進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)面積第二預(yù)測(cè)值,將進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)面積第二預(yù)測(cè)值記為進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù),若不存在修正需求的觸發(fā)則將進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)面積第一預(yù)測(cè)值記為進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)。[0025]本實(shí)施方案中,修正調(diào)整因子具體基于構(gòu)建非線性調(diào)節(jié)模型獲取,非線性調(diào)節(jié)模型構(gòu)建的具體步驟為:收集水泵泵站在不同工況下電機(jī)電壓、環(huán)境溫度、降雨量、設(shè)備健康度、氯離子濃度、濁度和硬度,同時(shí)記錄各工況對(duì)應(yīng)的進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)面積,對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗,去除噪聲和異常值,并統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式和范圍,為后續(xù)建模做準(zhǔn)備;選擇深度學(xué)習(xí)模型,如多層感知機(jī)或長短期記憶網(wǎng)絡(luò),搭建非線性調(diào)節(jié)模型框架,確定模型的輸入層為處理后的數(shù)據(jù)特征,隱藏層通過多層神經(jīng)元結(jié)構(gòu)提取數(shù)據(jù)特征,輸出層則為進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)面積的預(yù)測(cè)值;利用收集的數(shù)據(jù)對(duì)搭建好的模型進(jìn)行訓(xùn)練,訓(xùn)練過程中,使用均方誤差損失函數(shù),衡量模型預(yù)測(cè)的閥門調(diào)節(jié)面積與實(shí)際值之間的偏差,通過反向傳播算法,將偏差信息從輸出層反向傳遞到各層神經(jīng)元,調(diào)整模型參數(shù),不斷降低損失函數(shù)值,直至模型收斂,使模型能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)閥門調(diào)節(jié)面積;在訓(xùn)練過程中,分別針對(duì)環(huán)境特征、設(shè)備狀態(tài)和水質(zhì)因素,擬合對(duì)應(yīng)的修正調(diào)整因子,通過分析不同因素變化與閥門調(diào)節(jié)面積的關(guān)系,構(gòu)建修正函數(shù),使非線性調(diào)節(jié)模型能夠根據(jù)這些因素的變化對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正。[0026]環(huán)境特征修正因子用于補(bǔ)償環(huán)境變化對(duì)水的物理性質(zhì)及水泵運(yùn)行的影響,從而調(diào)整閥門開度以維持流量穩(wěn)定;設(shè)備狀態(tài)修正因子根據(jù)設(shè)備狀態(tài)調(diào)整閥門調(diào)節(jié)幅度,設(shè)備健康度越低,修正幅度越大,減少設(shè)備損耗;水質(zhì)因素修正因子用于當(dāng)水質(zhì)指標(biāo)超標(biāo)時(shí),減小閥門開度以降低設(shè)備腐蝕、堵塞等風(fēng)險(xiǎn);環(huán)境溫度閾值用于觸發(fā)環(huán)境特征修正的臨界溫度值,當(dāng)環(huán)境溫度變化超過該值時(shí),啟動(dòng)環(huán)境特[0027]降雨量閾值獲取方式為:判斷是否需要進(jìn)行暴雨應(yīng)急調(diào)節(jié)的降雨量臨界值,超過該值時(shí)調(diào)整閥門開度應(yīng)對(duì)排水需求,或參考當(dāng)?shù)胤篮闃?biāo)準(zhǔn)、泵站排水能力等實(shí)際情況設(shè)定。[0028]設(shè)備健康度閾值獲取方式為:判斷水泵設(shè)備是否需要維護(hù)的臨界值,當(dāng)設(shè)備健康度低于該值時(shí),觸發(fā)設(shè)備狀態(tài)修正,或通過對(duì)設(shè)備振動(dòng)頻譜分析,結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)歷史故障數(shù)據(jù)訓(xùn)練得到。[0029]氯離子濃度閾值獲取方式為:識(shí)別不銹鋼材料開始加速腐蝕的氯離子濃度臨界值,超過該值需調(diào)整閥門開度保護(hù)設(shè)備,或參考材料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和不銹鋼材料供應(yīng)商技術(shù)規(guī)格確定。[0030]濁度閾值獲取方式為:識(shí)別可能導(dǎo)致管道堵塞的濁度臨界值,超過該值時(shí)需調(diào)整閥門開度或加強(qiáng)過濾,或根據(jù)管道內(nèi)徑、泵入口過濾器規(guī)格,通過流體力學(xué)計(jì)算并結(jié)合實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定。[0031]硬度閾值獲取方式為:識(shí)別水中鈣鎂離子濃度導(dǎo)致結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)顯著增加的臨界值,超過該值需調(diào)整運(yùn)行參數(shù)或進(jìn)行水質(zhì)處理,或基于管道材質(zhì)、水溫等條件,通過飽和指數(shù)計(jì)算并結(jié)合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證確定。[0032]將對(duì)應(yīng)的修正調(diào)整因子融合至進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)面積第一預(yù)測(cè)值中得到進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)面積第二預(yù)測(cè)值的具體步驟為:分別計(jì)算環(huán)境特征、設(shè)備狀態(tài)和水質(zhì)因素的偏差值,將環(huán)境溫度、降雨量與對(duì)應(yīng)閾值比較,計(jì)算環(huán)境特征偏差,將設(shè)備健康度與閾值對(duì)比,計(jì)算偏差、設(shè)備狀態(tài)偏差或水質(zhì)因素偏差超過設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí),分別觸發(fā)對(duì)應(yīng)修正需求;根據(jù)觸發(fā)的修正需求類型,從預(yù)先訓(xùn)練好的修正因子庫中提取相應(yīng)的修正因子;在模型基于基礎(chǔ)運(yùn)行數(shù)據(jù)得到的閥門調(diào)節(jié)面積第一預(yù)測(cè)值基礎(chǔ)上,疊加各修正因子的修正項(xiàng),將修正項(xiàng)與第一預(yù)測(cè)值結(jié)合,得到考慮修正后的進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)面積第二預(yù)測(cè)值。[0033]進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)面積第一預(yù)測(cè)值表示模型僅依據(jù)電機(jī)電壓等基礎(chǔ)運(yùn)行數(shù)據(jù),未考慮環(huán)境、設(shè)備狀態(tài)和水質(zhì)因素影響時(shí),輸出的閥門開度預(yù)測(cè)值,反映了理想工況下的閥門調(diào)節(jié)需求。[0034]進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)面積第二預(yù)測(cè)值表示在第一預(yù)測(cè)值基礎(chǔ)上,引入環(huán)境、設(shè)備狀態(tài)和水質(zhì)等因素的修正因子,對(duì)第一預(yù)測(cè)值進(jìn)行補(bǔ)償修正后得到的最終閥門開度預(yù)測(cè)值,綜合考慮了實(shí)際工況中的各種影響因素,相對(duì)于進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)面積第一預(yù)測(cè)值能更準(zhǔn)確指[0035]綜合水泵運(yùn)行、環(huán)境、設(shè)備狀態(tài)和水質(zhì)等多方面數(shù)據(jù),通過動(dòng)態(tài)引入修正因子,自參數(shù)調(diào)節(jié)方式,提示調(diào)節(jié)精度,能更精準(zhǔn)匹配泵站實(shí)際需求;借助設(shè)備狀態(tài)修正因子,可依據(jù)設(shè)備健康度調(diào)整閥門調(diào)節(jié)幅度,當(dāng)設(shè)備健康度下降時(shí),減少閥門調(diào)節(jié)頻率和幅度,避免過度調(diào)節(jié)對(duì)設(shè)備造成額外損耗,從而有效延長設(shè)備使用壽命,同時(shí)水質(zhì)修正因子能在水質(zhì)變差時(shí)優(yōu)化調(diào)節(jié),降低設(shè)備腐蝕風(fēng)險(xiǎn);環(huán)境特征修正因子可根據(jù)環(huán)境溫度、降雨量等變化,合理調(diào)整閥門開度,例如在高溫天氣,優(yōu)化調(diào)節(jié)以降低水泵能耗,在暴雨時(shí),自動(dòng)增加流量避免積水,實(shí)現(xiàn)節(jié)能與功能保障的雙重效果;通過設(shè)定閾值判斷是否引入修正因子,在正常工況下模型保持穩(wěn)定運(yùn)行,當(dāng)工況參數(shù)異常時(shí),才激活相應(yīng)修正,既保證了模型穩(wěn)定性,又能快速應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的工況,增強(qiáng)整個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的魯棒性。[0036]具體地,進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)驗(yàn)證模塊具體分析為:基于數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的狀況參數(shù)構(gòu)建水泵泵站數(shù)字模型,將進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)輸入至水泵泵站數(shù)字模型中,按照進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)對(duì)水泵泵站數(shù)字模型中的閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)模擬水泵泵站在實(shí)際運(yùn)行中閥門調(diào)節(jié)后的狀態(tài);在模擬運(yùn)行過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并記錄輸出的模擬調(diào)節(jié)反饋結(jié)果,模擬調(diào)節(jié)反饋結(jié)果包括電機(jī)電壓和管道聲紋數(shù)據(jù)穩(wěn)定時(shí)長,識(shí)別電機(jī)電壓與數(shù)據(jù)采集模塊獲取的電機(jī)電壓之間的變化值,將變化值與優(yōu)化閾值進(jìn)行比對(duì),當(dāng)變化值低于優(yōu)化閾值時(shí),利用粒子群算法對(duì)進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,直至變化值大于或等于優(yōu)化閾值時(shí)得到優(yōu)化后的進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)。[0037]本實(shí)施方案中,水泵泵站數(shù)字模型構(gòu)建步驟為:基于泵站CAD圖紙,采用三維建模關(guān)鍵部件參數(shù):閥門流通面積與開度關(guān)系、管道內(nèi)徑與長度、水泵葉輪尺寸等;導(dǎo)入數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)時(shí)參數(shù),建立參數(shù)關(guān)聯(lián)規(guī)則:如環(huán)境溫度影響水粘度,修正雷諾數(shù)計(jì)算;氯離子濃度影響管道腐蝕速率,調(diào)整模型中的摩擦系數(shù);根據(jù)進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù),動(dòng)態(tài)更新模型中閥門的過流面積,集成流體力學(xué)方程(Navier-Stokes)與電機(jī)特性方程(V-I曲線),實(shí)現(xiàn)機(jī)電液多物理場(chǎng)耦合仿真;輸入歷史工況數(shù)據(jù),對(duì)比模型輸出(如電機(jī)電流、振動(dòng)頻譜)與實(shí)際監(jiān)測(cè)值,采用正交試驗(yàn)法優(yōu)化模型參數(shù)(如湍流粘度系數(shù)、電機(jī)內(nèi)阻),確保仿真結(jié)果與物理系統(tǒng)一致。[0038]模擬調(diào)節(jié)反饋結(jié)果獲取方式為:將進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)輸入數(shù)字模型,初始化邊11界條件,設(shè)定仿真時(shí)間步長,運(yùn)行模型至穩(wěn)態(tài);實(shí)時(shí)記錄電機(jī)電壓仿真值、管道振動(dòng)頻譜仿真值,計(jì)算電機(jī)電壓變化值,同時(shí)統(tǒng)計(jì)管道振動(dòng)頻譜從調(diào)節(jié)開始至穩(wěn)定在安全閾值內(nèi)的時(shí)[0039]管道聲紋數(shù)據(jù)穩(wěn)定時(shí)長表示從閥門調(diào)節(jié)動(dòng)作開始,至管道振動(dòng)頻譜各頻段幅值均穩(wěn)定在安全閾值范圍內(nèi)所需的時(shí)間,用于衡量調(diào)節(jié)參數(shù)對(duì)管道穩(wěn)定性的影響,穩(wěn)定時(shí)長越[0040]優(yōu)化閾值設(shè)定方式為:收集正常工況下的電機(jī)電壓波動(dòng)數(shù)據(jù),計(jì)算平均波動(dòng)值μ和標(biāo)準(zhǔn)差σ,設(shè)定優(yōu)化閾值為μ+2σ;還可以當(dāng)泵站運(yùn)行模式切換時(shí)(如從站工程師經(jīng)驗(yàn),對(duì)閾值進(jìn)行人工校準(zhǔn),如老舊管道系統(tǒng)中,將閾值設(shè)定為低于新管道系統(tǒng)的30%,以避免過度振動(dòng)。[0041]利用粒子群算法對(duì)進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整的具體步驟為:定義粒子位置為進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù),速度為參數(shù)調(diào)整步長,隨機(jī)生成N個(gè)粒子(如N=30),計(jì)算每個(gè)粒子的初始適應(yīng)度值,每個(gè)粒子記錄自身歷史最優(yōu)位置和適應(yīng)度值,全局最優(yōu)位置為所有粒子中適應(yīng)度值最小的位置;迭代計(jì)算粒子速度并更新粒子位置,當(dāng)變化值大于或等于優(yōu)化閾值時(shí),輸出全局最優(yōu)位置對(duì)應(yīng)的閥門開度作為優(yōu)化參數(shù)。[0042]通過數(shù)字模型模擬閥門調(diào)節(jié),避免直接在物理系統(tǒng)中調(diào)試可能引發(fā)的設(shè)備損壞或運(yùn)行事故,降低調(diào)試風(fēng)險(xiǎn);利用粒子群算法自動(dòng)迭代調(diào)整參數(shù),相比人工試湊法,縮小優(yōu)化周期,提升調(diào)節(jié)精度;同時(shí)驗(yàn)證電機(jī)電壓穩(wěn)定性和管道聲紋數(shù)據(jù),覆蓋電氣性能與機(jī)械穩(wěn)定性雙重維度,避免單一指標(biāo)驗(yàn)證的片面性;基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新數(shù)字模型,可適應(yīng)泵站設(shè)備老[0043]具體地,穩(wěn)定性閾值校驗(yàn)?zāi)K具體分析為:穩(wěn)定性閾值校驗(yàn)?zāi)K還包括構(gòu)建閥門管道關(guān)系模型,獲取不同工況下水泵泵站進(jìn)出口閥門開啟面積、管道內(nèi)水流雷諾數(shù)、管道振動(dòng)頻譜,對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理,形成歷史數(shù)據(jù)集;基于歷史數(shù)據(jù)集中的管道內(nèi)水流雷諾數(shù)作為自變量,管道振動(dòng)頻譜作為因變量,采用機(jī)器學(xué)習(xí)算法得到水流管道關(guān)系模型;基于歷史數(shù)據(jù)集中的進(jìn)出口閥門開啟面積作為自變量,對(duì)應(yīng)管道內(nèi)水流雷諾數(shù)作為因變量,采用線性回歸算法得到閥門管道關(guān)系模型;設(shè)定管道振動(dòng)頻譜安全閾值范圍,針對(duì)不同的進(jìn)出口閥門開啟面積利用閥門管道關(guān)系模型識(shí)別對(duì)應(yīng)的管道內(nèi)水流雷諾數(shù),將管道內(nèi)水流雷諾數(shù)輸入至水流管道關(guān)系模型中預(yù)測(cè)得到相應(yīng)的管道振動(dòng)頻譜,對(duì)預(yù)測(cè)的管道振動(dòng)頻譜與管道振動(dòng)頻譜安全閾值范圍逐頻段比對(duì),當(dāng)其中一個(gè)頻段的振動(dòng)幅值首次超過對(duì)應(yīng)閾值時(shí),記錄此時(shí)的進(jìn)出口閥門開啟面積,將其確定為進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)穩(wěn)定性閾值;接收非線性調(diào)節(jié)模型輸出的進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù),結(jié)合閥門管道關(guān)系模型與水流管道關(guān)系模型得到對(duì)應(yīng)的管道振動(dòng)頻譜,將管道振動(dòng)頻譜與管道振動(dòng)閾值進(jìn)行比對(duì),若存在任意頻段的振動(dòng)幅值超過對(duì)應(yīng)閾值或管道聲紋數(shù)據(jù)穩(wěn)定時(shí)長低于管道聲紋穩(wěn)定閾值時(shí),發(fā)送防護(hù)機(jī)制觸發(fā)信號(hào)。[0044]本實(shí)施方案中,進(jìn)出口閥門開啟面積通過安裝在閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的角度傳感器或位移傳感器實(shí)時(shí)采集,結(jié)合閥門幾何參數(shù)(如閥瓣直徑、開口角度)計(jì)算實(shí)際通流面積;管道內(nèi)水流雷諾數(shù)利用超聲波流量計(jì)測(cè)量水流速度,結(jié)合管道內(nèi)徑和水質(zhì)檢測(cè)模塊實(shí)時(shí)獲取的流體粘度(通過粘度計(jì)測(cè)量),按雷諾數(shù)計(jì)算公式獲?。还艿勒駝?dòng)頻譜通過在管道關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)(如閥門上下游、彎頭處)安裝加速度振動(dòng)傳感器,采集振動(dòng)時(shí)域信號(hào),利用快速傅里葉變換(FFT)轉(zhuǎn)換為頻域特征,提取各頻段振動(dòng)幅值作為頻譜數(shù)據(jù)。[0045]水流管道關(guān)系模型構(gòu)建步驟為:收集歷史工況下的管道內(nèi)水流雷諾數(shù)、管道振動(dòng)頻譜數(shù)據(jù),對(duì)雷諾數(shù)進(jìn)行歸一化處理(映射至[0,1]區(qū)間),對(duì)振動(dòng)頻譜進(jìn)行降噪濾波,提取10-500Hz關(guān)鍵頻段的振動(dòng)幅值作為特征向量;采用支持向量回歸(SVR)、隨機(jī)森林回歸或卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)構(gòu)建非線性映射模型,以雷諾數(shù)為輸入層,振動(dòng)頻譜特征向量為輸出層,隱含層通過交叉驗(yàn)證確定最優(yōu)層數(shù)和節(jié)點(diǎn)數(shù);使用均方根誤差(RMSE)作為損失函數(shù),通過梯度下降算法迭代調(diào)整模型參數(shù),使訓(xùn)練集和驗(yàn)證集的預(yù)測(cè)誤差小于5%,最終形成“雷諾數(shù)[0046]進(jìn)出口閥門開啟面積與雷諾數(shù)關(guān)系模型構(gòu)建步驟為:記錄不同閥門開度下的管道內(nèi)水流雷諾數(shù),涵蓋閥門開度從10%到100%的全量程范圍,每個(gè)開度采集至少50組有效數(shù)據(jù);采用最小二乘法擬合閥門開啟面積與雷諾數(shù)的線性關(guān)系,構(gòu)建線性方程,其中斜率和截距通過回歸計(jì)算確定;通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證線性模型。[0047]管道振動(dòng)頻譜安全閾值范圍根據(jù)管道材質(zhì)(如碳鋼、不銹鋼)、壁厚、公稱直徑及設(shè)計(jì)規(guī)范,設(shè)定的各頻段振動(dòng)幅值安全上限,作為判斷管道是否穩(wěn)定的基準(zhǔn),具體為:在管道空載、額定負(fù)載、過載等工況下,通過激振實(shí)驗(yàn)獲取管道固有頻率及各頻段的振動(dòng)幅值安全極限;或參考同類泵站管道振動(dòng)歷史數(shù)據(jù),結(jié)合疲勞壽命分析,對(duì)實(shí)驗(yàn)閾值進(jìn)行修正,形成包含10-50Hz(低頻振動(dòng),關(guān)注結(jié)構(gòu)共振)(高頻振動(dòng),關(guān)注氣蝕噪聲)的三頻段安全閾值范圍。[0048]對(duì)預(yù)測(cè)的管道振動(dòng)頻譜與管道振動(dòng)頻譜安全閾值范圍逐頻段比對(duì)的步驟為:將預(yù)測(cè)的管道振動(dòng)頻譜分解為10-50Hz、50-200Hz、200-500Hz三個(gè)頻段,提取各頻段的最大振動(dòng)幅值;將各頻段幅值與對(duì)應(yīng)安全閾值范圍(如低頻段≤0.3g、中頻段≤0.5g、高頻段≤0.8g)進(jìn)行逐點(diǎn)比較;若任一頻段幅值超過對(duì)應(yīng)閾值,標(biāo)記為“穩(wěn)定性異?!?[0049]本實(shí)施方案中不能直接比對(duì)臨界閥門調(diào)節(jié)面積的原因?yàn)椋核骼字Z數(shù)與管道振動(dòng)的關(guān)系并非簡單線性,而是受管道固有頻率、流體湍流特性、閥門流阻特性等多因素影響,需通過機(jī)器學(xué)習(xí)模型捕捉非線性映射關(guān)系,本實(shí)施方案通過線性模型快速映射與機(jī)器學(xué)習(xí)精準(zhǔn)預(yù)測(cè)的復(fù)合架構(gòu),解決了傳統(tǒng)單一線性判斷的片面性,構(gòu)建了覆蓋“調(diào)節(jié)參數(shù)→水流特性→結(jié)構(gòu)響應(yīng)”的完整風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系,提升了管道穩(wěn)定性判斷的科學(xué)性和可靠性?!伴y門調(diào)節(jié)→水流特性→管道振動(dòng)”的完整映射關(guān)系,相比傳統(tǒng)單一線性判斷,能更全面評(píng)估閥門調(diào)節(jié)對(duì)管道穩(wěn)定性的影響,避免因忽略振動(dòng)頻譜特征導(dǎo)致的誤判;基于歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型,可提前識(shí)別閥門開度超過安全閾值時(shí)的管道振動(dòng)風(fēng)險(xiǎn),在水流波動(dòng)引發(fā)管道共振或結(jié)構(gòu)損傷前觸發(fā)防護(hù)機(jī)制,降低事故概率;針對(duì)不同工況(如流量突變、水質(zhì)變化),模型可通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新持續(xù)優(yōu)化閾值,解決傳統(tǒng)固定閾值無法適應(yīng)復(fù)雜工況的問題,提升系統(tǒng)在極端條件下的穩(wěn)定性。[0051]具體地,防護(hù)調(diào)整模塊具體分析為:接收防護(hù)機(jī)制觸發(fā)信號(hào),識(shí)別動(dòng)態(tài)穩(wěn)流裝置不同穩(wěn)流參數(shù)下的水流雷諾數(shù)分布和管道振動(dòng)響應(yīng),以最小管道振動(dòng)幅值和穩(wěn)定水流雷諾數(shù)為目標(biāo),確定動(dòng)態(tài)穩(wěn)流裝置的穩(wěn)流參數(shù),穩(wěn)流參數(shù)具體為動(dòng)態(tài)穩(wěn)流裝置開度。[0052]本實(shí)施方案中,基于Navier-Stokes門位置等)和流體物性參數(shù)(密度、粘度),構(gòu)建三維瞬態(tài)流場(chǎng)模型,用于模擬不同穩(wěn)流裝置開度下的水流特性和管道振動(dòng)響應(yīng),構(gòu)建步驟為:根據(jù)泵站CAD圖紙,構(gòu)建包含水泵、閥門、管道、穩(wěn)流裝置的三維幾何模型,對(duì)關(guān)鍵區(qū)域(如閥門進(jìn)出口、彎頭)進(jìn)行網(wǎng)格加密;設(shè)置流體介質(zhì)(如水)的密度、粘度等物性參數(shù),定義邊界條件(入口流量、出口壓力)和材料屬性(管道彈性模量、泊松比);將Navier-Stokes方程通過有限體積法離散化,采用k-ε湍流模型封閉方程組,設(shè)置時(shí)間步長為0.01s以捕捉瞬態(tài)流動(dòng)特征;通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(如PIV流速測(cè)量、應(yīng)變片振動(dòng)監(jiān)測(cè))驗(yàn)證模型準(zhǔn)確性,減少湍流模型參數(shù)使模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)值誤差。[0053]識(shí)別動(dòng)態(tài)穩(wěn)流裝置不同穩(wěn)流參數(shù)下的水流雷諾數(shù)分布和管道振動(dòng)響應(yīng)的步驟為:將動(dòng)態(tài)穩(wěn)流裝置開度設(shè)為可變參數(shù),建立參數(shù)化流體動(dòng)力學(xué)模型庫;針對(duì)每個(gè)穩(wěn)流裝置開度,輸入實(shí)時(shí)測(cè)量的水流雷諾數(shù)和振動(dòng)頻譜作為邊界條件,運(yùn)行流體動(dòng)力學(xué)模型,獲取管道內(nèi)流速場(chǎng)、壓力場(chǎng)分布;通過流固耦合算法,將流體壓力載荷映射到管道結(jié)構(gòu)模型,計(jì)算各開度下的管道振動(dòng)頻率和幅值,提取10-500Hz頻段的振動(dòng)響應(yīng)特征;建立穩(wěn)流裝置開度與[0054]動(dòng)態(tài)穩(wěn)流裝置開度表示穩(wěn)流裝置過流面積與最大過流面積的比值,通過電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制,直接影響流體流動(dòng)阻力和流場(chǎng)分布,通過安裝在執(zhí)行機(jī)構(gòu)上的角度編碼器或線性位移傳感器,實(shí)時(shí)獲取閥門實(shí)際開度,或從PLC控制系統(tǒng)中通過Modbus/TCP協(xié)議讀取開度指令值,與傳感器測(cè)量值交叉驗(yàn)證確保準(zhǔn)確性。[0055]通過流體動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算最優(yōu)穩(wěn)流裝置開度,相比傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié),降低管道振動(dòng)幅值,減少因水流不穩(wěn)定導(dǎo)致的管道疲勞損壞;模型實(shí)時(shí)分析水流雷諾數(shù)和振動(dòng)頻譜變化制提升響應(yīng)速度;最小化振動(dòng)幅值和穩(wěn)定雷諾數(shù),既保障管道結(jié)構(gòu)安全,又維持流體輸送效率,避免傳統(tǒng)方法僅關(guān)注單一指標(biāo)導(dǎo)致的系統(tǒng)失衡。[0056]請(qǐng)參閱圖2,水泵泵站運(yùn)行調(diào)節(jié)方法,應(yīng)用上述的水泵泵站運(yùn)行調(diào)節(jié)裝置,包括以下步驟:步驟S1,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并獲取水泵泵站的狀況參數(shù),狀況參數(shù)包括運(yùn)行數(shù)據(jù)、環(huán)境特征、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、水質(zhì)數(shù)據(jù)、水流數(shù)據(jù)和管道聲紋數(shù)據(jù);步驟S2,通過水泵泵站的運(yùn)行數(shù)據(jù)輸出第一預(yù)測(cè)結(jié)果,并基于環(huán)境特征、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)和水質(zhì)數(shù)據(jù)判斷是否需要對(duì)第一預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正,得到進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù);步驟S3,將進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)輸入至水泵泵站數(shù)字模型后得到模擬調(diào)節(jié)反饋結(jié)果,利用模擬調(diào)節(jié)反饋結(jié)果對(duì)進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化;步驟S4,基于水流數(shù)據(jù)和管道聲紋數(shù)據(jù)的關(guān)系確定進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)穩(wěn)定性閾值,利用進(jìn)出口閥門調(diào)節(jié)穩(wěn)定性閾值進(jìn)行關(guān)系反饋校驗(yàn),通過
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