申请日2016.11.03
公开(公告)日2017.04.26
IPC分类号G05B19/04
摘要
本发明公开了一种污水处理提升泵优化调度方法，属于污水处理技术领域。处理单元通过优化调度算法对采集的液位数据进行计算，得出当前时刻需要开启的大功率提升泵和小功率提升泵的数量，并将结果反馈至控制单元，最终由控制单元确定并控制需要开启和关闭的提升泵。本发明按照城市用电变电价收费政策，对污水处理提升泵的运行做优化调度处理，降低污水处理厂的能耗和运维成本。
权利要求书
1.一种污水处理提升泵优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)确定污水池允许的最大水位和最小水位，提升泵的期望运行时长以及大功率提升泵的额定排水量和小功率提升泵的额定排水量，输入至处理单元;
(2)采集液位数据，并将液位数据传至控制单元;
(3)由控制单元将液位数据传至处理单元;
(4)处理单元通过以下优化调度算法对液位数据进行计算处理：
4a)计算k时刻污水池的流量
式中，h(k)为k时刻的液位数据，单位为米，Δt(k)为时间间隔，单位为分钟，ΔQ(k)为k时刻的污水流量，单位为米/分钟，为k时刻污水池的流量，单位为米/分钟;
4b)根据实际生产中，城市用电收费政策，分为两个时段考虑：
峰段08:00—22:00，调度方法为：
谷段22:01—07:59，调度方法为：
式中，
t为提升泵的期望运行时长，单位为分钟，
ΔQ大为大功率提升泵的额定排水量，单位为米/分钟，
ΔQ小为小功率提升泵的额定排水量，单位为米/分钟，
Hmax为允许的污水池最大水位，单位为米，
h为污水池的当前水位，单位为米，
Hmin为允许的污水池最低水位，单位为米，
m，n为整数，m表示开启的大功率提升泵数量，n表示开启的小功率提升泵数量，取m，n的最小值，即为k时刻需要开启的大功率提升泵和小功率提升泵的数量;
(5)处理单元将得到的k时刻需要开启的大功率提升泵和小功率提升泵的数量m、n传至控制单元;
(6)控制单元根据当前提升泵的开启情况，确定是否需要切换提升泵，若需要切换提升泵，则确定并控制需要开启和关闭的提升泵，若不需要切换提升泵，则继续采集液位数据，进行下一时刻的优化调度计算。
2.根据权利要求1所述的污水处理提升泵优化调度方法，其特征在于，所述步骤4a)还包括下述去噪步骤：
Δq1=ΔQ(k)-ΔQ(k-1) (1-7)
Δq2=ΔQ(k-1)-ΔQ(k-2) (1-8)
其中，Δq1为k时刻与k-1时刻的流量变化，单位为米/分钟，Δq2为k-1时刻与k-2时刻的流量变化，单位为米/分钟，
当Δq1或者Δq2大于0.5米/分钟时，放弃该组采样数据。
3.根据权利要求1所述的污水处理提升泵优化调度方法，其特征在于，在所述步骤(6)中，控制提升泵开启和关闭的控制方法为手动控制、自动控制或者远程控制中的一种。
说明书
一种污水处理提升泵优化调度方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体地，特别涉及一种污水处理提升泵优化调度方法。
背景技术
随着我国经济发展和城镇化的推进，对城市污水处理的需求日益增加。当前我国虽然在城市污水处理厂的建设方面取得了较大进展，但是大部分污水处理厂都存在自动化水平低、轻视过程管理、能耗高、运维成本高等问题。
在实际生产过程中，城市用电收费执行峰谷电价政策，即将一天24小时划分为两个时段，把08:00—22:00共14个小时称为峰段，执行高标准电价，22:01—次日07:59共10个小时称为谷段，执行低标准电价。
污水处理系统中提升泵是第二大能耗设备，峰段，污水处理池水位应尽量保持在高水位，谷段，污水处理池水位应尽量保持在低水位，对提升泵的运行做优化调度处理，对实现污水处理厂的节能降本有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种污水处理提升泵优化调度方法，对提升泵的运行做优化调度，以确定最优的污水提升泵的运行方案，达到稳定、高效、低耗的运行，实现污水处理厂的节能降本。
为实现上述目的，本发明使用以下技术方案：
本发明所述污水处理提升泵优化调度方法，包括以下步骤：
(1)确定污水池允许的最大水位和最小水位，提升泵的期望运行时长以及大功率提升泵的额定排水量和小功率提升泵的额定排水量，输入至处理单元;
(2)采集液位数据，并将液位数据传至控制单元;
(3)由控制单元将液位数据传至处理单元;
(4)处理单元通过以下优化调度算法对液位数据进行计算处理：
4a)计算k时刻污水池的流量
其中，h(k)为k时刻的液位数据，单位为米，Δt(k)为时间间隔，单位为分钟，ΔQ(k)为k时刻的污水流量，单位为米/分钟，为k时刻污水池的流量，单位为米/分钟;
4b)根据实际生产中，城市用电收费政策，分为两个时段考虑：
峰段08:00—22:00，调度方法为：
谷段22:01—07:59，调度方法为：
式中，
t为提升泵的期望运行时长，单位为分钟，
ΔQ大为大功率提升泵的额定排水量，单位为米/分钟，
ΔQ小为小功率提升泵的额定排水量，单位为米/分钟，
Hmax为允许的污水池最大水位，单位为米，
h为污水池的当前水位，单位为米，
Hmin为允许的污水池最低水位，单位为米，
m，n为整数，m表示开启的大功率提升泵数量，n表示开启的小功率提升泵数量，取m，n的最小值，即为k时刻需要开启的大功率提升泵和小功率提升泵的数量;
(5)处理单元将得到的k时刻需要开启的大功率提升泵和小功率提升泵的数量m、n传至控制单元;
(6)控制单元根据当前提升泵的开启情况，确定是否需要切换提升泵，若需要切换提升泵，则确定并控制需要开启和关闭的提升泵，若不需要切换提升泵，则继续采集液位数据，进行下一时刻的优化调度计算。
优选的，步骤4a)还包括下述去噪步骤：
Δq1=ΔQ(k)-ΔQ(k-1) (1-7)
Δq2=ΔQ(k-1)-ΔQ(k-2) (1-8)
其中，Δq1为k时刻与k-1时刻的流量变化，单位为米/分钟，Δq2为k-1时刻与k-2时刻的流量变化，单位为米/分钟，
当Δq1或者Δq2大于0.5米/分钟时，放弃该组采样数据。
优选的，在步骤(6)中，控制提升泵开启和关闭的控制方法为手动控制、自动控制或者远程控制中的一种。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
一、按照城市用电的收费政策，对污水处理提升泵的运行做优化调度处理，在峰段，污水处理池水位保持在高水位，谷段，污水处理池水位保持在低水位，降低污水处理厂的能耗和运维成本;
二、通过优化调度算法得出需要开启的大功率提升泵和小功率提升泵的数量，控制提升泵轮换工作，实现所有水泵的均衡磨损。
