Интеллектуальная энергосберегающая система управления параллельными насосами

Аннотация

Актуальность: в настоящее время насосные станции, используемые в системах водоснабжения и канализации, являются одними из основных потребителей электроэнергии. Особенно это касается параллельно работающих насосных агрегатов, неэффективное управление которыми приводит к увеличению энергопотребления и эксплуатационных затрат. В условиях, когда традиционные методы управления не справляются с возникающими проблемами, внедрение современных интеллектуальных систем управления становится актуальной задачей. Одним из современных методов управления является использование искусственных нейронных сетей (ANN), интегрированных с ПЛК-контроллерами. Такие системы позволяют постоянно отслеживать рабочие режимы насосных установок, адаптироваться к изменяющимся нагрузкам и формировать оптимальные управляющие сигналы, что существенно повышает их энергетическую эффективность.

Цель: разработать оптимизированную интеллектуальную систему управления для моделирования электрического привода параллельно работающих насосных установок и повышения эффективности их управления.

Методы: в исследовании построены математические модели центробежного насоса, асинхронного двигателя и преобразователя частоты. Система управления была смоделирована в среде MATLAB/Simulink и настроена с использованием адаптивных алгоритмов на основе нейронных сетей.

Результаты: применение индивидуального частотного регулирования позволило снизить потребление энергии в среднем на 25–35 %. Обеспечена стабильность давления и работа насосов в оптимальной рабочей точке. Предотвращены явления гидравлического удара и кавитации. Модель оценена как близкая к реальным условиям и готовая к практическому применению.