(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210941415.3 (22)申请日 2022.08.08 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115017666 A (43)申请公布日 2022.09.06 (73)专利权人 廊坊市清泉供 水有限责任公司 地址 065000 河北省廊坊市广阳区新 华路 中段59号 专利权人 河北建投水务投资有限公司 　 天津三博水 科技有限公司 (72)发明人 张强　陈海荣　赵明　王松　李伟　 孙雪聪　刘艳杰　刘天琪　刘健　 (74)专利代理 机构 河北向往专利代理有限公司 13162 专利代理师 张保健(51)Int.Cl. G06F 30/18(2020.01) G06F 17/18(2006.01) G06Q 50/06(2012.01) F04B 49/20(2006.01) F04B 49/06(2006.01) G06F 113/14(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (56)对比文件 CN 110414712 A,2019.1 1.05 CN 108087259 A,2018.0 5.29 CN 112664464 A,2021.04.16 CN 110953169 A,2020.04.0 3 审查员 王轩 (54)发明名称 地下水源地智能化 运行方法及系统 (57)摘要 本发明涉及供水系统技术领域， 提出了地下 水源地智能化运行方法及系统， 包括将水源井供 水管网的井泵和管网节点进行编号， 基于历史记 录的大数据分析， 得到每台井泵的流量 ‑扬程、 流 量‑效率性能曲线方程， 执行多次水力计算操作， 得到模拟的供水量、 耗电量与管网压力； 对每一 台变频调速井泵， 当井泵扬程有冗余时， 调节井 泵的工作点在高效点附近， 实现单泵运行方案的 寻优； 进一步， 通过对各井泵的运行状态进行组 合， 对总体的调度方案进行经济性寻优。 通过上 述技术方案， 解决了现有技术中地下水源地运行 依靠工控指定参数运行、 缺乏大数据分析的问 题， 可实现地下水源系统运行从自动化、 信息化 跨越到智能化， 实现地下水源地经济运行和安全 运行。 权利要求书5页 说明书12页 附图2页 CN 115017666 B 2022.11.01 CN 115017666 B 1.地下水源地智能化 运行方法， 其特 征在于， 包括： 建立水源井供水管网模型， 所述水源井供水管网模型包括管道和水源井， 所述管道包 括主管道和支管道， 所述主管道和所述支管道的交点为主节点， 每一水源井内均设置有井 泵， 所述井泵与所述支管道连接； 任意两个相邻的节点之 间的管道为一个管段， 所述节点为 主节点或井泵； 所述井泵包括变频井泵和定频井泵； 基于历史记录的大数据分析， 建立每台 井泵的流 量‑扬程性能曲线方程、 流 量‑效率性能曲线方程； 获得水源井供 水管网总供 水量需求和水源井供 水管网末端压力值； 根据所述水源井供水管网总供水量需求， 选择初始井泵组合， 所述初始井泵组合中所 有井泵的额定流 量之和满足水源井供 水管网总供 水量需求； 对任一初始井泵组合， 执行至少一次水力计算操作， 直至满足停止条件， 得到所述任一 初始井泵组合中每一定频井泵的目标出水量， 以及每一变频井泵的目标调速比和目标出水 量； 选择满足预设条件的井泵组合作为推荐井泵组合； 计算每一推荐井泵组合的单位耗电 量， 选择单位耗电量最小的推荐井泵组合作为最优井泵组合； 所述预设条件至少包括： 所述 推荐井泵组合的流量满足所述水源井供水管网总供水量需求； 任一所述推荐井泵组合的流 量等于该井泵组合中所有井泵的目标 出水量之和； 控制所述最优井泵组合中的井泵工作、 控制所述最优井泵组合之外的其它井泵停止工 作， 且控制每一台变频井泵工作在最优工作点， 所述 最优工作点由所述目标调速比确定； 任一次水力计算操作包括： 根据每台井泵的假定出 水量依次计算各 管段的流量值； 根据各管段的流量值计算各 管段的水头损失； 从水源井供水管网末端开始， 按照逆水流的方向， 根据各管段的水头损失， 依次计算各 节点压力值； 所述水源井供 水管网末端为： 水流方向的末端； 对于变频井泵， 根据 各井泵的压力值， 优化各变频井泵的调速比， 根据调速比计算得到 各变频井泵的修正出水量； 对于定频井泵， 根据各井泵的压力值， 计算得到各定频井泵的修 正出水量； 在首次水力计算操作中， 任一井泵的假定出水量为该井泵的额定流量， 在其它次水力 计算操作中， 任一井泵的假定出 水量为前一次的修 正出水量； 所述停止条件包括： 所有井泵的所述假定出水量和所述修正出水量的差值在设定范围 内； 最后一次水力计算操作中的任一井泵的修正出水量为该井泵的目标出水量， 最后一 次 水力计算操作中的任一变频井泵的调速比为该井泵的目标调速比； 其中， 在任一井泵为变频井泵时， 根据各井泵的压力值， 优化各变频井泵的调速比， 根 据调速比计算得到各变频井泵的修 正出水量； 具体包括： 根据该井泵的流量 ‑效率性能曲线方程， 确定该井泵的高效点 （Q0 ,H0 , η0） ； Q0 ,H0 , η0 分别为高效点 流量值、 高效点扬程 值和高效点效率 值； 根据该井泵的压力值， 计算该井泵的扬程需求 值Hx； 在Hx< H0时， 根据水泵相似定律， 用高效点的流 量值计算该井泵的修 正出水量：权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 115017666 B 2在Hx≥H0时， 根据扬程需求值Hx确定该井泵的工作点， 井泵在该工作点的修正出水量 为： 其中， Qf为井泵的修正出水量， n为井泵的调速比， Y、 Hj、 Ht、 Hk、 a、 b、 c均为该井泵的参数， Y表示单位降深， Hj表示静水位， Ht表示降深修正值， Hk表示压力值； a， b， c均为井泵的工频流 量‑扬程性能曲线方程的系数。 2.根据权利要求1所述的地下水源地智能化运行方法， 其特征在于， 对于定频井泵， 根 据各井泵的压力值， 计算得到各定频井泵的修 正出水量； 具体包括： 其中， Qf为井泵的修正出水量， Y、 Hj、 Ht、 Hk、 a、 b、 c均为该井泵的参数， Y表示单位降深， Hj 表示静水位， Ht表示降深修正值， Hk表示压力值； a， b， c均为井泵的工频流量 ‑扬程性能曲线 方程的系数。 3.根据权利要求1所述的地下水源地智能化运行方法， 其特征在于， 最后 一次水力计算 操作中的任一井泵的压力值为该井泵的目标压力值， 所述计算每一推荐井泵组合的单位耗 电量， 具体包括： 根据任一井泵的目标出水量和目标压力值， 计算该井泵的单位耗电量； 对任一推荐井 泵组合， 将该推荐井泵组合中的多个井泵的单位耗电量相加， 得到该推荐井泵组合的单位 耗电量； 其中， 所述根据任一井泵的目标出水量和目标压力值， 计算该井泵的单位耗电量， 具体 包括： 根据该井泵的目标 出水量计算井泵动水位： 其中， Hd为井泵动水位， Hj为井泵静水位， Hd‑ Hj为井泵水位降深； Qf为井泵的目标出水 量； Ht和Y均为系数， Y表示单位降深， Ht表示降深修 正值； 根据该井泵的井泵动水位和目标压力值计算井泵扬程需求 值Hx： 其中， Hk为井泵的目标压力值； 根据井泵扬程需求 值Hx和井泵的目标 出水量Qf， 计算井泵单位 耗电量：权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 115017666 B 3