大型泵站运行智能化技术方案探析

大型泵站运行智能化技术方案探析

周亮 纪恒 范明业

南水北调东线江苏水源有限责任公司淮安分公司，江苏淮安 邮编 223001

摘要：当前科学技术正在飞速发展，我国大多数泵站系统已经实现了自动化建设工作，但是整体工作中的智能化水平有限。尤其在泵站的经济、安全、稳定运行方面没有实现精准而有效的控制工作。因此，借助信息化技术和科学技术手段实现高质量的泵站运行工作十分关键，本文对智能化技术应用体系进一步作出分析，旨在提升泵站管理的水平，为后续现代化建设奠定基础。

关键词：大型泵站;智能化;运行;技术方案;

美国在1960年代引入了智能化的泵站管理理念，以达到计算机通信、监控、调度和管理的目的。而国内对泵站智能化技术的认识相对滞后，至今还停留在以经验为主的状态分析，智能管理还处于探索的过程中。本文旨在为泵站的智能控制技术的应用，提出一种高效的解决方案。

1泵站的工作情况

当前，泵站的自动化控制工作停留在计算机控制启停方面，只涉及到了简单的数据处理工作，对数据分析和精准控制的能力还十分欠缺。比如泵站的主机组、电气设备、辅助设备、清洗机闸门等设备只能收集、存储、进行简单的统计和查询，目前还不能对运行中的各种资料进行有效的分析和处理，缺少对资料的分析与评价。而在泵站系统中，由于缺少对各种工况的深层次的分析，使得系统的智能化水平低下。洪泽站目前已具备了计算机的开关断控、实时数据的收集与显示，初步实现了“自控制”、“自保护”、“自报警”、“自诊断”的功能，但在系统的稳定及可靠性以及“自恢复”的研究上仍需更进一步，从而提升整个系统的运行可靠性。

2泵站作业智能化技术的构思

2.1技术构架

图1 泵站运行智能化技术框架 

2.2技术的实施

在实施大型泵站智能化技术的实施中，首先要考虑到两个问题：一是智能决策系统，它是根据控制系统的历史资料和实时信息，并根据项目的实际需求，对其进行准确的预测。另外，还有一个智能化的管理体系。综合考虑洪泽站的目标水位和流量，结合主机组、泵站安全运营、水文条件等具体条件，进行了总体战略规划。

2.3泵站的智能操作技术方案的制定

泵站智能化技术的研究，是以大数据技术和人工智能技术为基础，提升泵站各项业务的智能化程度和支持能力，使泵站智能化程度提升，充分发挥信息资源的作用，提高泵站的管理效率。

2.3.1智能分析系统的构建

（1)智能化的资料提取：

采用智能提取技术对原始资料进行了分析与提取。在资料提取方面，有三种主要的方式：一是偏离过滤，是对同类资料组的偏移进行剔除，例如在振荡资料组内，对与其它资料差别很大的变异幅度进行剔除；二种是稳定过滤，是指在数据中排除不稳定因素，比如排除不稳定情况下的设备的震动和温度；三种数字统计学，对同一类资料采用数字统计学的方式进行分类，并生成单一的数值。

（2)智能化的计算：

它包括综合计算、相关性、极值、启停和数学建模。从水利建设的现实出发，从理论和实践两方面建立了预警信息系统，并建立了预警信息数据库。当前报警的主流形式包括以下三种：①短时预警，即对已有的运营资料进行分析，若短期内出现大的阶跃性，就会立即报警；②长线趋势报警，是指从长远的观点来进行操作数据的分析，当长期的走势超过某一特定的临界点时，就会立即报警；③故障的检测，是根据有关的规则，在出现或出现的时候，进行故障的诊断，并对有关的工作进行指导和处置。

（3)智能化报表（preference)：

以电力、温度、噪声、位移等多项指标和等级报警为基础，以主设备、辅助设备、电力设备等为单位，将相关的资料进行综合分析，以达到对泵站进行安全性评估。

2.3.2 系统研发

（1)泵站的最优排程：

泵站优化分配的实用价值在于使各种工况下的运行方式得以优化，也就是把电价与调度的现实需要相统一，确定每个时间段的具体流量，然后依据水泵的出力情况比较，确定出更科学、更合理的水泵布置方式。在进行最优设计时，应从以下三个方面进行：首先对下游流量进行预报。这就是利用循环神经网络中的长、短的存储器网络，进行了对下游的长期的预报；其次，对上游水位的计算，一方面确定了河流的限制，另一方面，假设了机组工况下的实际扬程；最后最优解。在解决该问题时，应将设备安全、机组效率、峰谷电费等问题列为主要考虑和制约因素。

（2)智能化的泵站：

首先，是一次启动和停止系统的设置。一键起动，是指在装置开始工作后，达到某一特定的流速，并能实现该装置的起动；一键停机即结束于泵的停机和损坏的震动。可以实现整个过程的自动启动和关闭，操作简单。另外，实现了对水泵的监测。其次是对计划模式进行了最优整合。该方法基于现场的要求，将水泵自动控制在原有的监测系统中，通过对水泵的工况进行分析，得到各种工况下的各种工况下的控制指标，但实时性不好，通常采用的都是一些具有一定的参量。而优化排班模式的整合，就是通过对各种工况下的操作参数进行运算，从而形成一个完整的综合数据库，在泵站的自动操作中，可以从数据库中直接抽取所需的资料，虽然过程比较复杂，但该技术在泵站的自动操作中具有很好的实时性。另外对水泵站的设备进行了管理。从三个层面进行了评价：①对装备的操作进行了全面的分析。也就是对设备的运行时间、维护时间、运行状况进行全面的评价与评价。依据单位的工作状况来确定装置的配置。②对装置进行拆卸，也就是按照单位的维修时间进行更换维修。③对装备状况进行即时评价。这就是对整个系统的寿命过程进行评价，并将其运行状况进行实时显示。通过对设备的运行状况进行实时评估，根据机组安装验收数据、温度、摆度、振动和维修拆卸数据等数据，对目前的设备进行状态分析，得到最终的状态评定。

3泵站的运行方案的优选

泵站输入功率主要有变压器量损、输电量损、站用电能量损、输入功率量损等。变压器量损、输电量损和站用电能量损通常与泵的工作状态和操作装置的数目有关。为了准确地反映出泵站的需求，需要根据泵装置性能、站内抽水流量、总装机流量等因素，来决定泵站启动台次。在此基础上，根据进水口的要求，对启动台次进行了分析。如果计算的台数不是整，则要往上调。通过调整某一装置的工作周期，保证了水泵的正常工作。

结论

随着现代智能化管理系统的不断发展，为泵站优化设计、管理和运行系统的优化设计和优化设计提出了新的要求。当然，在我国的大型泵站的实际运用中，存在着很多问题，如装备不够先进、管理方法不够完善等。为此，应寻求一种更为高效的泵站方案，对原有的设备进行合理的改装，增强对水泵的自动监测，并以科学的眼光审视各种仪器的操作参数，以确定水泵站的故障。

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