住宅二次供水变频泵组的变压控制优化系统与方法与流程

本发明涉及二次供水，具体而言，涉及住宅二次供水变频泵组的变压控制优化系统与方法。

背景技术：

1、二次供水系统中的泵组变频控制是一种先进的技术，它可以根据用户的用水量变化自动调节泵组的运行状态，以保持供水压力的恒定。变频供水泵的工作原理是根据用户用水量变化自动调节运行水泵台数和一台水泵转速，使水泵出口压力保持恒定。当用户用水量小于一台变频泵出水量时，系统根据用水量变化有一台变频泵变频调速运行，当用水量增加时管道系统内压力下降，这时压力传感器把检测到的信号传送到微机控制单元，通过微机运行判断，发出指令到变频器，控制变频供水泵电机，使转速加快以保证系统压力恒定，反之当用水量减少时，使变频泵转速减慢，以保持恒压。当用水量大于一台变频泵出水时，第一台泵切换到工频运行，第二台泵开始变频调速运行，当用水量小于两台泵出水量时，能自动停止一台或两台泵运行。

2、现有的变频泵组的控制策略仅依靠管道内的水压高低的变化，但是住宅楼内水压的变化可能是短时的，例如当前时刻用水量增加导致管道内水压下降，但接近的下一时段用水量突然减少或恢复正常，按照现有控制方式的话就会变频泵组就频繁切换，一方面会增加变频泵组的工作负荷、不利于节能，另一方面也不利于供水管道健康。需要提供一种住宅二次供水变频泵组变压控制的优化方案。

技术实现思路

1、对此，本发明提供了一种住宅二次供水变频泵组的变压控制优化方法、系统、电子设备、计算机存储介质及计算机程序产品，以解决上述技术问题中的至少之一。

2、本发明提供了一种住宅二次供水变频泵组的变压控制优化方法，包括如下方法步骤：收集目标住宅各个用水节点的第一流量波动数据构建训练数据集，使用所述训练数据集对通用大模型进行微调，获得专用于所述目标住宅的流量波动预测模型；接收目标住宅各个用水节点的第二流量波动数据，输入所述流量波动预测模型得到变频泵组出口处的第三流量波动数据，根据所述第三流量波动数据和流量-压力波动对照表确定出水压下降幅度值；根据所述水压下降幅度值生成变频泵组的变频控制策略，二次供水变频泵组执行所述变频控制策略以对所述水压下降幅度值进行补充，使得二次供水管道内的水压恒定。

3、可选地，收集目标住宅各个用水节点的第一流量波动数据构建训练数据集，包括：收集目标住宅各个用水节点的第一流量波动数据和对应的第四流量波动数据，根据采集点属性将各所述第一流量波动数据分为户外数据和户内数据；其中，所述第四流量波动数据是与所述第三流量波动数据对应的变频泵组出口处流量数据；以所述户外数据为主体、以所述户内数据为辅助的策略，构建得出所述训练数据集；其中，所述训练数据集包含高占比的所述户外数据和低占比的所述户内数据。

4、可选地，所述第四流量波动数据的采集时刻，通过如下方式确定：计算各所述第一流量波动数据的采集点与变频泵组出口处的最短管道距离，根据所述最短管道距离确定得出所述第一流量波动数据的第一采集时刻的加权权值，依据所述加权权值计算得出各所述第一采集时刻的加权均值，即为等效采集时刻；计算各所述最短管道距离的方差，根据所述方差确定得出干扰偏差时长；在所述等效采集时刻上加上所述干扰偏差时长，得到所述第四流量波动数据的采集时刻即第二采集时刻。

5、可选地，所述根据所述水压下降值生成变频泵组的变频控制策略，包括：获取当前正在运转的变频泵的第一数量、各变频泵的实时转速，以及单台变频泵的可调转速区间；使用卷积网络对上述数据和所述水压下降值进行预测分析，获得需要开启的变频泵的第二数量、各变频泵的目标转速，即获得所述变频控制策略。

6、可选地，所述卷积网络包括依次连接的卷积层、激活层、池化层、全连接层；所述卷积层用于对所述第一数量、各所述实时转速以及所述可调转速区间进行第一特征提取；所述激活层用于引入非线性函数，以对所述第一特征提取和所述水压下降值进行函数映射，以获得第二特征；所述池化层用于降低所述第二特征的空间维度；所述全连接层用于对所述第一特征和所述池化层处理后的所述第二特征进行综合处理，获得预测结果，即需要开启的变频泵的第二数量、各变频泵的目标转速。

7、可选地，所述卷积网络为残差卷积网络。本发明还提供了一种电子设备，该电子设备包括：至少一个处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述至少一个处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如前述任一项中所述处理装置所用于实现的方法步骤。

8、本发明还提供了一种住宅二次供水变频泵组的变压控制优化系统，所述系统包括训练模块、预测模块、变频泵组控制模块；所述训练模块，用于收集目标住宅各个用水节点的第一流量波动数据构建训练数据集，使用所述训练数据集对通用大模型进行微调，获得专用于所述目标住宅的流量波动预测模型；所述预测模块，用于接收目标住宅各个用水节点的第二流量波动数据，输入所述流量波动预测模型得到变频泵组出口处的第三流量波动数据，根据所述第三流量波动数据和流量-压力波动对照表确定出水压下降幅度值；所述变频泵组控制模块，用于根据所述水压下降幅度值生成变频泵组的变频控制策略，二次供水变频泵组执行所述变频控制策略以对所述水压下降幅度值进行补充，使得二次供水管道内的水压恒定。

9、本发明还提供了一种电子设备，该电子设备包括：至少一个处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述至少一个处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如前任一项所述的方法。

10、本发明还提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质存储有可被处理器执行以实现如前任一项所述的方法的计算机程序。

11、本发明还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包含可被处理器执行以实现如前任一项所述的方法的计算机程序。

12、本发明的有益效果在于：本发明的方案相比于背景技术中提到的依赖水压进行变频泵组的控制的传统方式来说，改进点在于基于所有用水节点的水流量波动来预测二次供水总节点处的水流量波动，再将预测的水流量波动转化为二次供水总节点处的水压下降幅度值，从而调控变频泵组对该水压下降幅度值进行补偿即可实现二次供水管道内的水压恒定。由于水流量的波动相比于水压的波动更为缓慢，本发明的方案可以有效降低变频泵组的切换频率，从而降低变频泵组的工作负荷，既有利于节能也有利于供水管道健康。

技术特征：

1.一种住宅二次供水变频泵组的变压控制优化方法，其特征在于，包括如下方法步骤：收集目标住宅各个用水节点的第一流量波动数据构建训练数据集，使用所述训练数据集对通用大模型进行微调，获得专用于所述目标住宅的流量波动预测模型；接收目标住宅各个用水节点的第二流量波动数据，输入所述流量波动预测模型得到变频泵组出口处的第三流量波动数据，根据所述第三流量波动数据和流量-压力波动对照表确定出水压下降幅度值；根据所述水压下降幅度值生成变频泵组的变频控制策略，二次供水变频泵组执行所述变频控制策略以对所述水压下降幅度值进行补充，使得二次供水管道内的水压恒定。

2.根据权利要求1所述的一种住宅二次供水变频泵组的变压控制优化方法，其特征在于：收集目标住宅各个用水节点的第一流量波动数据构建训练数据集，包括：收集目标住宅各个用水节点的第一流量波动数据和对应的第四流量波动数据，根据采集点属性将各所述第一流量波动数据分为户外数据和户内数据；其中，所述第四流量波动数据是与所述第三流量波动数据对应的变频泵组出口处流量数据；以所述户外数据为主体、以所述户内数据为辅助的策略，构建得出所述训练数据集；其中，所述训练数据集包含高占比的所述户外数据和低占比的所述户内数据。

3.根据权利要求2所述的一种住宅二次供水变频泵组的变压控制优化方法，其特征在于：所述第四流量波动数据的采集时刻，通过如下方式确定：计算各所述第一流量波动数据的采集点与变频泵组出口处的最短管道距离，根据所述最短管道距离确定得出所述第一流量波动数据的第一采集时刻的加权权值，依据所述加权权值计算得出各所述第一采集时刻的加权均值，即为等效采集时刻；计算各所述最短管道距离的方差，根据所述方差确定得出干扰偏差时长；在所述等效采集时刻上加上所述干扰偏差时长，得到所述第四流量波动数据的采集时刻即第二采集时刻。

4.根据权利要求3所述的一种住宅二次供水变频泵组的变压控制优化方法，其特征在于：所述根据所述水压下降值生成变频泵组的变频控制策略，包括：获取当前正在运转的变频泵的第一数量、各变频泵的实时转速，以及单台变频泵的可调转速区间；使用卷积网络对上述数据和所述水压下降值进行预测分析，获得需要开启的变频泵的第二数量、各变频泵的目标转速，即获得所述变频控制策略。

5.根据权利要求4所述的一种住宅二次供水变频泵组的变压控制优化方法，其特征在于：所述卷积网络包括依次连接的卷积层、激活层、池化层、全连接层；所述卷积层用于对所述第一数量、各所述实时转速以及所述可调转速区间进行第一特征提取；所述激活层用于引入非线性函数，以对所述第一特征提取和所述水压下降值进行函数映射，以获得第二特征；所述池化层用于降低所述第二特征的空间维度；所述全连接层用于对所述第一特征和所述池化层处理后的所述第二特征进行综合处理，获得预测结果，即需要开启的变频泵的第二数量、各变频泵的目标转速。

6.根据权利要求5所述的一种住宅二次供水变频泵组的变压控制优化方法，其特征在于：所述卷积网络为残差卷积网络。

7.一种住宅二次供水变频泵组的变压控制优化系统，其特征在于：所述系统包括训练模块、预测模块、变频泵组控制模块；所述训练模块，用于收集目标住宅各个用水节点的第一流量波动数据构建训练数据集，使用所述训练数据集对通用大模型进行微调，获得专用于所述目标住宅的流量波动预测模型；所述预测模块，用于接收目标住宅各个用水节点的第二流量波动数据，输入所述流量波动预测模型得到变频泵组出口处的第三流量波动数据，根据所述第三流量波动数据和流量-压力波动对照表确定出水压下降幅度值；所述变频泵组控制模块，用于根据所述水压下降幅度值生成变频泵组的变频控制策略，二次供水变频泵组执行所述变频控制策略以对所述水压下降幅度值进行补充，使得二次供水管道内的水压恒定。

8.一种电子设备，其特征在于：该电子设备包括：至少一个处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述至少一个处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-6 任一项所述的方法。

9.一种计算机存储介质，其特征在于：该计算机存储介质存储有可被处理器执行以实现如权利要求1-6 任一项所述的方法的计算机程序。

10.一种计算机程序产品，其特征在于：该计算机程序产品包含可被处理器执行以实现如权利要求1-6 任一项所述的方法的计算机程序。

技术总结本发明属于二次供水技术领域，提供了住宅二次供水变频泵组的变压控制优化系统与方法。所述方法包括：收集目标住宅各个用水节点的第一流量波动数据构建训练数据集，使用训练数据集对通用大模型进行微调，获得专用于目标住宅的流量波动预测模型；接收目标住宅各个用水节点的第二流量波动数据，输入流量波动预测模型得到变频泵组出口处的第三流量波动数据，根据第三流量波动数据和流量‑压力波动对照表确定出水压下降幅度值；根据水压下降幅度值生成变频泵组的变频控制策略，二次供水变频泵组执行变频控制策略以对水压下降幅度值进行补充，使得二次供水管道内的水压恒定。本发明可实现二次供水压力的持续稳定。技术研发人员：王娟,余光,张登辉受保护的技术使用者：杭州水务设计院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25