Дослідження енергоефективності стратегій каскадного керування групою насосів станції водопостачання (комплексний проект)
Автор: Біленький Орест Андрійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Електромеханічні системи автоматизації та електропривод
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Біленький О. А.,Місюренко В. О.(керівник).Дослідження енергоефективності стратегій каскадного керування групою насосів станції водопостачання. Магістерська кваліфікаційна робота.- Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2020. Розширена анотація В першому розділі пояснювальної записки розглянуто питання технологічних схем та станцій водопостачання. Описано сфери застосування таких станцій, їхні різновиди, принципи роботи та впливові фактори на ці системи. В основному увага приділяється аналізу насосних станцій систем водоподачі. Розглянуто основні переваги використання режимів роботи насосних агрегатів станцій1-го, 2-го, 3-го, 4-го підйомів в існуючих системах, основним завданням яких є безперебійне водопостачання та підтримання тиску в системах водоподачі[1]. Також у першому розділі наведено формули для розрахунку насосних станцій та розглянуто способи регулювання продуктивності насосів[3]. Розкритіпроблеми та задачі енергоефективності в системах водопостачанні ЖКГ. Це дає можливість оцінити першочергові шляхи підвищення енергоефективності насоснихстанцій для скорочення енергоспоживання у насосних системах. Об’єкт дослідження – частотно регульований електропривод насосної станції водопостачання. Предмет дослідження – система регулювання тиску за використанням приводуAltivarProcess ATV630. Мета дослідження:полягає в аналізі існуючих системенергоефективності стратегій каскадного керування групою насосів станції водопостачання. У другому розділі висвітленийаналіз способів каскадного керування групою насосів. Розкрито питання каскадного керування нерегульованих насосів, каскадного керування з одним регульованим насосом та каскадного керування з використанням усіх регульованихнасосів.Розгорнутоописано та сформульовано два алгоритми вмикання/вимикання насосів.Також у розділі описанаоцінка енергетичної ефективності способів каскадногокерування групою насосів[2]. У третьому розділі наведено реалізацію алгоритмів каскадного керування та функцій моніторингу і захисту уперетворювачах частоти ABB ACS580[4-7].Реалізацію алгоритмів каскадного керування та функцій моніторингу і захисту уперетворювачах частотиDanfoss VLT AQUA FC 200[8-9].Реалізацію алгоритмів каскадного керування та функцій моніторингу і захисту уперетворювачах частотиSchneider-ElectricAltivarProcessATV600[10-13]. В четвертому розділі проведеноекспериментальне дослідження алгоритмів каскадно-частотного керування насосними агрегатами.Було сформовано постановку задачі дослідження татехніку проведення експерименту.Під час виконання роботи даного проекту було проведено експериментальні дослідженнязокрема:дослідження стандартного алгоритму керування насосними агрегатами,дослідження синхронізованого режиму роботи насосних агрегатів,дослідження алгоритму керування насосними агрегатами з мінімізацією енергоспоживання. Ціллю дослідження є оцінка ефективності застосування такого інструменту, як програмний продукт SoMoveдля досліджень процесу регулювання тиску, вплив параметрів ПІД-регулятора на якість процесу регулювання тиску та підбір параметрів регулятора за використання програмного продукту SoMove, а такожпорівняльна оцінка трьох алгоритмів керування насосами в умовах циклічного накиду/скидання навантаження за допомогою програматора навантаження, реалізованого на основі програмованого реле Zelio.У цьому розділі також розглянуто функціональну схему лабораторної установки адаптованої для даного дослідження та наведено послідовність розрахунку для побудови навантажувальних характеристик насосів.Результати дослідження наведені у вигляді енергетичних параметрів споживання насосів. На основі отриманих результатів було сформовано оцінку економічної ефективності системи з мінімізацією енергоспоживання в порівнянні з стандартним алгоритмом та з синхронізованоюроботою насосів. Ключові слова:AltivarProcessATV630, Multi-DrivesLink, SoMove, ПІД-регулятор, система регулювання тиску, насосна станція, каскадне керування. Перелік використаних літературних джерел: 1. Сошников Е.В., Чайковский Г.П. Водопроводные насосные станции[Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://nashaucheba.ru/v45162/сошников_е.в.,_чайковский_г.п._водопроводные_насосные_станции 2. Каскадно-частотное управление асинхронными двигателями на насосных станциях[Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу:https://en-res.ru/stati/kaskadno-chastotnoe-upravlenie-pumps-st4.html 3. Titiov_Ukr[Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: http://eprints.kname.edu.ua/869/1/Titiov_Ukr.doc 4. Преобразователь частоты ABB ACS 580 [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу:http://www.elektro-portal.com/series/show/preobrazovatel-chastoty-acs580-abb 5. Преобразователи частоты ABB общепромышленная серия ACS580 [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: https://ies-drives.ru/equipment/freq/abb/acs580/ 6. ОПИСАНИЕ РЕАЛИЗАЦИИ РЕЖИМОВ УПРАВЛЕНИЯ КАСКАДОМ ДВИГАТЕЛЕЙ (PFC/SPFC) НА БАЗЕ ЧАСТОТНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ABB ACS580 [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу:http://www.overdrive.by/articles/9/330.html