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摘要：泵站作为保障水利工程运转的主要设施，其能耗对水利工程经济效益具有重大影响。在以往的泵站管理中，一直存在着无法进行远程自动控制、耗能过高的问题。本文研究了泵站自动控制系统中的低压节能关键技术，并根据研究实例结果进行分析。基于低压节能技术构建的泵站智能化管控平台，有效提升水泵电站的工作效能，最终实现节能这一目的。

关键词：泵站;自动化控制技术;低压节能技术

前  言：

水利工程传统的人工控制模式无法保证泵站稳定运行，因此，自动控制技术被广泛应用。其不仅可以实现对泵站机器设备的智能控制，还可以降低泵站运行能耗。针对泵站自动化控制现状，为了进一步推进泵站的降压节能工作，本文详细分析了泵站自动化控制中的低压节能技术。低压节能技术在满足用户用水与水压要求的基础上，实现了自动控制系统在低压状态下的节能运行。

1、泵站自动化控制技术

泵站是水利工程的主体，一般由电机、泵及辅助设备构成。电机为泵运转提供能量，辅助设备则确保电机和泵的安全运行。与水力发电不同，泵站的整体运行由电机拖动水泵完成，必须依靠电力来克服潜在的重力势能，同时增加动能。一般而言，用水面积越大、抽水高度越低，所需电量也就越大。此外，不管电机是否存在负载，存在负载多大，为克服潜在的重力势能和增加动能所需消耗的电能是一定的，这会导致能源的极大浪费，同时损耗设备。基于泵站结构特征，利用自动化技术构建控制体系，能够实现泵站供电系统变电、发电自动化运行管理，为节能工作开展奠定基础[1]。

2、泵站自动化控制中的低压节能技术分析

2.1低压节能软件技术分析

泵站自动控制系统的节能软件主要利用最小二乘法原理进行数据处理，具有简单、快速、计算分析精度高的特点。同时，结合大数据处理技术，可显著节约计算时间和能耗，确保泵站以最低能耗稳定运行。图1所示为泵站低压节能软件工作原理：

2.2低压节能硬件技术分析

泵站的低压节能硬件技术主要包含三个基本组成部分：低压线路转换终端层、综合节电装置以及低压线路控制主站的综合层。

第一：低压线路转换终端层。能够将自动控制器所采集的数据加以整理，并将经过筛选后的数据上传到综合节能设备中。与以往的线路转换器比较，低压线路交换终端层可以保持低压动作状态，更稳定地保障泵站范围内的线路通讯，实现了区域管理调度顺利进行，且范围明显拓宽。

第二，综合节能装置。其线路转换终端层的所有信息，和反馈系统的所有指标和结果。整个综合节能设备系统主要包括三部分：智能控制单元、无功率反馈单元、通讯单元[2]。智能控制单元采用最小二乘算法建模，能够获取所有终端层信号参数，对有关参数进行优化处理，并将所有无关参数反馈至无功耗单元。无功耗反馈单元主要用来接受从智能监控单元中筛选出来的低节能无关参数，并停止与无关参数相应的计算过程及动作，以节约数据计算量及数据处理时间，进而减少实际工作能耗。通信单元则主要用来接受从终端层反馈的低有关参数，并下发实际工作命令。

第三：低压线路综合控制主站层。主要用来接收各类参考指标，对冗杂的数据进行对比筛选，并把分好类的优化数值和无关数据分别反映给低压线路控制终端层以及综合节能设备的无功率反馈单元。

低压节电硬件技术的总体工作机理，是将从低压控制器终端层采集的数据信息，传送至综合节电装置。综合节电装置对数据进行过滤，同时进行粗略数据处理。粗略处理过后的数据上传给低压节电综合管理主站层，由主站层进行精细化划分和分类传输。然后，由综合节电设备的低节能单元和无功率单元对各个参数进行相应管理。最后，信息被反馈至终端层，由终端级发出特定指令进行具体控制。

3、实例分析

3.1实验参数采集

为了更好地验证低压节能技术的可靠性和准确性，采集了多个泵站的实际参数数据。

3.2参数的边界调整

为改善实验结果的对比性，有必要调整高低压节能技术的边界参数。边界参数的调节，主要涉及低压控制电机稳压调节、低压线路转换调节和三相无功平衡调节。

第一：低压控制发电机的稳压调节是根据泵站最大负载容量要求下，确定稳压工作时所消耗的最大经济电流区间。按照电能消耗的经验公式，根据电阻与电压的实际取值设定最佳电流范围，以实现供电损失的最小化。

第二：低压线路转换调整是因为在泵站实际工作中，随时可能会出现的档位变化或流量变动，线路也必须进行变化来完成对不同档位的管理。但因为线路切换电流会影响电动机速度和电气工作电压，从而影响整体自动系统的工作电压和能源消耗，故需要设定有可以在最低电流下的平稳工作地电流区间，以确保线路切换稳定和节能需要[3]。

第三：三相无功平衡调整是指自动控制系统在低压条件下完成三相电无功不平衡配变调整，并进行固定无功补偿动作。通过三相无功平衡调整，可以保证低压节能装置的稳定运行。同时可以使泵站自动控制系统最低电压工作状态下的无功损耗最小。

3.3实验结果分析

安设低压节能装置进行试点实验，对比传统自动化控制装置各项参数，得到

第一：安装低压节能设备后，泵站平均电力损耗损耗降低9.8%，最大线性损耗降低15%。

第二：在加装了低压节电设备之后，泵站自动控制系统工作电压明显减少，不但减小了整个自动控制系统的耗电量，同时也有效提高了电子元件的工作稳定性与使用寿命[4]。

第三：安装低压节能装置后，泵站自动控制系统的数据处理和分析速度更快，线路控制周期和切换速度明显优化，同时可实现无功率平衡调节。

结  语：

通过对泵站自动控制中的低压节能硬件系统和软件系统进行技术分析，结合实验试点，验证了低压节能技术的可行性。其在优化电压、流量和电机平衡，降低线路损耗，实现减损、节能、减排同步等方面效果显著，能够有效提高泵站的经济效益。但是，目前的低压节能自动控制技术还不完善，相关细节方面存在不足，无法完全解决实际问题。

参考文献

[1]陆明.自动化控制系统在泵站中的设计与应用[J].设备管理与维修，2021（10）：59-60.DOI：10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2021.05D.33.

[2]蒋杨，宋晓西，赵国强，李宏坤.节能技术在低压电气自动化中的应用[J].中国新技术新产品，2020（12）：54-55.DOI：10.13612/j.cnki.cntp.2020.12.024.

[3]冯涛.泵站自动化控制中的低压节能技术分析[J].地下水，2020，42（03）：103-104.DOI：10.19807/j.cnki.DXS.2020-03-038.

[4]李建平.水厂泵站自动化控制中的低压节能技术分析[J].黑龙江水利科技，2019，47（05）：32-35.DOI：10.14122/j.cnki.hskj.2019.05.010.

作者简介：金永，（1976-），男，汉，安徽合肥，大专，助理工程师。