多水泵系统的控制方法、装置、控制终端和存储介质与流程

本发明属于人工智能
技术领域：
，尤其涉及多水泵系统的控制方法、装置、控制终端和存储介质。
背景技术：
：在工业生产中，水泵会消耗大量的能源，如何减少水泵的能量消耗，是节能的关键。在实际生产中，通常会使用多台水泵。通常来说，使用变频泵会大大减少能源的消耗，因为变频泵可以根据所需水量的多少调节输入，减少不必要的能源浪费。然而，如果将所有水泵采用变频会大大增加前期或者改造的投入，对项目的经济型造成影响。因此，如何对多水泵系统中部分水泵采用变频的条件下减少能源的消耗，是当前的一个技术难题。技术实现要素：有鉴于此，本发明实施例提供了一种多水泵系统的控制方法、装置、控制终端和存储介质，以解决如何对多水泵系统中部分水泵采用变频的条件下减少能源的消耗的问题。本发明实施例的第一方面，提供了一种多水泵系统的控制方法，其包括：获取多水泵系统的目标流量值；至少根据所述目标流量为约束条件，对以多水泵系统中所有定频水泵和变频水泵的功率之和最小化为目标建立的目标函数进行求解计算，得到每个水泵的目标功率；控制所述多水泵系统中每个水泵响应对应的目标功率值。在一些可选实施方案中，多水泵系统包括并联结构和串联结构。在一些可选实施方案中，当所述多水泵系统为并联结构时，所述约束条件包括：对定频水泵和变频水泵的扬程约束，其中，各个所述定频水泵和变频水泵的扬程在一个接近的相同预设范围，且所述定频水泵和变频水泵的扬程与各自的频率的二次方成正比。在一些可选实施方案中，当所述多水泵系统为串联结构时，所述约束条件包括：对定频水泵和变频水泵的流量约束，其中，各个所述定频水泵和变频水泵的流量在一个接近的相同预设范围，且所述定频水泵和变频水泵的流量与各自的频率的一次方成正比。在一些可选实施方案中，所述目标函数，具体包括：各个定频水泵和变频水泵在工作状态下的功率之和的最小值，其中，所述定频水泵的功率与频率的一次方成正比，所述变频水泵的功率与频率的三次方成正比。在一些可选实施方案中，所述约束条件还包括：所述多水泵系统中在工作状态下的所有定频水泵和变频水泵的流量之和大于或等于所述目标流量值，其中，定频水泵和变频水泵的流量与各自的频率的一次方成正比。在一些可选实施方案中，对以多水泵系统中所有定频水泵和变频水泵的功率之和最小化为目标建立的目标函数进行求解计算，得到每个水泵的目标功率，包括：利用遗传算法对以多水泵系统中所有定频水泵和变频水泵的功率之和最小化为目标建立的目标函数进行求解计算，得到每个水泵的目标功率。本发明实施例的第二方面，提供了一种多水泵系统的控制装置，其包括：目标流量获取模块，用于获取多水泵系统的目标流量值；水泵功率优化模块，用于至少根据所述目标流量为约束条件，对以多水泵系统中所有定频水泵和变频水泵的功率之和最小化为目标建立的目标函数进行求解计算，得到每个水泵的目标功率；水泵功率控制模块，用于控制所述多水泵系统中每个水泵响应对应的目标功率值。本发明实施例的第三方面，提供了一种控制终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如第一方面中任一项所述方法的步骤。本发明实施例的第四方面，提供了一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如第一方面中任一项所述方法的步骤。本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明利用对多水泵系统建立目标函数和约束条件来对水泵的功率进行寻优计算，在只有部分水泵为变频泵的情况下，实现系统的运行优化，减少能源消耗，为企业节省大量成本。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是本实施例一提供的多水泵系统的控制方法的流程图；图2是利用遗传算法对示例一目标函数进行求解的计算结果；图3是实施例二提供的多水泵系统的控制装置的结构示意图；图4是实施例三还提供的可以应用上述多水泵系统的控制方法和多水泵系统的控制装置一些实施例的控制终端。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。实施例一图1是本实施例一提供的多水泵系统的控制方法的流程图，结合图1所示，所述多水泵系统的控制方法，至少包括以下步骤s101-s103。s101，获取多水泵系统的目标流量值。其中，所述目标流量值是多水泵系统所要泵的目标流量，当然所述目标流量值可以更加系统需要而随之变化。s102，至少根据所述目标流量为约束条件，对以多水泵系统中所有定频水泵和变频水泵的功率之和最小化为目标建立的目标函数进行求解计算，得到每个水泵的目标功率。其中，由于多水泵系统中包括至少一个定频水泵和至少一个变频水泵。因此，所述目标函数包括所有了所有的定频水泵和变频水泵的功率之和。具体的，在一个示例一中，所述目标函数可以具体包括：各个定频水泵和变频水泵在工作状态下的功率之和的最小值，其中，所述定频水泵的功率与频率的一次方成正比，所述变频水泵的功率与频率的三次方成正比。例如，假设多水泵系统中的定频水泵有6个，变频水泵有2个，其中，用x1、x2、x3、x4、x5和x6表示6个定频水泵的工作状态，以及用x7和x8表示2个变频水泵的状态，其中，所述状态包括工作状态和停止状态，则x1,…x8∈[0,1]，0代停止状态，1代表工作状态；以及，用x9，x10表示2台变频的水泵的频率，用x11,…x16＝50表示其余6台定频水泵的频率，即频率为50hz；此外，以p表示定频水泵的功率，而变频水泵的功率与自身频率的三次方成正比。由此，以多水泵系统中所有定频水泵和变频水泵的功率之和最小化为目标建立的目标函数，可以表示为：其中，所述λ1和λ2的取值，取决于变频水泵的出厂信息。具体的，在一个示例二中，所述约束条件包括：所述多水泵系统中在工作状态下的所有定频水泵和变频水泵的流量之和大于或等于所述目标流量值，其中，定频水泵和变频水泵的流量与各自的频率的一次方成正比。例如，假设目标流量值用q表示，由于定频水泵和变频水泵的流量与各自的频率的一次方成正比，结合上述示例一的例子来说，所述约束条件可以包括：其中，α为系数，α的取值取决于水泵各自的出厂信息。此外，在实际中，所述多水泵系统包括并联结构和串联结构，即各个定频水泵和变量水泵可以相互并联连接，也可以相互串联连接。具体的，在一个示例三中，当所述多水泵系统为并联结构时，所述约束条件包括：对定频水泵和变频水泵的扬程约束，其中，各个所述定频水泵和变频水泵的扬程在一个接近的相同预设范围，且所述定频水泵和变频水泵的扬程与各自的频率的二次方成正比。例如，同样以上述例子来说，假设扬程的相同预设范围为40-50，那么，对定频水泵和变频水泵的扬程约束，可以具体包括：其中，β为系数，β1和β2的取值取决于水泵各自的出厂信息。具体的，在一个示例四中，当所述多水泵系统为串联结构时，所述约束条件包括：对定频水泵和变频水泵的流量约束，其中，各个所述定频水泵和变频水泵的流量在一个接近的相同预设范围，且所述定频水泵和变频水泵的流量与各自的频率的一次方成正比。由于本示例与上述示例三的约束条件原理相同，故不再赘述。进一步的，在一个示例五中，本步骤s102中，可以具体包括：利用遗传算法对以多水泵系统中所有定频水泵和变频水泵的功率之和最小化为目标建立的目标函数进行求解计算，得到每个水泵的目标功率。例如，采用python中的geatpy优化包求解上述示例一中的目标函数，约束条件为示例二和三所示，其中，假设目标流量值q为420，1-2号泵为变频水泵，3-8号泵为定频水泵，具体参数如下表1和2：变频水泵αβλ1号泵2.220.0180.0082号泵2.220.0180.008表1定频水泵3号泵4号泵5号泵6号泵7号泵8号泵功率/kw931.12974.77843.83785.64989.321003.87表2其中，再见图2，为利用遗传算法对示例一目标函数进行求解的计算结果，如图所示，总功率为3575kw，开第1，2，5，6共4台，第1,2台变频水泵的频率为49.55hz(保留2为小数)。s103，控制所述多水泵系统中每个水泵响应对应的目标功率值。紧接上述例子来说，根据计算结果，可以控制第1，2，5，6号水泵进行工作，其中，定频水泵的功率如表1所述，变频水泵的频率为49.55hz。综上所述，实施例一利用对多水泵系统建立目标函数和约束条件来对水泵的功率进行寻优计算，在只有部分水泵为变频泵的情况下，实现系统的运行优化，减少能源消耗，为企业节省大量成本。应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。实施例二在同一发明构思下，本实施例二还提供了一种多水泵系统的控制装置。见图3，为本实施例二提供的多水泵系统的控制装置的结构示意图，如图3所示，该多水泵系统的控制装置300，包括：目标流量获取模块301，用于获取多水泵系统的目标流量值；水泵功率优化模块302，用于至少根据所述目标流量为约束条件，对以多水泵系统中所有定频水泵和变频水泵的功率之和最小化为目标建立的目标函数进行求解计算，得到每个水泵的目标功率；水泵功率控制模块303，用于控制所述多水泵系统中每个水泵响应对应的目标功率值。在一些实施例中，所述多水泵系统包括并联结构和串联结构。在一些实施例中，水泵功率优化模块302，包括：扬程约束单元，被配置为当所述多水泵系统为并联结构时，所述约束条件包括：对定频水泵和变频水泵的扬程约束，各个所述定频水泵和变频水泵的扬程在一个接近的相同预设范围，且所述定频水泵和变频水泵的扬程与各自的频率的二次方成正比。在一些实施例中，水泵功率优化模块302，包括：流量约束单元，被配置为当所述多水泵系统为串联结构时，所述约束条件包括：对定频水泵和变频水泵的流量约束，其中，各个所述定频水泵和变频水泵的流量在一个接近的相同预设范围，且所述定频水泵和变频水泵的流量与各自的频率的一次方成正比。在一些实施例中，水泵功率优化模块302，包括：目标函数获取单元，被配置为获取目标函数，具体包括：各个定频水泵和变频水泵在工作状态下的功率之和的最小值，其中，所述定频水泵的功率与频率的一次方成正比，所述变频水泵的功率与频率的三次方成正比。在一些实施例中，水泵功率优化模块302，包括：目标流量约束单元，被配置为所述约束条件还包括：所述多水泵系统中在工作状态下的所有定频水泵和变频水泵的流量之和大于或等于所述目标流量值，其中，定频水泵和变频水泵的流量与各自的频率的一次方成正比。在一些实施例中，水泵功率优化模块302，包括：目标函数求解单元，被配置为利用遗传算法对以多水泵系统中所有定频水泵和变频水泵的功率之和最小化为目标建立的目标函数进行求解计算，得到每个水泵的目标功率。由于本实施例与实施例一属于同一发明构思，二者具有相同的特定技术特征，故具体技术内容可以参考实施例一，这里不再赘述。实施例三见图4，本实施例三还提供了可以应用上述多水泵系统的控制方法和多水泵系统的控制装置一些实施例的控制终端，如图4所示，所述控制终端400，包括：处理器401、存储器402以及存储在所述存储器402中并可在所述处理器401上运行的计算机程序403。所述处理器401执行所述计算机程序403时实现上述各个多水泵系统的控制方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤s101至s103。或者，所述处理器401执行所述计算机程序403时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图3所示模块301至303的功能。示例性的，所述计算机程序403可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器402中，并由所述处理器401执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序403在所述控制终端400中的执行过程。例如，所述计算机程序403可以被分割成目标流量获取模块301，水泵功率优化模块302和水泵功率控制模块303，各模块具体功能如下：目标流量获取模块301用于获取多水泵系统的目标流量值；水泵功率优化模块302，用于至少根据所述目标流量为约束条件，对以多水泵系统中所有定频水泵和变频水泵的功率之和最小化为目标建立的目标函数进行求解计算，得到每个水泵的目标功率；水泵功率控制模块303，用于控制所述多水泵系统中每个水泵响应对应的目标功率值。所述控制终端400可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述控制终端400可包括，但不仅限于，处理器401、存储器402。本领域技术人员可以理解，图4仅仅是控制终端400的示例，并不构成对控制终端400的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述控制终端400还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。所称处理器401可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。所述存储器402可以是所述控制终端400的内部存储单元，例如控制终端400的硬盘或内存。所述存储器402也可以是所述控制终端400的外部存储设备，例如所述控制终端400上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard,smc)，安全数字(securedigital,sd)卡，闪存卡(flashcard)等。进一步地，所述存储器402还可以既包括所述控制终端400的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器402用于存储所述计算机程序以及所述控制终端400所需的其它程序和数据。所述存储器402还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个多水泵系统的控制方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12