[发明专利]风机机组非侵入式能效诊断方法与系统

说明书

本发明公开了一种风机机组非侵入式能效诊断方法和系统，旨在帮助用户在不拆卸风机机组的情况下诊断机组能耗。该方法通过建立等效电路，对电机等效电路参数非侵入式辨识，风机机组各部分效率和能效项计算，选用国家标准中风机、电机的能效标准与计算值进行能效对标诊断，风机机组运行工况能效诊断。应用本发明在诊断过程中不会造成风机机组的拆卸甚至停产，对工业生产的影响较少，能够方便用户进行风机机组节能改造。

技术领域

本发明涉及一种风机机组非侵入式能效诊断方法与系统。

背景技术

风机机组在各行业中应用广泛，耗电量巨大。然而由于风机本身陈旧、选型不当以及调速方式不合理等原因，使得现阶段很多的风机效率低下，大多在40％―60％，低于70％的国家标准，节能潜力巨大。

风机机组节能改造的推广问题在工业现场中遇到了困难，传统的能耗测试需要停机甚至拆机测量，造成工业停产，降低了用户能效诊断的积极性。能够开发一套无需停机的非侵入式诊断风机能效问题的方法和系统对节能改造的推广具有重要的意义。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种风机机组非侵入式能效诊断方法与系统，本发明能够对工业现场中的风机机组进行非侵入式的能效诊断，找出其运行中存在的一些能耗问题，同时，在诊断过程中不会造成风机机组的拆卸甚至停产，对工业生产的影响较少，能够方便用户进行风机机组节能改造。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种风机机组非侵入式能效诊断方法，包括以下步骤：

(1)读取现场测量的基本参数，基本参数包括风机机组的电压、电流、功率因数和输入功率、电机的转速以及风机的风量和风压；

(2)构建电机等效电路，利用优化算法对读取的基本参数进行非侵入式辨识；

(3)利用等效电路基本参数计算电机的各部分损耗，利用损耗隔离法求出电机的输出功率，计算出电机、风机和机组的效率；

(4)根据测量的功率因数和得到的效率，对电机、风机能效进行对标诊断，得到能效对标诊断结果；

(5)将风机的效率、风压性能曲线采用曲线拟合算法进行拟合，根据设定的高效区、低效区、喘振区和超出安全裕量区的要求计算对应的风量；将现场测量的恒转速下风量数据分组绘制成频率分布图与效率性能曲线图绘制在同一坐标图中，进行能效工况诊断。

所述步骤(2)中，以引力搜索算法进行电机参数非侵入式辨识，输入功率、定子电压，定子电流和转速数据；初始化搜索空间向量D的维度，设定GSA基本参数包括种群规模N和迭代次数T，在空间中随机初始化粒子的位置X，对位置进行约束，约束范围为五个基本参数的经验取值范围，速度初始化为零，计算适应度函数，根据引力搜索算法公式求出惯性质量、粒子加速度和粒子速度，最后得到最优解，求出基本参数值。

所述步骤(2)中，以粒子群优化算法进行电机参数非侵入式辨识。

当然，本领域技术人员能够在本发明的工作原理的基础上，选择其他优化算法，属于简单替换。

所述步骤(3)中，根据求解的等效电路基本参数计算电机的定转子铜耗、铁耗，采用损耗隔离法计算电机的输出功率，利用输入功率与输出功率比值求出电机效率，利用风量风压乘积求出风机输出功率与电机输出功率比值求出电机效率，最后求出整个机组效率。

所述步骤(4)中，能效对标诊断诊断风机机组运行过程中测量的电机、风机寿命、功率因数、电压波动参数以及计算得到的风机机组各部分效率与GBT 12497-2006三相异步电动机经济运行、GBT 13470 2008通风机系统经济运行、GBT 26921 2011电机系统优化设计指南等国家能效标准进行能效对标诊断，诊断风机机组是否存在不符合国家规定的能效问题。