[发明专利]一种供热系统稳态及瞬态水力测试系统及分析方法

权利要求书

1.一种供热系统稳态及瞬态水力测试系统，其特征在于，包括供暖测试系统(1)，所述供暖测试系统(1)包括模拟搭建单元(2)、故障模拟单元(18)、安全分析单元(3)和模型调整单元(4)；所述模拟搭建单元(2)输出端连接故障模拟单元(18)的输入端，所述故障模拟单元(18)的输出端连接安全分析单元(3)的输入端，所述安全分析单元(3)的输出端连接模型调整单元(4)。

2.根据权利要求1所述的一种供热系统稳态及瞬态水力测试系统，其特征在于，所述模拟搭建单元(2)包括等比例模拟模块(5)、驱动控制模块(6)和压力检测模块(7)；所述等比例模拟模块(5)分别与驱动控制模块(6)和压力检测模块(7)信号连接，所述驱动控制模块(6)和压力检测模块(7)分别与故障模拟单元(18)信号连接。

3.根据权利要求2所述的一种供热系统稳态及瞬态水力测试系统，其特征在于，所述模拟搭建单元(2)还包括流量检测模块(8)，流量检测模块(8)一端与等比例模拟模块(5)信号连接；所述流量检测模块(8)的另一端与故障模拟单元(18)信号连接。

4.根据权利要求1所述的一种供热系统稳态及瞬态水力测试系统，其特征在于，所述故障模拟单元(18)包括水泵故障模拟模块(9)、阀门故障模拟模块(10)和数据存储模块(12)；所述数据存储模块(12)的连接端一端连接模拟搭建单元(2)另一端分别与水泵故障模拟模块(9)和阀门故障模拟模块(10)信号连接；所述水泵故障模拟模块(9)和阀门故障模拟模块(10)分别与安全分析单元(3)连接。

5.根据权利要求4所述的一种供热系统稳态及瞬态水力测试系统，其特征在于，所述故障模拟单元(18)还包括多处故障模拟模块(11)，所述多处故障模拟模块(11)的一端连接数据存储模块(12)的连接端，另一端连接安全分析单元(3)。

6.根据权利要求1所述的一种供热系统稳态及瞬态水力测试系统，其特征在于，所述安全分析单元(3)包括故障设定模块(13)和阈值设定模块(14)。

7.根据权利要求1所述的一种供热系统稳态及瞬态水力测试系统，其特征在于，所述模型调整单元(4)包括瞬变模型搭建模块(15)和模型对比模块(16)，所述瞬变模型搭建模块(15)的输入端连接安全分析单元(3)的输出端，瞬变模型搭建模块(15)的输出端连接模型对比模块(16)的输入端。

8.根据权利要求7所述的一种供热系统稳态及瞬态水力测试系统，其特征在于，所述模型调整单元(4)还包括误差分析模块(17)，误差分析模块(17)的输入端连接模型对比模块(16)。

9.一种供热系统稳态及瞬态水力测试分析方法，基于权利要求1-8任一项所述的供热系统稳态及瞬态水力测试系统，其特征在于，具体分析方法如下：

水泵启动方案安全性分析，研究首站、中继站、隔压站所有水泵同时启动方案与现有逐级启动方案的安全性，通过驱动控制模块(6)对等比例模拟模块(5)进行启动控制，启动方案中，水泵启动时长取不同的时间长短，具体启动时长由比例时间来确定，流量检测模块(8)、压力检测模块(7)、数据存储模块(12)记录不同启动方案下各测点的流量、压力，分析不同启动方案的安全性；

水泵关闭方案安全性分析，研究首站、中继站、隔压站所有水泵同时停止方案与现有逐级停止方案的安全性，通过驱动控制模块(6)对等比例模拟模块(5)进行关闭控制，停止方案中，水泵停止时长取不同的时间长短，具体停止时长由比例时间来确定，流量检测模块(8)、压力检测模块(7)、数据存储模块(12)记录不同停止方案下各测点的流量、压力变化情况，分析不同停止方案的安全性；

运行压力流量特性调节研究，研究水泵多种变频工况下，流量调节范围及局部压力大小，总结分析不同流量变化需求下水泵调节顺序对局部压力的影响、调节的响应时间及系统整体安全性，研究安全调节域的范围；

局部漏水现象分析，通过打开局部泄水阀，研究模拟试验台管路中局部漏水时，压力、流量的变化特性，研究不同漏水快慢对于压力、流量的变化梯度，基于参数变化梯度的分析，提出针对性的预警措施；

补水超压流量压力特性分析，通过补水泵增大向模拟试验台中的补水压力，研究补水超压时，模拟试验台内的流量、压力变化特性，根据参数的变化趋势与变化梯度，判断补水的快慢及对安全性的影响，提出针对性的预警措施；

水泵故障停泵工况安全性分析，在不同的稳态水力工况下，驱动控制模块(6)驱动水泵故障模拟模块(9)，控制任意台数水泵停泵直接断电，水泵停泵工况分为首站停泵、中继站停泵和隔压站停泵，各站具体停泵数量由一台到四台，流量检测模块(8)、压力检测模块(7)、数据存储模块(12)记录不同故障停泵下各测点的流量、压力变化情况，利用安全分析单元(3)分析现有长输管网下的水泵故障停泵安全性，对于超压、水击以及压力小于汽化压力位置，研究水泵故障时基于泵阀联动、旁路设置、排水排汽的解决方案；

误关电动阀门工况安全性分析，在不同的稳态水力工况下，驱动控制模块(6)驱动阀门故障模拟模块(10)控制中继站电动阀关阀，具体阀门关闭数量由一个到四个，流量检测模块(8)、压力检测模块(7)、数据存储模块(12)记录不同阀门关闭工况下各测点的流量、压力变化情况，利用安全分析单元(3)分析现有长输管网下的误关电动阀门安全性，对于由于阀门关闭引起的局部超压、水击及汽化问题，研究基于泵阀联动、旁路设置、排水排汽的解决方案；

多处同时故障工况分析，驱动控制模块(6)驱动多处故障模拟模块(11)对首站、中继泵站和隔压站内的若干水泵阀门进行同时关闭的故障模拟试验，流量检测模块(8)、压力检测模块(7)、数据存储模块(12)记录不同工况下各测点的流量、压力变化情况，对于局部超压、水击及汽化问题，研究基于泵阀联动、旁路设置、排水排汽的解决方案；

安全分析单元(3)利用误差分析模块(17)对上述模拟实验结果进行误差分析，利用故障设定模块(13)和阈值设定模块(14)分析不同工况下的故障报警阈值；

模型调整单元(4)利用模型对比模块(16)同将安全分析单元(3)的故障阈值结果同瞬变模型搭建模块(15)计算结果进行对比调整。