變頻恒壓供水是指在供水管網(wǎng)中用水量發(fā)生變化時(shí)，出口壓力保持不變的供水方式。供水管網(wǎng)的出口壓力值是根據(jù)用戶需求確定的。傳統(tǒng)的恒壓供水方式是采用水塔、高水位箱、氣壓罐等設(shè)施實(shí)現(xiàn)的。
　　近年來，隨著變頻調(diào)速技術(shù)的日益成熟，其顯著的節(jié)能效果和可靠穩(wěn)定的控制方式，在供水系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。變頻恒壓供水系統(tǒng)對(duì)水泵電機(jī)實(shí)行無級(jí)調(diào)速，依據(jù)用水量及水壓變化通過微機(jī)檢測(cè)、運(yùn)算，自動(dòng)改變水泵轉(zhuǎn)速保持水壓恒定以滿足用水要求，是目前最先進(jìn)，合理的節(jié)能供水系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的水塔、高位水箱、氣壓罐等供水方式比較，不論是投資、運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、還是系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、自動(dòng)化程度等方面都具有優(yōu)勢(shì)：
　　本文針對(duì)金山煤矸石熱電廠的實(shí)際供水需求情況，對(duì)變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案進(jìn)行了以下兩方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　1、多工作模式的控制方案金山電廠包括家屬區(qū)及廠區(qū)兩部分，家屬區(qū)共計(jì)6個(gè)樓，主要是供給部分家屬和大部分單身職工及部分臨時(shí)工人生活用水；廠區(qū)供水主要是包括市區(qū)通勤在內(nèi)的全廠職工辦公及生活用水，夜晚為用水低峰期（谷期），此時(shí)家屬區(qū)和廠區(qū)用水較少；上午和下午用水集中在廠區(qū)，屬中風(fēng)期；中午為用水高峰期，主要是廠區(qū)通勤職工和家屬區(qū)職工生活用水。
　　以最小功率機(jī)組滿足供水需求，最大限度減少無用功率發(fā)生，時(shí)供水系統(tǒng)工作在最佳工況區(qū)域。本系統(tǒng)三個(gè)機(jī)組按功率大小分別命名為I、II、III號(hào)泵組，在實(shí)際運(yùn)行中包括單機(jī)運(yùn)行、雙機(jī)運(yùn)行、三機(jī)運(yùn)行的工作狀態(tài)，及多模式之間的切換，實(shí)際工作狀態(tài)如下：
　　其中I號(hào)機(jī)組功率最小，II號(hào)功率中等，III號(hào)功率最大；夜間谷期選擇一號(hào)機(jī)組，變頻運(yùn)行；上午和下午選擇雙機(jī)運(yùn)行，先選擇I、II號(hào)機(jī)組，若不能滿足供水需求，改換I、III泵組，先I變頻后I工頻II或III變頻；中午供水高峰期選擇三機(jī)運(yùn)行，由雙機(jī)直接轉(zhuǎn)三機(jī)運(yùn)行，高峰期按I、II號(hào)泵組工頻運(yùn)行，III號(hào)泵組變頻運(yùn)行；各供水區(qū)間可根據(jù)情況自由增泵或減泵。
　　2、乒乓滯回控制優(yōu)化判別技術(shù)
　　當(dāng)變頻器的輸出頻率已經(jīng)到達(dá)上限頻率，而實(shí)際供水壓力仍然低于設(shè)定壓力時(shí)；或者當(dāng)變頻器的輸出頻率已經(jīng)下降到下限頻率，實(shí)際的供水壓力仍高于設(shè)定的供水壓力時(shí)，按常規(guī)做法就因該切換增泵或切換減泵。但若系統(tǒng)的工作狀態(tài)恰好在增或減泵這個(gè)工況附近波動(dòng)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)投入——切除——再投入——在切出的“乒乓效應(yīng)”，這樣增加了機(jī)器切換的次數(shù)，使系統(tǒng)一直處于不穩(wěn)定的狀態(tài)之中。同時(shí)，在切換過程和變頻器從啟動(dòng)到穩(wěn)定的過程中，系統(tǒng)的供水情況是不穩(wěn)定的，實(shí)際供水壓力也會(huì)在很大范圍內(nèi)震蕩，這樣既無法提供穩(wěn)定可靠的供水壓力，也使得機(jī)組由于頻繁切換減少了壽命。所以，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)在確實(shí)需要切換的時(shí)候才進(jìn)行機(jī)組的切換。
　　考慮到只有當(dāng)變頻的輸出頻率在上下限頻率時(shí)才可能發(fā)生切換，并且上限頻率時(shí)不可能減泵，下限頻率時(shí)不可能增泵，所以可以將電子技術(shù)里的滯回比較器思想進(jìn)行本系統(tǒng)的判別。但在實(shí)際運(yùn)用中，又有兩種情況可能使判別條件的成立有問題：實(shí)際供水壓力超調(diào)的影響以及現(xiàn)場(chǎng)的干擾使實(shí)際壓力的測(cè)量值有尖峰，這兩種情況都使機(jī)組切換的判別條件在一瞬間滿足，根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，在判別條件中加入延時(shí)的判斷就顯得尤為必要了。
　　所謂延時(shí)判別，是指系統(tǒng)僅滿足頻率和壓力的判別條件是不夠的，如果要真的進(jìn)行機(jī)組切換，切換所要求的頻率和壓力的判別條件必須成立并且能夠維持一段時(shí)間，比如：兩分鐘，如果在這段延時(shí)的時(shí)間內(nèi)切換條件仍然成立，則進(jìn)行實(shí)際的機(jī)組切換操作，如果不能維持這段時(shí)間，說明條件滿足只是暫時(shí)的，如果進(jìn)行機(jī)組切換可能引起一系列多余的切換操作。在這里引入電子技術(shù)里的積分器延時(shí)動(dòng)作原理來處理，我們得出實(shí)際機(jī)組運(yùn)行切換控制的積分時(shí)延乒乓滯回最優(yōu)判別優(yōu)化條件。
　　改進(jìn)后的恒壓變頻控制系統(tǒng)，在金山電廠的實(shí)際運(yùn)行中，控制穩(wěn)定，使機(jī)組壽命延長(zhǎng)，大大降低了電控系統(tǒng)的造價(jià)，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的無人值守，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益十分可觀。