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KR102644358B1 - Method and apparatus for determining optimal pump operation - Google Patents

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KR102644358B1
KR102644358B1 KR1020220183994A KR20220183994A KR102644358B1 KR 102644358 B1 KR102644358 B1 KR 102644358B1 KR 1020220183994 A KR1020220183994 A KR 1020220183994A KR 20220183994 A KR20220183994 A KR 20220183994A KR 102644358 B1 KR102644358 B1 KR 102644358B1
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KR
South Korea
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pump
reservoir
energy
amount
pumps
Prior art date
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KR1020220183994A
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Korean (ko)
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김태진
안태욱
백원태
서정수
박종률
심평섭
Original Assignee
주식회사 비즈데이터
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

According to the present invention, disclosed are a method and an apparatus for determining an optimal operation point of a pump. According to the present invention, provided is an apparatus for determining an optimal operation point of a pump which includes a processor and a memory connected to the processor. The memory stores program instructions executed by the processor to update a state variable for each storage and a pump state variable for a plurality of pumps in a production plant, determine an allowable pipe pressure according to an amount of energy to be supplied to a designated storage, whether a valve of the designated storage is opened or closed, and a current energy storage amount using the updated state variable and determine an optimal operation point of the pump within the determined allowable pipe pressure by using a pump efficiency curve corresponding to each of the plurality of pumps and a combination thereof and past operation data of the plurality of pumps.

Description

펌프 최적운전점 결정 방법 및 장치{Method and apparatus for determining optimal pump operation}{Method and apparatus for determining optimal pump operation}

본 발명은 펌프 최적운전점 결정 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method and device for determining the optimal operating point of a pump.

관로에 의한 에너지 공급 시스템은 상/하수, 급탕, 가스, 석유 등 생활 필수 에너지를 안전하고 효율적으로 공급하기 위한 사회기반 시설물이다.The energy supply system through pipelines is a social infrastructure facility that safely and efficiently supplies essential energy for daily life, such as water/sewage, domestic hot water, gas, and oil.

펌프는 에너지를 생산지로부터 더 멀리, 또는 저지대에서 고지대로 전송하기 위해 반드시 필요하며 에너지 공급 시스템에서 전력 소비량의 많은 부분을 차지하는 시설물이다. Pumps are essential for transmitting energy further from the production site or from lowlands to highlands, and they are facilities that account for a large portion of the power consumption in the energy supply system.

최근 펌프운영에 있어 운영비용의 최소화를 위한 다양한 최적화 연구가 진행되고 있다. Recently, various optimization studies are being conducted to minimize operating costs in pump operation.

일반적으로, 펌프의 운영은 다년간의 펌프 운영 자료와 운영자의 노하우를 토대로 이루어져 왔으며, 일차적인 목표는 안정적인 에너지공급이다. 최근 들어, 이러한 펌프운영에 실시간 원격감시 제어시스템인 SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition) 시스템을 통해 관측되는 정보(에너지 저장량, 량, 가스량 등)를 추가적으로 활용하고 있다. 하지만, 기존의 펌프운영은 안정성의 이유로 저장소의 저장량을 일정수준 이상 유지하는 방식으로 운영되어 왔다. 이 경우, 잦은 펌프의 가동 및 정지로 인해 펌프의 손상과 더불어 에너지 효율 측면에서 불리한 측면이 있다. In general, pump operation is based on many years of pump operation data and the operator's know-how, and the primary goal is stable energy supply. Recently, information (energy storage amount, volume, gas volume, etc.) observed through the SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) system, a real-time remote monitoring and control system, is additionally used to operate these pumps. However, existing pump operations have been operated in a way that maintains the storage amount above a certain level for reasons of stability. In this case, there is a disadvantage in terms of energy efficiency as well as damage to the pump due to frequent operation and stop of the pump.

이에, 에너지 수요량과 저장소의 저장량을 종합적으로 고려하여 저장소 별로 유입되는 에너지량을 실시간 펌프조작을 통해 조정함으로써 불필요한 펌프조작을 방지하고 안정적인 에너지공급이 가능하도록 한다.Accordingly, by comprehensively considering the energy demand and storage amount of the storage, the amount of energy flowing into each storage is adjusted through real-time pump operation to prevent unnecessary pump operation and ensure stable energy supply.

대한민국 등록특허공보 10-1818731Republic of Korea Patent Publication No. 10-1818731

상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 에너지 효율을 고려하여 복수의 펌프의 최적운전점을 결정할 수 있는 펌프 최적운전점 결정 방법 및 장치를 제안하고자 한다.In order to solve the problems of the prior art described above, the present invention seeks to propose a method and device for determining the optimal operating point of a plurality of pumps in consideration of energy efficiency.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 펌프 최적운전점 결정 장치로서, 프로세서; 및 상기 프로세서에 연결되는 메모리를 포함하되, 상기 메모리는, 저장소별 상태 변수 및 생산소의 복수의 펌프에 대한 펌프 상태 변수를 업데이트하고, 상기 업데이트된 상태 변수를 이용하여 지정 저장소에 공급할 에너지 량, 상기 지정 저장소의 밸브개폐 여부 및 현재 에너지 저장량에 따라 허용 관압을 결정하고, 상기 복수의 펌프 각각 및 이들의 조합에 상응하는 펌프효율곡선과 상기 복수의 펌프의 과거 운전데이터를 이용하여 상기 결정된 허용 관압 내에서의 펌프 최적운전점을 결정하도록, 상기 프로세서에 의해 실행되는 프로그램 명령어들을 저장한 펌프 최적운전점 결정 장치가 제공된다. In order to achieve the above-described object, according to an embodiment of the present invention, an apparatus for determining a pump optimal operating point, comprising: a processor; And a memory connected to the processor, wherein the memory updates state variables for each reservoir and pump state variables for a plurality of pumps in the production plant, and uses the updated state variables to determine the amount of energy to be supplied to the designated reservoir, the amount of energy to be supplied to the designated reservoir, The allowable pipe pressure is determined according to whether the valve of the designated reservoir is open or closed and the current energy storage amount, and the pump efficiency curve corresponding to each of the plurality of pumps and their combination and the past operation data of the plurality of pumps are used to determine the allowable pipe pressure. A pump optimal operating point determination device storing program instructions executed by the processor is provided to determine the optimal pump operating point.

상기 지정 저장소는 복수의 저장소 중 가장 높은 관압으로 에너지를 공급해야 할 저장소로 정의될 수 있다. The designated reservoir may be defined as a reservoir to which energy must be supplied at the highest pressure among a plurality of reservoirs.

상기 저장소 상태 변수는, 저장소별 밸브 개폐 여부, 저장소별 밸브 개도율 및 저장소별 현재 에너지 저장량을 포함할 수 있다. The reservoir state variable may include whether the valve is open or closed for each reservoir, the valve opening rate for each reservoir, and the current energy storage amount for each reservoir.

상기 펌프 상태 변수는, 정속 펌프의 가동 여부, 상기 정속 펌프의 토출 관압 및 량과, 변속 펌프의 가동 여부, 상기 변속 펌프의 토출 관압, 량 및 주파수와 수온을 포함할 수 있다. The pump state variables may include whether the constant speed pump is in operation, the discharge pipe pressure and amount of the constant speed pump, whether the variable speed pump is in operation, the discharge pipe pressure, amount and frequency of the variable speed pump, and water temperature.

상기 프로그램 명령어들은, 날씨정보, 수요처 에너지사용량 및 과거 에너지 사용량 데이터를 이용하여 상기 지정 저장소의 미리 설정된 시간 이후의 에너지 저장량을 예측하고, 상기 예측된 에너지 저장량에 따라 정속 펌프 및 변속 펌프 각각에 우선순위를 결정할 수 있다. The program commands predict the energy storage amount after a preset time of the designated storage using weather information, consumer energy usage, and past energy usage data, and prioritize the constant-speed pump and variable-speed pump according to the predicted energy storage amount. can be decided.

상기 프로그램 명령어들은, 상기 예측된 에너지 저장량이 미리 설정된 임계치보다 작은 경우, 정속 펌프에 높은 우선순위를 부여할 수 있다. The program instructions may assign high priority to the constant-speed pump when the predicted energy storage amount is less than a preset threshold.

상기 과거 운전데이터는 상기 복수의 펌프 각각 및 이들의 조합에 의한 과거 에너지 량과 토출 관압과의 상관데이터, 과거 에너지 량과 소비전력과의 상관데이터를 포함할 수 있다. The past operation data may include correlation data between the past energy amount and discharge pipe pressure by each of the plurality of pumps and their combination, and correlation data between the past energy amount and power consumption.

상기 프로그램 명령어들은, 상기 결정된 허용 관압 범위 내에서 상기 과거 운전데이터를 통해 추정되는 관로 저항에 상응하는 시스템 곡선과 상기 복수의 펌프효율곡선이 만나는 지점 중 최소 소비전력에 해당하는 최적운전점을 결정할 수 있다. The program instructions can determine the optimal operating point corresponding to the minimum power consumption among the points where the system curve corresponding to the pipe resistance estimated through the past operation data and the plurality of pump efficiency curves meet within the determined allowable pipe pressure range. there is.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 프로세서 및 메모리를 포함하는 장치에서 펌프 최적운전점을 결정하는 결정 방법으로서, 저장소별 상태 변수 및 생산소의 복수의 펌프에 대한 펌프 상태 변수를 업데이트하는 단계; 상기 업데이트된 상태 변수를 이용하여 지정 저장소에 공급할 에너지 량, 상기 지정 저장소의 밸브개폐 여부 및 현재 에너지 저장량에 따라 허용 관압을 결정하는 단계; 및 상기 복수의 펌프 각각 및 이들의 조합에 상응하는 펌프효율곡선과 상기 복수의 펌프의 과거 운전데이터를 이용하여 상기 결정된 허용 관압 내에서의 최적운전점을 결정하는 단계를 포함하는 펌프 최적운전점 결정 방법이 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method for determining a pump optimal operating point in a device including a processor and memory, comprising: updating state variables for each reservoir and pump state variables for a plurality of pumps in a production plant; Using the updated state variable, determining an allowable pipe pressure according to the amount of energy to be supplied to the designated reservoir, whether the valve of the designated reservoir is opened or closed, and the current energy storage amount; And determining the optimal operating point of the pump, including the step of determining the optimal operating point within the determined allowable pipe pressure using pump efficiency curves corresponding to each of the plurality of pumps and their combination and past operation data of the plurality of pumps. A method is provided.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기한 방법을 수행하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램이 제공된다.According to another aspect of the present invention, a computer program stored in a computer-readable recording medium that performs the above method is provided.

본 발명에 따르면, 과거 운전데이터 및 복수의 펌프에 대한 펌프효율곡선을 통해 전력 사용량을 줄이면서 저장소에 안정적으로 에너지를 공급할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, there is an advantage of stably supplying energy to the storage while reducing power usage through past operation data and pump efficiency curves for a plurality of pumps.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 펌프 최적운전점 결정 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 펌프 최적운전점 결정 알고리즘을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 3은 하나의 생산소에서 복수의 저장소로 에너지를 공급하는 것을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따른 펌프 최적운전점 결정 과정을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 복수의 펌프 각각 및 이들의 조합에 상응하는 펌프효율곡선을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른 과거 운전데이터를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 정속 펌프와 변속 펌프의 우선순위 결정 과정을 나타낸 도면이다.
Figure 1 is a diagram showing the configuration of a device for determining the optimal operating point of a pump according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing in detail the algorithm for determining the optimal operating point of the pump according to this embodiment.
Figure 3 is a diagram showing the supply of energy from one production plant to a plurality of storages.
Figure 4 is a flowchart showing the process of determining the optimal operating point of the pump according to this embodiment.
Figure 5 is a diagram showing pump efficiency curves corresponding to each of a plurality of pumps and their combination according to this embodiment.
Figure 6 is a diagram showing past driving data according to this embodiment.
Figure 7 is a diagram showing the priority determination process of a constant speed pump and a variable speed pump according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used herein are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to indicate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.In addition, the components of the embodiments described with reference to each drawing are not limited to the corresponding embodiments, and may be implemented to be included in other embodiments within the scope of maintaining the technical spirit of the present invention, and may also be included in separate embodiments. Even if the description is omitted, it is natural that a plurality of embodiments may be re-implemented as a single integrated embodiment.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, when describing with reference to the accompanying drawings, identical or related reference numbers will be assigned to identical or related elements regardless of the drawing symbols, and overlapping descriptions thereof will be omitted. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 펌프 최적운전점 결정 장치의 구성을 도시한 도면이다. Figure 1 is a diagram showing the configuration of a device for determining the optimal operating point of a pump according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 장치는 프로세서(100) 및 메모리(102)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 1, the device according to this embodiment may include a processor 100 and a memory 102.

여기서, 프로세서(100)는 컴퓨터 프로그램을 실행할 수 있는 CPU(central processing unit)나 그밖에 가상 머신 등을 포함할 수 있다. Here, the processor 100 may include a central processing unit (CPU) capable of executing a computer program or another virtual machine.

메모리(102)는 고정식 하드 드라이브나 착탈식 저장 장치와 같은 불휘발성 저장 장치를 포함할 수 있다. 착탈식 저장 장치는 컴팩트 플래시 유닛, USB 메모리 스틱 등을 포함할 수 있다. 메모리(102)는 각종 랜덤 액세스 메모리와 같은 휘발성 메모리도 포함할 수 있다.Memory 102 may include a non-volatile storage device, such as a non-removable hard drive or a removable storage device. Removable storage devices may include compact flash units, USB memory sticks, etc. Memory 102 may also include volatile memory, such as various types of random access memory.

이와 같은 메모리(102)에는 프로세서(100)에 의해 실행되며 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장되며 펌프 최적운전점 결정을 위한 프로그램 명령어들이 저장된다. This memory 102 is executed by the processor 100 and stored in a computer-readable recording medium, and program instructions for determining the optimal operating point of the pump are stored.

본 실시예에 따른 프로그램 명령어들은, 생산소별 상태 변수 및 생산소의 복수의 펌프에 대한 펌프 상태 변수를 업데이트하고, 상기 업데이트된 상태 변수를 이용하여 지정 저장소에 공급할 에너지량, 상기 지정 저장소의 밸브개폐 여부 및 현재 에너지 저장량에 따라 허용 관압을 결정하고, 상기 복수의 펌프 각각 및 이들의 조합에 상응하는 펌프효율곡선과 상기 복수의 펌프의 과거 운전데이터를 이용하여 상기 결정된 허용 관압 내에서의 펌프 최적운전점을 결정한다. Program instructions according to this embodiment update state variables for each production plant and pump state variables for a plurality of pumps in the production plant, use the updated state variables to determine the amount of energy to be supplied to the designated reservoir, and whether the valve of the designated reservoir is opened or closed. And determining the allowable pipe pressure according to the current energy storage amount, and using the pump efficiency curve corresponding to each of the plurality of pumps and their combination and past operation data of the plurality of pumps, the optimal operating point of the pump within the determined allowable pipe pressure. decide.

본 실시예에 따른 생산소는 정수된 물을 저장하는 곳일 수 있고, 저장소는 각 가정에 물을 공급하는 것일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. The production plant according to this embodiment may be a place that stores purified water, and the storage may be a place that supplies water to each household, but it is not necessarily limited to this.

도 2는 본 실시예에 따른 펌프 최적운전점 결정 알고리즘을 상세하게 나타낸 도면이다. Figure 2 is a diagram showing in detail the algorithm for determining the optimal operating point of the pump according to this embodiment.

도 2를 참조하면, 저장소의 상태 변수는 저장소별 밸브 개폐 여부, 저장소별 밸브 개도율 및 저장소별 현재 에너지 저장량을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the state variables of the reservoir may include whether the valve is opened or closed for each reservoir, the valve opening rate for each reservoir, and the current energy storage amount for each reservoir.

도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 생산소는 복수의 저장소에 에너지를 공급할 수 있으며, 이때 저장소의 상태 변수는 모든 저장소에 대한 밸브 개폐 여부, 저장소별 밸브 개도율 및 저장소별 현재 에너지 저장량을 포함할 수 있다. As shown in Figure 3, one production plant can supply energy to a plurality of reservoirs, and at this time, the state variables of the reservoirs include whether the valves for all reservoirs are open or closed, the valve opening rate for each reservoir, and the current energy storage amount for each reservoir. can do.

또한, 지정 저장소는 저장소 2와 같이 펌프의 양정(揚程, pump head)이 가장 높은 저장소로 정의될 수 있다. 즉, 지정 저장소는 복수의 저장소 중 가장 높은 관압으로 에너지를 공급해야 할 저장소로 정의된다. Additionally, the designated reservoir can be defined as the reservoir with the highest pump head, such as reservoir 2. In other words, the designated reservoir is defined as the reservoir to which energy must be supplied at the highest pressure among the plurality of reservoirs.

또한, 본 실시예에 따른 장치는 생산소의 복수의 펌프에 대한 펌프 상태 변수를 업데이트한다. Additionally, the device according to this embodiment updates pump status variables for a plurality of pumps in the production plant.

여기서, 펌프 상태 변수는 정속 펌프의 가동 여부, 상기 정속 펌프의 토출 관압 및 량과, 변속 펌프의 가동 여부, 상기 변속 펌프의 토출 관압, 량 및 주파수와 수온을 포함할 수 있다. Here, the pump state variables may include whether the constant speed pump is in operation, the discharge pipe pressure and amount of the constant speed pump, whether the variable speed pump is in operation, the discharge pipe pressure, amount and frequency of the variable speed pump, and water temperature.

정속 펌프는 온/오프로 제어되는 펌프이며, 변속 펌프는 소정 주파수 범위에 따라 임펠러의 회전수가 변경되는 펌프이다. A constant speed pump is a pump that is controlled on/off, and a variable speed pump is a pump in which the rotation speed of the impeller changes depending on a predetermined frequency range.

도 4는 본 실시예에 따른 펌프 최적운전점 결정 과정을 나타낸 순서도이다. Figure 4 is a flowchart showing the process of determining the optimal operating point of the pump according to this embodiment.

도 4를 참조하면, 상기한 바와 같이, 저장소 및 생산소 상태 변수를 업데이트한(단계 400).Referring to Figure 4, store and plant status variables are updated (step 400), as described above.

본 실시예에 따른 업데이트는 1분 주기로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. The update according to this embodiment may be performed at a 1-minute cycle, but is not necessarily limited to this.

이후, 본 실시예에 따른 장치는 업데이트된 상태 변수를 이용하여 지정 저장소에 공급할 에너지량, 상기 지정 저장소의 밸브개폐 여부 및 현재 에너지 저장량에 따라 허용 관압을 결정한다(단계 402). Thereafter, the device according to this embodiment uses the updated state variable to determine the allowable pipe pressure according to the amount of energy to be supplied to the designated reservoir, whether the valve of the designated reservoir is opened or closed, and the current energy storage amount (step 402).

여기서, 허용 관압은 지정 저장소에 안정적으로 에너지를 공급하기 위한 양정이다. Here, the allowable pipe pressure is the head for stably supplying energy to the designated reservoir.

상기한 바와 같이, 허용 관압이 결정된 이후, 복수의 펌프 각각 및 이들의 조합에 상응하는 펌프효율곡선과 상기 복수의 펌프의 과거 운전데이터를 이용하여 상기 결정된 허용 관압 내에서의 최적운전점을 결정한다(단계 404).As described above, after the allowable pipe pressure is determined, the optimal operating point within the determined allowable pipe pressure is determined using the pump efficiency curve corresponding to each of the plurality of pumps and their combination and past operation data of the plurality of pumps. (Step 404).

도 5는 본 실시예에 따른 복수의 펌프 각각 및 이들의 조합에 상응하는 펌프효율곡선을 나타낸 도면이다. Figure 5 is a diagram showing pump efficiency curves corresponding to each of a plurality of pumps and their combination according to this embodiment.

도 5에서는, 복수의 펌프(1,2,4) 및 이들의 조합에 상응하는 펌프효율곡선을 나타낸다. Figure 5 shows pump efficiency curves corresponding to a plurality of pumps 1, 2, and 4 and their combinations.

또한, 본 실시예에 따른 과거 운전데이터는 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 펌프 각각 및 이들의 조합에 의한 과거 에너지량과 토출 관압과의 상관데이터, 과거 에너지 량과 소비전력과의 상관데이터를 포함할 수 있고, 도 5의 펌프효율곡선에 각 색깔의 점들은 과거 운전데이터를 반영한 것이다. In addition, as shown in FIG. 6, the past operation data according to this embodiment includes correlation data between the past energy amount and discharge pipe pressure by each of the plurality of pumps and their combination, and correlation data between the past energy amount and power consumption. It may include, and each colored dot on the pump efficiency curve in FIG. 5 reflects past operation data.

본 실시예에 따르면, 단계 402에서 결정된 허용 관압 범위 내에서 가동되어야 하는 펌프의 개수, 조합 및 주파수를 결정하고, 전력 사용량이 최소가 되는 지점을 펌프 최적운전점으로 결정한다. According to this embodiment, the number, combination, and frequency of pumps that must be operated within the allowable pipe pressure range determined in step 402 are determined, and the point at which power consumption is minimum is determined as the pump optimal operating point.

종래에는 저장소의 현재 에너지 저장량에 따라 펌프의 개수 등을 결정하나, 저장소 에너지 저장량이 빠르게 줄어드는 경우와 느리게 줄어드는 경우 전력 사용량을 고려하여 제어 과정을 다르게 수행할 수 있다. Conventionally, the number of pumps is determined based on the current energy storage amount of the storage, but when the storage energy storage decreases quickly or slowly, the control process can be performed differently by taking power usage into consideration.

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 정속 펌프와 변속 펌프의 우선순위 결정 과정을 나타낸 도면이다. Figure 7 is a diagram showing the priority determination process of a constant speed pump and a variable speed pump according to a preferred embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 펌프 최적운전점 결정 장치는 날씨정보, 수요처 에너지사용량 및 과거 에너지 사용량 데이터를 수집한다(단계 700).Referring to FIG. 7, the device for determining the optimal operating point of the pump according to this embodiment collects weather information, energy usage at the consumer, and past energy usage data (step 700).

이처럼 수집된 데이터를 이용하여 지정 저장소의 미리 설정된 시간 이후의 에너지 저장량을 예측한다(단계 702).Using the data collected in this way, the amount of energy stored in the designated storage area after a preset time is predicted (step 702).

예측된 에너지 저장량에 따라 허용 관압을 결정하고(단계 704), 예측된 에너지 저장량이 임계치 이하인지 여부를 판단한다(단계 706).The allowable pressure is determined according to the predicted energy storage amount (step 704), and it is determined whether the predicted energy storage amount is below the threshold (step 706).

예를 들어, 예측된 에너지 저장량이 미리 설정된 임계치보다 작은 경우, 즉, 빠르게 에너지 저장량이 줄어드는 것으로 예측된 경우, 온/오프로 제어되는 정속 펌프에 높은 우선순위를 부여한다(단계 708).For example, if the predicted energy storage amount is less than a preset threshold, that is, if the energy storage amount is predicted to decrease quickly, high priority is given to the constant speed pump controlled on/off (step 708).

한편, 예측된 에너지 저장량이 미리 설정된 임계치보다 높은 경우, 즉, 느리게 에너지 저장량이 줄어드는 것으로 예측된 경우, 주파수에 따라 양정 및 에너지 량이 변경되는 변속 펌프에 높은 우선순위를 부여한다(단계 710). Meanwhile, if the predicted energy storage amount is higher than a preset threshold, that is, if the energy storage amount is predicted to decrease slowly, high priority is given to the variable speed pump whose head and energy amount change depending on the frequency (step 710).

상기한 바와 같이, 저장소의 에너지 저장량이 느리게 줄어드는 것으로 예측되는 경우 생산소의 복수의 펌프 중 하나 이상의 변속 펌프를 가동시켜 저장소에 에너지를 공급하더라도 만일 예측 범위를 벗어나는 경우 변속 펌프의 주파수를 변경하여 저장소의 에너지 저장량 변화에 쉽게 대응할 수 있다. As mentioned above, if the energy storage in the storage is predicted to decrease slowly, one or more variable-speed pumps among the plurality of pumps in the production plant are operated to supply energy to the storage, but if it is outside the predicted range, the frequency of the variable-speed pump is changed to supply energy to the storage. It can easily respond to changes in energy storage.

상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.The above-described embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, and those skilled in the art will be able to make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention, and such modifications, changes, and additions will be possible. should be regarded as falling within the scope of the patent claims below.

Claims (10)

펌프 최적운전점 결정 장치로서,
프로세서; 및
상기 프로세서에 연결되는 메모리를 포함하되,
상기 메모리는,
저장소별 상태 변수 및 생산소의 복수의 펌프에 대한 펌프 상태 변수를 업데이트하고,
상기 업데이트된 상태 변수를 이용하여 지정 저장소에 공급할 에너지 량, 상기 지정 저장소의 밸브개폐 여부 및 상기 저장소별 현재 에너지 저장량에 따라 허용 관압을 결정하고,
상기 복수의 펌프 각각 및 이들의 조합에 상응하는 펌프효율곡선과 상기 복수의 펌프의 과거 운전데이터를 이용하여 상기 지정 저장소에 안정적으로 에너지를 공급하기 위해 상기 생산소에서 상기 지정 저장소까지 연결된 관에 대해 결정된 허용 관압 내에서의 펌프 최적운전점을 결정하도록,
상기 프로세서에 의해 실행되는 프로그램 명령어들을 저장하되,
상기 지정 저장소는 복수의 저장소 중 가장 높은 관압으로 에너지를 공급해야 할 저장소로 정의되며,
상기 저장소별 상태 변수는, 저장소별 밸브 개폐 여부, 저장소별 밸브 개도율 및 저장소별 현재 에너지 저장량을 포함하고,
상기 펌프 상태 변수는, 정속 펌프의 가동 여부, 상기 정속 펌프의 토출 관압 및 량과, 변속 펌프의 가동 여부, 상기 변속 펌프의 토출 관압, 량 및 주파수와 수온을 포함하고,
상기 프로그램 명령어들은,
날씨정보, 수요처 에너지사용량 및 과거 에너지 사용량 데이터를 이용하여 상기 지정 저장소의 미리 설정된 시간 이후의 에너지 저장량을 예측하고,
상기 예측된 에너지 저장량에 따라 정속 펌프 및 변속 펌프 각각에 우선순위를 결정하고,
상기 예측된 에너지 저장량이 미리 설정된 임계치보다 작은 경우, 정속 펌프에 높은 우선순위를 부여하고,
상기 프로그램 명령어들은,
상기 결정된 허용 관압 범위 내에서 상기 과거 운전데이터를 통해 추정되는 관로 저항에 상응하는 시스템 곡선과 상기 복수의 펌프효율곡선이 만나는 지점 중 최소 소비전력에 해당하는 최적운전점을 결정하는 펌프 최적운전점 결정 장치.
As a device for determining the optimal operating point of a pump,
processor; and
Including a memory connected to the processor,
The memory is,
Update state variables for each reservoir and pump state variables for multiple pumps in the production plant,
Using the updated state variable, determine the allowable pipe pressure according to the amount of energy to be supplied to the designated reservoir, whether the valve of the designated reservoir is opened or closed, and the current energy storage amount for each reservoir,
About the pipe connected from the production site to the designated reservoir in order to stably supply energy to the designated reservoir using the pump efficiency curve corresponding to each of the plurality of pumps and their combination and past operation data of the plurality of pumps. To determine the optimal operating point of the pump within the determined allowable pipe pressure,
Store program instructions executed by the processor,
The designated reservoir is defined as a reservoir to which energy must be supplied at the highest pressure among a plurality of reservoirs,
The state variables for each reservoir include whether the valve is open or closed for each reservoir, the valve opening rate for each reservoir, and the current energy storage amount for each reservoir,
The pump state variables include whether the constant speed pump is in operation, the discharge pipe pressure and amount of the constant speed pump, whether the variable speed pump is in operation, the discharge pipe pressure, amount and frequency of the variable speed pump, and water temperature,
The program commands are:
Predict the energy storage amount after a preset time in the designated storage using weather information, consumer energy usage, and past energy usage data,
Priority is determined for each constant-speed pump and variable-speed pump according to the predicted energy storage amount,
If the predicted energy storage amount is less than a preset threshold, high priority is given to the constant speed pump,
The program commands are:
Determination of the optimal operating point of the pump, which determines the optimal operating point corresponding to the minimum power consumption among the points where the system curve corresponding to the pipe resistance estimated through the past operation data and the plurality of pump efficiency curves meet within the determined allowable pipe pressure range. Device.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 과거 운전데이터는 상기 복수의 펌프 각각 및 이들의 조합에 의한 과거 에너지 량과 토출 관압과의 상관데이터, 과거 에너지 량과 소비전력과의 상관데이터를 포함하는 펌프 최적운전점 결정 장치.
According to paragraph 1,
The past operation data includes correlation data between the past energy amount and discharge pipe pressure for each of the plurality of pumps and their combination, and correlation data between the past energy amount and power consumption.
삭제delete 프로세서 및 메모리를 포함하는 장치에서 펌프 최적운전점을 결정하는 결정 방법으로서,
저장소별 상태 변수 및 생산소의 복수의 펌프에 대한 펌프 상태 변수를 업데이트하는 단계;
상기 업데이트된 상태 변수를 이용하여 지정 저장소에 공급할 에너지 량, 상기 지정 저장소의 밸브개폐 여부 및 상기 저장소별 현재 에너지 저장량에 따라 허용 관압을 결정하는 단계; 및
상기 복수의 펌프 각각 및 이들의 조합에 상응하는 펌프효율곡선과 상기 복수의 펌프의 과거 운전데이터를 이용하여 상기 지정 저장소에 안정적으로 에너지를 공급하기 위해 상기 생산소에서 상기 지정 저장소까지 연결된 관에 대해 상기 결정된 허용 관압 내에서의 최적운전점을 결정하는 단계를 포함하되,
상기 지정 저장소는 복수의 저장소 중 가장 높은 관압으로 에너지를 공급해야할 저장소로 정의되며,
상기 저장소별 상태 변수는, 저장소별 밸브 개폐 여부, 저장소별 밸브 개도율 및 저장소별 현재 에너지 저장량을 포함하고,
상기 펌프 상태 변수는, 정속 펌프의 가동 여부, 상기 정속 펌프의 토출 관압 및 량과, 변속 펌프의 가동 여부, 상기 변속 펌프의 토출 관압, 량 및 주파수와 수온을 포함하고,
상기 최적운전점을 결정하는 단계는,
날씨정보, 수요처 에너지사용량 및 과거 에너지 사용량 데이터를 이용하여 상기 지정 저장소의 미리 설정된 시간 이후의 에너지 저장량을 예측하는 단계;
상기 예측된 에너지 저장량에 따라 정속 펌프 및 변속 펌프 각각에 우선순위를 결정하는 단계;
상기 예측된 에너지 저장량이 미리 설정된 임계치보다 작은 경우, 정속 펌프에 높은 우선순위를 부여하는 단계; 및
상기 결정된 허용 관압 범위 내에서 상기 과거 운전데이터를 통해 추정되는 관로 저항에 상응하는 시스템 곡선과 상기 복수의 펌프효율곡선이 만나는 지점 중 최소 소비전력에 해당하는 최적운전점을 결정하는 단계를 포함하는 펌프 최적운전점 결정 방법.
As a decision method for determining the optimal operating point of a pump in a device including a processor and memory,
Updating state variables for each reservoir and pump state variables for a plurality of pumps in the production plant;
Using the updated state variable, determining an allowable pipe pressure according to the amount of energy to be supplied to a designated reservoir, whether the valve of the designated reservoir is open or closed, and the current energy storage amount for each reservoir; and
About the pipe connected from the production site to the designated reservoir in order to stably supply energy to the designated reservoir using the pump efficiency curve corresponding to each of the plurality of pumps and their combination and past operation data of the plurality of pumps. Including the step of determining the optimal operating point within the determined allowable pressure,
The designated reservoir is defined as the reservoir to which energy must be supplied at the highest pressure among the plurality of reservoirs,
The state variables for each reservoir include whether the valve is open or closed for each reservoir, the valve opening rate for each reservoir, and the current energy storage amount for each reservoir,
The pump state variables include whether the constant speed pump is in operation, the discharge pipe pressure and amount of the constant speed pump, whether the variable speed pump is in operation, the discharge pipe pressure, amount and frequency of the variable speed pump, and water temperature,
The step of determining the optimal operating point is,
Predicting the energy storage amount after a preset time of the designated storage using weather information, consumer energy usage, and past energy usage data;
determining priorities for each of the constant-speed pump and the variable-speed pump according to the predicted energy storage amount;
If the predicted energy storage amount is less than a preset threshold, giving high priority to a constant speed pump; and
A pump comprising the step of determining an optimal operating point corresponding to minimum power consumption among the points where the system curve corresponding to the pipe resistance estimated through the past operation data and the plurality of pump efficiency curves meet within the determined allowable pipe pressure range. How to determine the optimal operating point.
제9항에 따른 방법을 수행하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.







A computer program stored in a computer-readable recording medium that performs the method according to claim 9.







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