本發(fā)明涉及智能供水系統(tǒng)，特別是涉及一種二次供水泵房智能調(diào)峰方法。

背景技術(shù)：

1、用水高峰時(shí)段，自來水廠容易出現(xiàn)供水能力不足的情況，導(dǎo)致某些區(qū)域缺水，供水管網(wǎng)壓力降低；而在用水低谷時(shí)段，自來水廠的過剩供水能力無法充分利用，導(dǎo)致供水管網(wǎng)壓力增大。這種水壓的頻繁波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致城市漏損率和爆管率增加，水廠和二次供水設(shè)備的能耗提升，設(shè)備使用壽命降低。

2、為了應(yīng)對(duì)穩(wěn)定水壓和保證供水的行業(yè)痛點(diǎn)，現(xiàn)有的解決方案包括擴(kuò)建和新建自來水廠，增加二次供水蓄水池及增壓泵等。然而，這些解決方案存在一些明顯的缺點(diǎn)。擴(kuò)建或新建自來水廠會(huì)對(duì)財(cái)政造成較大壓力。而增加二次供水蓄水池則會(huì)導(dǎo)致水體停留時(shí)間增加，容易滋生細(xì)菌和微生物，產(chǎn)生污垢沉淀，導(dǎo)致二次污染。因此缺乏一種能夠智能化調(diào)控供水管網(wǎng)壓力的創(chuàng)新方法，來優(yōu)化供水系統(tǒng)的運(yùn)行效率，減少能耗和維護(hù)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種二次供水泵房智能調(diào)峰方法，能夠有效調(diào)節(jié)供水高峰，緩解自來水廠的供水壓力。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種二次供水泵房智能調(diào)峰方法，其特征在于，包括以下步驟：

3、對(duì)設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的用水量以設(shè)定時(shí)間間隔進(jìn)行采樣獲得用水量數(shù)據(jù)；

4、基于所述用水量數(shù)據(jù)，構(gòu)建包括用水趨勢(shì)估計(jì)、季節(jié)性成分估計(jì)、以及假期效應(yīng)估計(jì)的用水量回歸模型；

5、利用所述用水量回歸模型識(shí)別用水高峰，控制二次供水蓄水裝置進(jìn)行蓄水操作。

6、進(jìn)一步的，所述基于所述用水量數(shù)據(jù)，構(gòu)建包括用水趨勢(shì)估計(jì)、季節(jié)性成分估計(jì)、以及假期效應(yīng)估計(jì)的用水量回歸模型，包括：

7、將用水量趨勢(shì)建模為線性方程，根據(jù)所述用水量數(shù)據(jù)擬合出用水量趨勢(shì)估計(jì)函數(shù)；

8、將季節(jié)性成分建模為傅里葉級(jí)數(shù)，根據(jù)所述用水量數(shù)據(jù)擬合出季節(jié)性成分估計(jì)函數(shù)；

9、將假期效應(yīng)建模為二元指示函數(shù)，獲得假期效應(yīng)估計(jì)函數(shù)；

10、構(gòu)建所述用水量回歸模型為所述水量趨勢(shì)估計(jì)函數(shù)、所述季節(jié)性成分估計(jì)函數(shù)、以及所述假期效應(yīng)估計(jì)函數(shù)之和，同時(shí)引入高斯噪聲作為系統(tǒng)誤差。

11、進(jìn)一步的，所述用水量趨勢(shì)估計(jì)函數(shù)為

12、g(t)＝kt+m

13、其中，t為時(shí)間，g(t)為時(shí)間t的趨勢(shì)用水量估計(jì)，k為增長(zhǎng)率估計(jì)值，m為截距估計(jì)值。

14、進(jìn)一步的，所述季節(jié)性成分估計(jì)函數(shù)為

15、

16、其中，t為時(shí)間，s(t)為時(shí)間t的季節(jié)成分校正，p為周期長(zhǎng)度，n為傅里葉級(jí)數(shù)的階數(shù)，an和bn為傅里葉系數(shù)估計(jì)值。

17、進(jìn)一步的，所述假期效應(yīng)估計(jì)函數(shù)為

18、

19、其中，t為時(shí)間，h(t)為時(shí)間t的假期效應(yīng)校正，li(t)表示第i個(gè)假期在時(shí)間t的效應(yīng)，h表示假期的總數(shù)。

20、進(jìn)一步的，所述高斯噪聲服從正態(tài)分布n(0,σ2)。

21、進(jìn)一步的，所述高斯噪聲的參數(shù)σ是通過最大似然估計(jì)獲得的。

22、進(jìn)一步的，所述最大似然估計(jì)的似然函數(shù)l為：

23、

24、其中，ti為時(shí)間點(diǎn)，yi為時(shí)間點(diǎn)ti的用水量。

25、進(jìn)一步的，所述控制二次供水蓄水池進(jìn)行蓄水操作，包括：

26、根據(jù)所述用水高峰制定蓄水時(shí)間表；

27、利用部署在所述二次供水蓄水裝置處的邊緣控制設(shè)備根據(jù)所述蓄水時(shí)間表控制進(jìn)水閥門的開度，使所述二次供水蓄水裝置在所述用水高峰到來前提高蓄水量。

28、有益效果

29、由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：本發(fā)明通過綜合考慮用水趨勢(shì)、季節(jié)性成分、以及假期效應(yīng)，構(gòu)建用水量回歸模型，進(jìn)而識(shí)別出用水高峰并制定個(gè)性化的蓄水時(shí)間表，基于蓄水時(shí)間表利用邊緣控制調(diào)節(jié)蓄水量，可以緩解用水高峰期供水不足，低谷期供水過剩的問題，使水廠運(yùn)行更平穩(wěn)，降低水廠壓力，總成本更加可控；同時(shí)還可以降低供水管網(wǎng)水壓波動(dòng)，穩(wěn)定水廠負(fù)載，進(jìn)而延長(zhǎng)管網(wǎng)使用壽命，降低水廠能耗。

技術(shù)特征：

1.一種二次供水泵房智能調(diào)峰方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述用水量數(shù)據(jù)，構(gòu)建包括用水趨勢(shì)估計(jì)、季節(jié)性成分估計(jì)、以及假期效應(yīng)估計(jì)的用水量回歸模型，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述用水量趨勢(shì)估計(jì)函數(shù)為

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述季節(jié)性成分估計(jì)函數(shù)為

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述假期效應(yīng)估計(jì)函數(shù)為

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述高斯噪聲服從正態(tài)分布n(0,σ2)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述高斯噪聲的參數(shù)σ是通過最大似然估計(jì)獲得的。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述最大似然估計(jì)的似然函數(shù)l為：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制二次供水蓄水池進(jìn)行蓄水操作，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種二次供水泵房智能調(diào)峰方法，包括以下步驟：對(duì)設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的用水量以設(shè)定時(shí)間間隔進(jìn)行采樣獲得用水量數(shù)據(jù)；基于所述用水量數(shù)據(jù)，構(gòu)建包括用水趨勢(shì)估計(jì)、季節(jié)性成分估計(jì)、以及假期效應(yīng)估計(jì)的用水量回歸模型；利用所述用水量回歸模型識(shí)別用水高峰，進(jìn)而控制二次供水蓄水裝置進(jìn)行蓄水操作。本發(fā)明能夠有效調(diào)節(jié)供水高峰，緩解自來水廠的供水壓力。

技術(shù)研發(fā)人員：衛(wèi)馳,張麗,呂雪光
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海陌果科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19