變頻恒壓供水是指在供水管網(wǎng)中用水量發(fā)生變化時，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)對水泵電機(jī)實行無級調(diào)速，依據(jù)用水量及水壓變化通過微機(jī)檢測、運算，自動改變水泵轉(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、運行的經(jīng)濟(jì)性、還是系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、自動化程度等方面都具有優(yōu)勢：
　　本文針對金山煤矸石熱電廠的實際供水需求情況，對變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案進(jìn)行了以下兩方面的優(yōu)化設(shè)計。
　　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6個樓，主要是供給部分家屬和大部分單身職工及部分臨時工人生活用水；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，時供水系統(tǒng)工作在最佳工況區(qū)域。本系統(tǒng)三個機(jī)組按功率大小分別命名為I、II、III號泵組，在實際運行中包括單機(jī)運行、雙機(jī)運行、三機(jī)運行的工作狀態(tài)，及多模式之間的切換，實際工作狀態(tài)如下：
　　其中I號機(jī)組功率最小，II號功率中等，III號功率最大；夜間谷期選擇一號機(jī)組，變頻運行；上午和下午選擇雙機(jī)運行，先選擇I、II號機(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)運行，由雙機(jī)直接轉(zhuǎn)三機(jī)運行，高峰期按I、II號泵組工頻運行，III號泵組變頻運行；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，而實際供水壓力仍然低于設(shè)定壓力時；或者當(dāng)變頻器的輸出頻率已經(jīng)下降到下限頻率，實際的供水壓力仍高于設(shè)定的供水壓力時，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工況附近波動時，就會出現(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，在切換過程和變頻器從啟動到穩(wěn)定的過程中，系統(tǒng)的供水情況是不穩(wěn)定的，實際供水壓力也會在很大范圍內(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，在實際應(yīng)用中，應(yīng)在確實需要切換的時候才進(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才可能發(fā)生切換，并且上限頻率時不可能減泵，下限頻率時不可能增泵，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。但在實際運用中，又有兩種情況可能使判別條件的成立有問題：實際供水壓力超調(diào)的影響以及現(xiàn)場的干擾使實際壓力的測量值有尖峰，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)這個特點，在判別條件中加入延時的判斷就顯得尤為必要了。
　　所謂延時判別，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間，比如：兩分鐘，如果在這段延時的時間內(nèi)切換條件仍然成立，則進(jìn)行實際的機(jī)組切換操作，如果不能維持這段時間，說明條件滿足只是暫時的，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)里的積分器延時動作原理來處理，我們得出實際機(jī)組運行切換控制的積分時延乒乓滯回最優(yōu)判別優(yōu)化條件。
　　改進(jìn)后的恒壓變頻控制系統(tǒng)，在金山電廠的實際運行中，控制穩(wěn)定，使機(jī)組壽命延長，大大降低了電控系統(tǒng)的造價，實現(xiàn)了真正意義上的無人值守，經(jīng)濟(jì)和社會效益十分可觀。