برنامه ریزی پویا برای کنترل نوسانات فشار در ایستگاه های پمپاژ آبیاری مجهز به پمپ‌های دور متغیر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجو/دانشگاه تهران

2 هیئت علمی گروه مهندسی آبیاری و آبادانی دانشگاه تهران

چکیده

یکی از مشکلاتی که در اکثر سامانه‌های آبیاری در حین بهره‌برداری اتفاق می‌افتد، نوسانات فشار است که اغلب توجهی به آن نشده و تمهیدات خاصی برای کنترل و تنظیم آن در نظر گرفته نمی‌شود. در این پژوهش، با کدنویسی در نرم­افزار MATLAB، روشی بر اساس کاربرد پمپ‌های دور متغیر و نصب حسگرهای فشار در چند نقطه از سامانه برای کنترل و تنظیم نوسانات فشار پیشنهاد شده است. با استفاده از این روش می‌توان نوسانات فشار را پیش­بینی و با کنترل آن به ارتقای کارایی برنامه‌های بهره‌برداری تقاضامدار کمک کرد. با در نظر گرفتن حسگر فشار در نقاط کلیدی سامانه و ثبت داده‌های فشار طی زمان، آنالیز پویا روی داده‌ها بر مبنای فشار طراحی، انجام می‌شود و در هر دامنۀ زمانی بهترین تصمیم برای کاهش نوسانات و ادامۀ کار پمپ‌ها اتخاذ و از طریق خروجی برنامه به درایو تغییر دور منتقل خواهد شد. نتایج بررسی­ها نشان می‌دهد که استفاده از این روش در ایستگاه‌های پمپاژ با پمپ‌های دور متغیر می‌تواند نوسانات فشار را کاهش دهد و باعث عملکرد مطلوب ایستگاه پمپاژ شود؛ با استفاده از این روش، شاخص RMSE در دامنۀ نوسانات فشار (5± و 10± درصد)، از 9/0 در حالت بدون کنترل فشار به 3/0 می‌رسد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Dynamic Planning for Control of Pressure Fluctuations in Irrigation Pumping Stations Equipped with Variable Speed Pumps

چکیده [English]

A common problem in most irrigation systems during operation is pressure fluctuation. This issue is often neglected, but special measures must be considered to control and regulate it. The present research presents a method coded in MATLAB/mfile based on the use of variable speed pumps and pressure sensors installed at key points of the system to control and regulate pressure fluctuation. This method can predict and control causes of pressure fluctuations in the system and help to increase the efficiency of operation. The pressure sensors at key locations recorded pressure data over time. Dynamic planning using the data allowed decision-making to reduce fluctuations to continue pumping by transmitting information to the variable control drive through the program output. The results show that the use of this method in pumping stations equipped with variable speed pumps can reduce pressure fluctuations and optimize performance at the pumping station. The use of this method produced an RMSE index in the pressure fluctuation domain (±5% and ±10%) of 0.3 from a value of 0.9 before pressure control.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Irrigation Systems
  • Pressure Sensor
  • Pressurized Irrigation
  • Variable Speed Drive
Borkowski, D., Wetula, A. and Bień, A. 2012. Design optimization and deployment of a waterworks pumping station control system. ISA T. 51(4): 539-549.

 

Fazeli, M., Soltanzadeh, A., Sangroodi, A. and Khosravi, M. 2009. The role of variable speed pumps in reduces accidents of urban water distribution network. Articles Collections in First International Conference on Engineering and Infrastructure Management. Engineering College of Tehran University. (in Persian)

 

Fernández-Garcíaa, M. A., Morenob, J. A. and Rodríguez-Díaz. 2014. Optimum pumping station management for irrigation networks sectoring: Case of Bembezar MI (Spain). Agr. Water Manage. 144, 150-158.

 

Gibson, H. 1994. Variable speed drives as flow control elements. ISA T. 33. 165-169.

 

Lamaddalena, N. and Khila, S. 2013. Efficiency driven pumping station regulation in on-demand irrigationsystems. Irrig. Sci. 31(3): 395-410.

 

Moreno, M. A., Planells. P., Co´rcoles, J. I., Tarjuelo, J. M. and Carrio´n, P. A. 2009. Development of a new methodology to obtain the characteristic pump curves that minimize the total cost at pumping stations. Biosystems Eng. 102, 95-105.

 

Volk, M. 2005. Pump Characteristics and Applications. 2nd Edition. Taylor and Francis Group, LLC.