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龍圖騰網(wǎng)恭喜重慶大學申請的專利一種配水系統(tǒng)傳輸延遲的電路化類比建模方法獲國家發(fā)明授權專利權，本發(fā)明授權專利權由國家知識產(chǎn)權局授予，授權公告號為：CN114091373B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權局官網(wǎng)在2025-05-30發(fā)布的發(fā)明授權授權公告中獲悉：該發(fā)明授權的專利申請?zhí)?專利號為：202111414985.9，技術領域涉及：G06F30/28；該發(fā)明授權一種配水系統(tǒng)傳輸延遲的電路化類比建模方法是由李春燕;姚一鳴;燕智超;鄧鈺龍;湯佶元;唐瞻文;賴偉彬設計研發(fā)完成，并于2021-11-25向國家知識產(chǎn)權局提交的專利申請。

本一種配水系統(tǒng)傳輸延遲的電路化類比建模方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種配水系統(tǒng)傳輸延遲的電路化類比建模方法，所述配水系統(tǒng)包括管道、水泵、減壓閥和蓄水池四種元件，采用電路化類比建模方法，建立管道、水泵和減壓閥的電路化類比模型，從而將配水系統(tǒng)時滯效應的偏微分方程采用拉普拉斯變換法轉化為代數(shù)方程組，減小計算復雜度，利于最大程度挖掘利用配水系統(tǒng)用電功率的可調(diào)度潛力。

本發(fā)明授權一種配水系統(tǒng)傳輸延遲的電路化類比建模方法在權利要求書中公布了：1.一種配水系統(tǒng)傳輸延遲的電路化類比建模方法，其特征在于，對配水系統(tǒng)涉及的管道、水泵、減壓閥和蓄水池建立模型，具體包括以下步驟：S1：建立管道電路化類比模型采用運動方程1和連續(xù)性方程2描述水流在管道中的運動： 式中：v為管道內(nèi)的水流流速；H為管道內(nèi)的水頭壓力；α為水錘波速度；g為重力加速度；D為管道直徑；t為時間；x為沿管道長度方向的位置；對1和2進行簡化，分別得到3和4： 式中：Q為管道中水流的實際流量；A為管道橫截面積；進一步將3和4分別轉化為5和6： 式中：signQ為符號函數(shù)，當Q＞0，signQ＝1；當Q＜0時，signQ＝-1；而當Q＝0時，signQ＝0；Q＝Qb+ΔQ，而ΔQ≈0，則：Q2＝Qb+ΔQ2≈Qb2+2QbΔQ≈2QbQ-Qb27式中：Qb為管道中水流的基準流量；ΔQ為管道中水流的實際流量和基準流量的差值；然后將7代入5得： 對管道進行電路化類比，得到的類比結果如下：電路管道電流Q電壓H電阻Rb＝signQfQbgDA2電感Lb＝1gA電容Cb＝gAα2電壓源然后，應用拉普拉斯變換將6和8轉換為頻域模型分別得到9和10 式中：s為拉普拉斯算子對9和10求關于x導數(shù)，分別得到11和12 式中：γ2＝Rb+sLbsCb；ζ＝CbUsb；求解11和12分別得到13和14 式中：配水系統(tǒng)中有1，2，…i…，n共n條管道，i代表第i條管道；將13代入9得： 比較14和15得： 所以水沿管道流動的流量和水頭壓力為： 通過檢測得到管道始端、末端的流量和水頭壓力四個變量中的任意兩個變量，就能確定和的值，然后通過18得到沿管道輸入的水流量和水頭壓力變化；S2：建立水泵電路化類比模型水泵轉速固定時，水泵水力模型可量化表示為19和20當水泵開啟時： 當水泵關閉時： 式中：aPm、bPm、cPm均為水泵的常規(guī)系數(shù)；為水泵的水頭壓力增益；為水泵中水流的實際流量；為水泵中水流的最小流量；為水泵中水流的最大流量； 而則： 式中：為水泵中水流的基準流量；為水泵中水流的實際流量和基準流量的差值；將21代入19得： 對水泵進行電路化類比可得：等于水泵后端的水頭壓力H′Pm減去水泵前端的水頭壓力HPm，即水泵的電阻水泵的電壓源如此計算得到RPm、UPm，再代入22即可得到水泵中水流的實際流量水泵作為配水系統(tǒng)中唯一的耗電設備，通過計算系統(tǒng)中所有水泵的用電功率即可計算配水系統(tǒng)的總耗電功率，水泵的用電功率和配水系統(tǒng)的用電功率分別計算為： 式中：k1、k2、k3均為水泵的常規(guī)系數(shù)；配水系統(tǒng)中有1，2，…j…，共臺水泵，j代表第j臺水泵；S3：建立減壓閥電路化類比模型減壓閥的水力模型為： 式中：為減壓閥水頭壓力增益；為在t時刻流過減壓閥m的水流的實際流量；kV為減壓閥的開度系數(shù)； 而則： 式中：為流過減壓閥的水流的基準流量；為流過減壓閥的水流的實際流量和基準流量的差值；將26代入25得： 對水泵進行電路化類比可得：等于減壓閥后端的水頭壓力H′Vm減去減壓閥前端的水頭壓力HVm，即減壓閥的電阻減壓閥的電壓源如此計算得到RVm、UVm，再代入27即可得到流過減壓閥的水流的實際流量S4：建立蓄水池模型通過線性的水壓約束關系進行建模，具體約束關系如下： 式中：為蓄水池在t時刻的進水流量；為蓄水池在t時刻的出水流量；為蓄水池在t時刻的水頭壓力；為蓄水池在在t+Δt時刻的水頭壓力；為蓄水池的橫截面積；為蓄水池在t-Δt時刻的進水流量；為蓄水池在t-Δt時刻的出水流量；WJm,t為蓄水池在t時刻的蓄水總量；為蓄水池的最小蓄水總量；為蓄水池的最大蓄水總量；μw為蓄水池蓄水損失率。

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