離心泵作為重要的能量轉換裝置和流體輸送設備，耗電量巨大，其節能工作一直備受重視。東莞南方泵業據悉，近年來，節能觀念已由傳統只降低能耗的狹義節能觀念，轉變為包括環境保護、節材、提高泵機組可靠性等多因素的廣義節能觀念。工作重點也從提高離心泵設計效率轉為提高離心泵系統的運行效率，通過優化運行來實現離心泵系統節能的研究已成為發展趨勢和熱點。因此，可采用理論分析、數值模擬和試驗研究相結合的方法對離心泵系統優化運行策略進行深入研究，東莞南方水泵認識到主要研究工作和創新點有：

    1.針對傳統離心泵運行機理分析只適用于完整系統特性已知的情況，而對完整特性不可知的復雜系統缺乏分析方法的現狀，將離心泵系統中某節點上游不變或明確的部分與該節點下游不確定的部分分開，對明確部分的分析仍采用傳統分析方法，而對不確定的部分采用節點需求壓能的分析方法，建立了復雜離心泵系統運行機理分析方法。

    2.對離心泵系統中求解最小能耗運行線的方法進行了研究，在水泵運行機理分析的基礎上，繪制出離心泵系統能量利用流程圖，并根據系統的能量需求情況，對離心泵系統進行了分類，針對各類系統分別建立了最小需求能耗運行控制線的數學模型。

    3.對離心泵系統能量供需平衡實現策略進行了研究，發現用水需求規律是系統能否按最小需求運行的關鍵，需求規律確定的系統可完全采用最小能耗運行線為運行控制線，而用水規律不確定系統只能接近最小需求線，并且運行策略的制定與部分系統特性有關。

    4.針對用水規律不確定系統無法按最小需求控制線運行的問題，通過理論和試驗方法對需求規律不確定供水系統進行了運行機理的分析，發現可將系統中某上游的系統特性不變或能明確的節點作為控壓點，并以此來制定供給策略。同時在能夠直接控制該點狀態的系統中建立分流量段變壓供給策略，即將流量區域劃分為幾個流量段，在不同的流量段，其設定值不同。而對無法直接控制的系統，建立線性供給策略，即按一條連接最大流量下泵的工況點和滿足系統最低需求的靜態水頭點的直線運行。并且通過試驗證明這些方法是可行的，易實現的，而且是節能的。

    5.針對傳統的調度模型忽視了水泵運行過程中，由于不同工況而造成的維護費差異問題。采用泵的振動強度來評估這些差異，根據泵的振動特性，首次建立了反映水泵運行狀態的目標函數，形成了新的調度模型，并將該模型應用于某離心泵系統，結果表明，新模型可以對傳統模型所求得的結果進行修正，使離心泵運行在低振動狀態，且維修費用也有所降低。

    6.對離心泵系統中常見的一種經濟配置方式——單變頻控制的大小泵搭配配置進行了研究，發現若將變頻器同步切換技術引入此種配置中，則可以進一步降低能耗。因此，針對這種控制方式，首次建立了計及變頻器切換的調度控制模型，通過仿真試驗證明，采用該方法配置離心泵系統能夠運行在更加節能的工況，具有較高的性價比。

    7.對離心泵供水系統的控制模型進行理論分析和試驗研究，證明離心泵供水系統可簡化為一個一階慣性滯后模型。借助于虛擬儀器測試系統，測量了一個離心泵供水系統的階躍響應曲線，通過MATLAB中的系統辨識工具箱，辨識出該供水系統的模型，結果表明，當調節量較小時，其過程是可用線性模型進行近似的，而調節量較大時，采用線性模型無法對其進行近似，需要使用非線性模型。通過試驗數據構造出了模型的增益函數對供水過程模型進行修正，又通過仿真計算證明了修正模型能夠較好地反映供水系統的特性，能夠用于控制器的設計。

    8.對常規PID控制器，NCD-PID控制器，模糊PID控制器對離心泵系統的適應性進行了分析，結果證明當系統調節量較大時，常規PID不能較好地實現控制功能，而NCD-PID和模糊PID控制器卻能夠較好地實現控制功能，其中在控制超調和響應速度上NCD優于模糊PID，但由于NCD需要較為精確的模型，鑒于離心泵系統的精確控制模型不易獲取，因此模糊PID比較適用于離心泵系統。

    9.針對離心泵系統運行控制策略與系統的配置密切相關，但傳統的配置過程卻較少考慮優化控制策略的情況。在對離心泵運行機理研究的基礎上，建立了基于運行控制策略的離心泵系統配置可行性和經濟性的數學分析方法，并將該方法應用在某離心泵系統的改造上，結果證明可以節約16%能耗，而回收期只有兩年。