水力模型在北方某市泵站优化调度中的应用

节能降耗有利于我国经济可持续发展,因此降低供水企业泵站运行的高耗电量显得十分重要。利用北方某市供水管网水力模型对清源供水泵站进行优化调度的方案设计,通过遗传算法,计算出了最优的调度方案。优化调度方案实施后,泵站能耗降低了5.2%,节能降耗效果明显,水力模型为泵站优化运行提供有效节能方案。     

二次加压泵站的运行调节及节能分析

我国多采用加压泵站分级加压供水。加压泵站的运行调节方式主要有：水泵全速节流供水、水泵变频调速恒压变流供水、水泵变频调速变压变流供水和水泵直连变频调速变压变流供水等。阐明了这些运行调节方法的原理,并进行了能耗分析。分析表明：水泵全速节流供水简单、实用,但能耗最大;水泵变频调速恒压变流供水是目前应用最广泛的节能供水方式,其能耗较低,但仍存在额外的水力损耗;水泵变频调速变压变流供水能真正实现无额外水力损失,节能效果好;水泵直连变频调速变压变流供水能充分利用自来水管网水压,节能最显著,能减少自来水的二次污染。     

二次加压泵站的运行调节及节能分

我国多采用加压泵站分级加压供水。加压泵站的运行调节方式主要有：水泵全速节流供水、水泵变频调速恒压变流供水、水泵变频调速变压变流供水和水泵直连变频调速变压变流供水等。阐明了这些运行调节方法的原理,并进行了能耗分析.分析表明:水泵全速节流供水简单、实用,但能耗最大;水泵变频调速恒压变流供水是目前应用最广泛的节能供水方式,其能耗较低,但仍存在额外的水力损耗;水泵变频调速变压变流供水能真正实现无额外水力损失,节能效果好;水泵直连变频调速变压变流供水能充分利用自来水管网水压,节能最显著,能减少自来水的二次污染。     

送水泵站中水泵选择的合理性及其节能分析

目前在自来水生产企业中,节能降耗正逐渐成为企业追求的一个重要经济指标。本文通过对怀化市一水厂的改造,阐述了正确合理选择送水泵站的水泵和供水方式,使水泵运行区域均在高效区,以达到最大限度的节能效果,为企业带来巨大的经济收益。     

考虑峰谷电价及清水池调节容积的取水泵站优化调度

取水泵站优化运行调度研究对泵站节能具有较好的指导意义。针对取水泵站的工作特点,以取水泵站日运行耗电费最小为目标,考虑峰谷电价及清水池调节容积对取水泵站日运行耗电费的影响,建立了含定速泵或双速泵的取水泵站优化运行调度数学模型,并利用基于动态规划法的求解策略对该数学模型进行了求解。最后通过实例计算结果表明：在原有泵型不变且同等满足供水要求的情况下,该取水泵站采用本文优化后的运行方案较目前实际的运行方案,可有效地实现充分利用清水池调节容积应对峰谷电价进行错峰运行,泵站运行耗电费可明显降低,这验证了本文所建立的优化调度数学模型是合理、有效的,对类似的取水泵站节能运行具有良好的指导意义。     

泵站群控系统的节能优化调度研究

在实际泵站运行中需要根据不同要求调节流量扬程,由于泵站中定速泵和调速泵运行组合不合理,导致泵站运行效率低下。针对此问题,提出以泵站总功率最小为目标函数,以供水指标约束、单泵供水能力和调速泵的调速比为约束条件,建立了泵站优化运行数学模型。利用人工蜂群算法确定水泵并联运行的台数、调速泵的调速比及各泵流量的分配,实现泵站的优化运行。以某泵站实际要求进行计算,得出优化运行方案,比较并分析人工蜂群算法和标准遗传算法在泵站优化运行中的适用性。结果表明:人工蜂群算法的计算结果更优,收敛速度更快,计算用时更少,表明该算法在泵站优化运行及相近领域有较高的实用价值。     

农业水利泵站监测信息系统及其泵站节能探讨

农业水利泵站是水利工程的重要组成部分,其主要作用是通过将水资源进行加压处理,进而实现供水和输水的目的。现阶段,我国大部分农业水利泵站运行效率低下且能源浪费严重,如何使农业水利泵站节能运行、降低能耗、提高运行效率对农业水利泵站的运行管理具有重大意义。基于此,笔者针对我国农业水利泵站监测信息系统以及泵站节能进行探讨,阐述了农业水利泵站监测信息系统以及泵站的运转原理,提出了实施区域灌溉策略、设计进水和出水建筑、多个泵站联合运转、使用新型水泵设备、制定定期巡检计划、落实良好的供电设计、积极使用新能源等优化农业水利泵站节能效果的具体措施,以保障我国农业经济安全,助推我国节能减排工作的落实和开展。     

泵站多型号水泵机组运行的优化调度

从提高水泵、电动机、管理机构的综合效率出发，根据大中型泵站多型号水泵机组运行的实际情况和要求，运用动态规划理论，建立以泵站总运行费用最低为优化目标的数学模型，并编制了泵站优化调度的应用程序，可以方便、准确地确定泵站各种型号机组的最优开机台数、最优运行参数及经济指标，从而提高了泵站的运行管理水平及经济效益。     

东深供水改造工程太园泵站设计中几个问题的研究

太园泵站是东深供水改造工程的水源泵站，由于泵站流量和扬程变幅较大，为提高泵组运行效率，节省运行费用，在设计中对水泵和主电动机的参数选择进行了充分的比较论证。同时，由于该站是梯级调水泵站的首级泵站，还须对泵站运行调度的可行性进行研究，以保证多级泵站运行时的流量平衡。另外，还对虹吸式出水流道的起动特性进行了研究，提出了有利于泵站运行管理的结论和建议。运行实践表明，太团泵站设计参数的选择是正确的，为东深供水改造工程的优化调度和经济运行奠定了基础。     

曹庄泵站水泵机组节能措施研究

曹庄泵站是天津市滨海新区供水工程的首级加压泵站,也是南水北调中线天津干线工程与滨海新区供水工程的节点工程。泵站为大(Ⅰ)型Ⅰ等工程,泵站供水系统的主要特点为:输水距离长,泵站输水流量变化幅度大,几何扬程小,水泵扬程主要取决于管线的输水水力损失,扬程随流量变化大,节能问题突出。通过曹庄泵站的工程实例,针对分期实施的长管道、高摩阻泵站供水系统在扬程变幅较大实现供水流量匹配的情况下,通过调速运行特性的分析对初、远期机组合理配置和经济运行方案进行了深入的对比研究,可以从中找出长距离输水管道泵站水泵机组的节能相关经验,为拟建的相似工程提供借鉴。     

梯级引水工程水位优化调度模型研究

大型引水工程整个系统在进入稳态运行后,在各站的抽水流量或首级站进口水位发生变化的情况下及时做出运行决策,调整各梯级站间的水位,达到整个系统总能耗最小的目的。针对这一问题提出了大型引水工程各梯级站水位优化调度的数学模型,并对其解法进行探讨。     

均匀分流干管增压泵节能分析

本文从能量消耗角度,分等水力坡降及等管径两种情况,分析了主干管均匀分流情况下采用一级集中供水泵站及加压泵站加压、增压泵增压三种情况下的能量消耗值,确定了能耗最省的加压泵站、增压泵的最佳位置计算式,并对三种情况的能耗值进行了比较讨论。     

基于遗传算法和神经网络的泵站经济运行研究

以泵站总耗能最小为目标，建立了叶片可调节泵站站间和站内经济运行优化数学模型，采用遗传算法应用Matlab语言实现优化计算。对江都第4站1999年实际运行资料进行优化计算，总消耗功率比经验操作可减小3．39％左右。针对泵站的流量和扬程变化频繁而一般的优化计算方法速度较慢的问题，以仿真优化结果为样本，利用人工神经网络对相似工况进行预测，预测结果平均误差为1．99％。遗传算法和神经网络联合应用，求解精度和可靠性较高，是解决泵站优化运行问题的有效方法。     

并联泵站群日优化运行方案算法

提出了并联泵站群日优化运行数学模型,该模型以并联泵站群日提水费用最少为目标函数,以各时段机组叶片角或转速为决策变量.考虑站间不同工况调节方式,采用大系统二级分解-动态规划聚合法进行求解.首先以泵站日提水耗电费用最少为目标,泵站提水量的分配为协调变量,将该模型分解成若干个泵站多机组日优化运行一级子模型;再以单机组日提水耗电费用最少为目标,机组提水量的分配为协调变量,将一级子模型分解为若干个单机组日优化运行二级子模型.该二级子模型以机组叶片安放角或机组转速为决策变量,机组提水量的离散值为状态变量,采用动态规划方法求解.构造的聚合模型以各机组提水量为决策变量,并联泵站群提水量的离散值为状态变量,同样采用动态规划方法求解.该方法可以解决不同工况调节方式、不同时段划分及不同日均扬程下并联泵站群的日优化运行问题.以淮阴一、三站并联运行为例,作了日优化运行计算,结果表明：各日均扬程下满负荷、80%负荷、60%负荷优化运行单位费用,较定角恒速运行分别平均节约10.53%,26.54%,34.40%.     

基于试验选优方法的多机组叶片全调节优化运行研究

针对淮安四站采用站内多机组叶片全调节日优化运行数学模型,以日耗电费用最少为目标函数,应用试验选优方法进行计算分析,研究同一时段内水泵各机组在叶片安放角相同时的优化运行效益。结果表明,考虑峰谷电价、不同负荷工作时,淮安四站站内多机组叶片全调节优化运行与定角恒速运行相比,单位费用及机组累计开机时长降低,且负荷越小,节省幅度越显著;泵站运行时基本上是高电价对应于小叶片角、少开机台数,反之亦然;此外,提出了一套不同日均扬程及提水负荷下泵站叶片全调节优化运行预案,该成果可为日均扬程变幅较小的大型泵站站内多机组叶片全调节优化运行提供参考,同时也为淮安站-淮阴站站间优化运行提供研究基础。     

大套第三抽水站辅助设备能耗计算分析

为了解大型泵站辅助设备的能耗情况,以江苏省通榆河北延送水工程大套第三抽水站为例,介绍了大套第三抽水站辅助设备设置情况;通过分析各类辅助设备的运行情况,系统计算了辅助设备运行能耗,分析了各类辅助设备能耗的特点.结果表明,大套第三抽水站辅助设备耗能约占泵站总能耗的3.13%,其中,照明、清污和电机通风等能耗所占比例较大,各占辅助设备总能耗的1/3左右.成果可为大型泵站辅助设备的设计与节能提供参考.     

基于动态规划法的单级泵站日经济运行优化模型

为合理选择泵站机组在不同工况下的组合方式,实现单级泵站的运行优化。通过分析水泵运行效率与水泵流量、扬程以及转速间的相互关系,确定水泵装置的工况点,构建单级泵站日经济优化运行模型,以泵站日运行总费用最低为目标,通过动态规划法从而求解单级泵站的日经济最优运行方案。选定南昌市九圩港提水泵站为研究对象,依据泵站已有的运行数据,在综合考虑泵站日运行分时电价、扬程及流量变化的基础上,将该泵站优化运行模型分为两层,第一层为泵站日经济优化运行模型,确定泵站在一日内运行费用的最小值;第二层为泵站运行效率优化模型,确定在不同时段内泵站效率最优运行方式。结果表明,当日总输水量一定时,分时电价是影响泵站日经济运行费用和不同时段机组流量分配的主要因素;以九圩港泵站的典型工况为例,优化后的泵站运行方案较优化前日单位运行费用降低了18%。该模型对实现单级泵站日经济优化运行具有一定指导意义。     

基于Pareto最优解的跨流域调水泵站多目标优化运行研究

【目的】探究跨流域调水泵站多目标优化运行。【方法】以泵站提水费用最小及站内机组间流量不均匀度最小为目标,以调水周期内各时段各机组叶片安放角为决策变量,本文建立了泵站多目标优化运行非线性数学模型,提出了基于Pareto最优解理论求解的多目标遗传算法。以南水北调东线源头江都4站为研究实例,考虑峰谷分时电价影响,开展了不同日均扬程及提水负荷下的典型计算分析。【结果】综合考虑泵站运行的安全性和经济性,在100%、80%、60%提水负荷下,江都4站最佳运行方案对应的每万m³提水费用较常规运行方案平均节约12.44%、14.26%和3.69%,机组间流量不均匀度相较于单独考虑经济运行目标的方案显著减少。【结论】新建立的模型能够有效降低泵站优化运行过程中的安全隐患。     

山湖水库“一库两站”联合运行优化调度方法

针对特殊干旱年山湖水库水资源优化调度问题,提出了单座年调节水库与补库泵站、调水泵站联合运行的“一库两站”系统水资源优化调度模型.模型以年内各阶段受水区缺水量平方和最小为目标函数,各阶段水库的供水量与外调水量为决策变量,水库年可供水量、调水泵站年提水量、库站联合运行调度准则为约束条件,采用动态规划逐次逼近法求解,获得了水库最优的供水量过程和弃水量过程、补库泵站最优的补水量过程以及调水泵站最优的提水量过程.结果表明：山湖水库“一库两站”系统水资源优化调度可将系统缺水量从16万m3减小至8.6万m3,而水库弃水量从84.1万m3减小至0,泵站补水量从2 190万m3减小至2 140万m3,外调水量从380万m3增加至390万m3.该成果可为采用类似“一库两站”系统供水灌区的运行管理提供借鉴和参考.