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%.     

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%.     

泵站优化运行算法

通过对动态规划法、线性规划法、非线性规划法及遗传算法等泵站优化运行算法的综述，对泵站运行优化方法的发展提出新的看法。     

基于分时电价的梯级泵站输水系统日优化运行

为了提高梯级泵站输水系统日运行效益,通过分析梯级泵站输水系统,提出了梯级泵站输水系统整体运行效率的定义及表达式,分析了梯级泵站输水系统日运行费用的影响因素及优化机制.在此基础上,以日运行费用最小为目标,考虑分时电价,日输水总量,泵站进、出水池水位等约束条件,以时段流量分配、级间水位等因素为决策变量,建立了梯级泵站输水系统日运行费用优化模型、梯级泵站输水系统运行效率优化模型和单级泵站运行效率优化模型,采用基于区间离散的动态规划法进行求解,进而确定梯级泵站输水系统日优化运行方案,包括各时段内梯级间水力(水位、流量)方案和各泵站内运行方案.将该优化方法应用于南水北调东线韩庄运河段梯级泵站工程,结果表明节约费用效果较为显著.     

联合运行泵站前池优化数值模拟研究

基于 N-S方程和标准的 k-ε紊流模型 ,采用交错网格系统 ,对联合运行泵站前池的各种复杂流态进行了数值模拟 ,优化了前池布置形式 ,并对工程措施的改善流场进行了计算。计算和模型试验均表明采用整流措施的优化方案是切实可行的。研究成果可应用与类似泵站兴建与改造 ,具有较好的推广应用价值     

联合运行泵站前池优化数值模拟研究

基于N－S方程和标准的k-ε紊流模型，采用交错网格系统，对联合运行泵站前池的各种复杂流态进行了数值模拟，优化了前池布置形式，并对工程措施的改善流场进行了计算。计算和模型试验均表明采用整流措施的优化方案是切实可行的。研究成果可应用与类似泵站兴建与改造，具有较好的推广应用价值。     

泵站多机组叶片全调节优化运行分解-动态规划聚合方法

针对泵站多机组叶片全调节日优化运行数学模型,提出了大系统分解-动态规划聚合求解方法。以泵站日提水耗电费用最小为目标,机组提水量为协调变量,将该模型分解为若干个单机组叶片全调节日优化运行子模型。该子模型以机组叶片安放角为决策变量,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,泵站提水量的离散值为状态变量,同样采用动态规划方法求解。该方法可解决安装不同型号泵机组或各机组性能存在差异的站内最优化运行问题。以淮安四站运行为例,获得了较好的优化效果。     

尔王庄暗渠泵站机组优化运行探讨

针对尔王庄暗渠泵站利用率高的要求以及机组出水结构的特点，对水泵机组进行了运行测试及研究：提出了泵站优化运行方案。实践结果表明实时根据水位及输水量等优选开机台数，优选叶片角度，可使泵站功耗大大降低。     

大型泵站运行优化方法及其应用

为了掌握适于求解具有多变量的大型泵站运行优化问题的现代优化方法,阐述了遗传算法（GA）、基本粒子群算法（PSO）与模拟退火粒子群算法（SA-PSO）的基本原理,分析了算法的异同点,从理论上得出PSO算法较GA算法更简单、更高效.以南水北调东线工程江都泵站系统为例,当泵装置扬程一定时,以各座泵站开机台数和水泵叶片角度为变量,运行费用最少为目标函数,并且满足总抽水流量、单机允许抽水流量以及开机台数等约束条件,建立运行方案优化数学模型,确定各座泵站开机台数、机组运行工况和日运行费用.分别采用遗传算法、基本粒子群算法和模拟退火粒子群算法求解,可行性规则处理约束条件,应用Matlab语言编制优化计算程序.结果表明：SA-PSO算法求解的泵站变角优化运行方案,较在设计角度运行的方案节省运行费用0.99%～4.22%,较GA,PSO算法最优解方案分别节省运行费用0.22%～2.80%和0.02%～0.40%;3种算法的运算时间分别为30,52,25 s.因此,SA-PSO算法较为适合于大型泵站运行优化问题的求解.     

供水泵站优化运行的混沌算法

以机组开机状态为变量,抽水流量和调速泵调速范围为约束条件,泵站总耗能最小为目标,采取直接优化的方法,建立了供水泵站优化运行的数学模型．利用混沌优化技术,通过对定速泵的变量取整以及判断调速泵转速是否在调速范围,形成泵站开机状态变量,对等式约束采取增加惩罚函数、不等式约束通过变量尺度变换和平移办法解决．应用Matlab语言编制优化计算程序,对泵站一天实际运行数据进行优化计算,总消耗功率比经验操作可减少3．67％左右．该方法简单易行,求解精度和可靠性较高,是解决既有定速泵又有调速泵泵站优化运行的有效方法．     

基于分解协调法的梯级泵站优化模型局部敏感性分析

为了提高梯级泵站的运行效率,对其进行优化调度研究十分必要。以济南市玉符河卧虎山水库梯级泵站为例,基于分解协调法建立了能耗优化模型和日运行电费优化模型,利用修正的Morris筛选法对模型进行了局部敏感性分析。结果表明:对于能耗优化模型,能耗和单位流量(扬程)能耗随着瞬时流量、后池水位的增加和前池水位的降低而增加,参数的敏感性排序为瞬时流量、前池水位、后池水位;对于日运行电费模型,参数的敏感性排序为日调水量、高峰时段最小流量、低谷时段最大流量。在不超过机组承受能力和满足各种运行条件的情况下,高峰时段最小流量越小和低谷时段最大流量越大,日运行电费相对来说越小。研究为梯级泵站的优化调度提供了一定的参考和指导意义。     

叶片可调式水泵流量在线调节的研究

为了在大型输水工程中实现全系统的流量平衡，提出了叶片可调式流量在线调节方式，即来流有扰动时，通过自动调节叶片角度改变泵的流量特性，保持泵站前池水位不变而实现新的流量平衡。应用此方法编制了过渡过程仿真程序，并讨论了调节器参数对调节能力的影响。     

泵站单机组变速运行优化方法研

考虑峰谷电价与站下水位变幅等因素,提出了以日开机运行总耗电费用最少为目标函数,各时段水泵转速为决策变量,规定时段内抽水总量为约束条件的单机组变速优化运行动态规划模型.对江都四站单机组变速优化运行与恒速运行进行了比较分析,结果表明:满负荷工作时,无论是否考虑峰谷电价,变速带来的效益不足以抵消安装变频装置产生的耗损;考虑峰谷电价、非满负荷工作时,效益明显;不考虑峰谷电价情况下,80%和60%负荷工作时,变速节省的电费偿还相应配套功率的变频装置投资约需15～18年和7～10年.     

中小型灌区排涝泵站优化运行模式探讨

以靖江市孤山灌区为例,依据中小型提水灌区排涝泵站的特点,分别以排涝泵站开机机组总耗能最少、能耗率最低为目标函数,采用按开机机组装置效率最大和动态规划的方法,探讨了在满足特定排涝设计标准下孤山灌区内自成排水体系的竖河大港排水片排涝泵站最优运行方式,对提高中小型提排灌区泵站管理水平,减少能源浪费有一定的指导作用。     

泵站变角变速组合优化运行算法

建立了泵站多机组叶片全调节与变频变速组合优化运行数学模型,提出了基于动态规划逐次逼近法的大系统分解-动态规划聚合求解方法.以泵站日提水耗电费用最小为目标、机组提水量为协调变量,将该模型分解为若干个单机组叶片全调节与变频变速组合日优化运行子模型.该子模型以机组叶片安放角及机组转速为决策变量、机组提水量的离散值为状态变量,采用动态规划逐次逼近法求解.构造的聚合模型以各机组提水量为决策变量、泵站提水量的离散值为状态变量,采用动态规划方法求解.以某泵站运行为例,在满负荷、80％负荷、60％负荷下,各日均扬程下泵站多机组叶片全调节与变频变速组合日优化运行较定角恒速运行平均单位提水费用分别节约5.80％,25.19％,32.20％.     

东深三期泵站叶片裂纹成因分析

针对东深三期泵站轴流术式水泵叶片出现的裂纹，采用了有限元法对叶轮进行流体动力分析、结构刚强度与振动模态分析，并结合现场振动与压力脉动试验分析，判断叶片裂纹的成因，提出切割叶片出水边与轮比交点区的角和在叶片背面轮缘增加裙边的处理对策，取得了初步的效果。     

考虑渠道水力损失的梯级泵站日优化调度研究

优化调度是实现梯级泵站系统节能降耗最有效的非工程措施之一,系统中的各类损失是影响优化调度结果的重要因素。相较于传统的仅考虑泵站抽水装置的损失,将渠道水力损失纳入优化调度的考量范围,以梯级泵站系统日运行费用最小为目标函数,构建考虑渠道水力损失的梯级泵站日优化调度模型,采用动态规划算法对模型进行求解。利用该模型对南水北调来水调入密云水库调蓄工程前6级泵站进行优化调度。结果表明:渠道水力损失对扬程优化分配的结果改变显著,所构建的模型能有效降低运行费用。     

感潮泵站供水模式下的优化运行策略研究

针对感潮泵站供水模式下的调度需求,提出了一种实时优化策略。首先将泵组通用特性曲线转换为可插值的数据集,利用三维插值方法构建了泵组运行的数学模型,然后将优化时段离散处理,构建目标时段泵站运行的状态矩阵,最后将开机时长、开机台数、叶片角度限定在可行解集内,采用遗传算法求最优解。该策略支持优化时段的自由选取以及可行解集的自由定义,贴合工程运行调度的实际需求,算例表明,该方法求解快速,结果合理,能够满足感潮泵站实时优化调度的需求。     

低扬程取水泵站节能技术与优化运行

取水泵站装置效率低、能耗大的主要原因是水泵选型和组合运行调度不合理。从泵站节能降耗和提高经济效益角度出发，结合实例，在阐述水泵节能改造技术基础上，建立了以满足供水量要求、能源单耗最小为目标的泵站节能优化运行数学模型。计算结果表明水泵节能技术与优化运行数学模型技术相结合，是泵站实现安全供水、节能降耗、降低供水成本的最有效途径。     

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。