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。     

取水泵站能效的模型预测控制

在研究取水泵站能量模型及能效开环优化控制基础上,提出一种系统级的运行效率模型预测控制方法.本控制方法以定速泵运行状态为优化变量,以泵站总能源费用最小为目标.目标函数融入了分时电价及取水口水位等变量,并处理了总用水量、清水池水位高低限等约束.以一座配置定速泵的取水泵站为例,对开环优化及模型预测控制方法分别进行了仿真研究和对比分析.验证了能效模型预测控制方法的有效性及其处理变量预测误差的性能.提出的控制方法还能实现需求侧优化管理,有助于电网“移峰填谷”策略的实施.     

泵站离心式机组并联调速运行特性分析

针对泵站系统变流量时泵站并联机组调速运行工况点难以确定的问题，分析了相同型号、相同管路布置时多泵并联的运行特性。在此基础上，通过简化管路约束，应用离心泵性能特性和流体机械相似原理对泵站多泵并联工作机组的运行特点进行了分析和研究，建立以系统流量为约束条件下的调速特性数学模型，讨论了多泵并联系统调速时的系统性能，并给出并联调速机组单泵调速情况下的工况点计算方法。     

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.     

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。     

基于多目标粒子群算法的停泵水锤防护优化

为使泵站系统安全可靠运行的同时降低工程投资,采用多目标粒子群算法对停泵水锤防护进行优化计算,以单向调压塔的直径、初始液位、泵出口阀门的关闭规律为设计变量,目标是控制单向调压塔的体积以及系统的最大压力和最小压力,结合工程要求及规范确定了设计变量的范围和约束,通过迭代计算确定了最优的单向调压塔设计尺寸和阀门关闭规律。结果表明:优化后调压塔有效体积减小44.1%,最大水锤压力相比事故停泵减小168.5 m,该算法能够有效地应用于水锤防护的多目标优化问题中,得到了可靠且经济的防护方案。     

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。     

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。     

动态规划、模拟技术在多级泵站优化调度中的应用

对于多机组的多级泵站 ,以总能耗最小为目标函数 ,用动态规划法确定每级泵站的机组最优开机组合 ,然后模拟了系统的运行 ,计算出各级泵站之间的优化水位组合。该方法应用于实践 ,取得了满意的结果     

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。     

水泵变速调节简易计算方法及节能分析

对于已建成的泵站，在运行过程中，可采用变速调节的简便计算方法。在不同的净扬程时，可求得最佳转速，使泵站在最优工况下运行，泵站装置效率提高，对设计中的泵站也有参考应用价值。     

大型泵站的泵型选择

大型泵站的泵型选择,是泵站设计的一个关键性问题。以往,主要根据已建同类泵站的机型类比选择主泵泵型,技术、经济上欠合理。作者根据设计经验,提出了大型低扬程泵站泵型选择的设计方法。这种方法以比转数和模型通用特性曲线为依据,不仅比较实用,而且可以获得较大的经济效益。     

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%.     

齿轮箱传动在泵站中应用分析与选择方法

对齿轮箱传动在国内外低扬程泵站工程中的应用情况进行了综述和初步分析，提出的不同类型的齿轮箱可运用于不同功能和规模的泵站。根据低扬程泵站工程的特点，提出了选用齿轮箱传动的可靠性、高效性、经济性和运行维护便利性等基本原则，并参照国外的经验提出了齿轮箱选择的方法，可供泵站设计时参考。     

瞬态瑞利波法在检测粉喷桩加固处理软土地基效果中的应用

通过对瞬态瑞利波法测试技术的探讨，结合工程实际，介绍了该法在检测粉喷桩加固处理水闸软土地基效果中的应用。检测实践表明，该法是检测复合地基加固处理效果的一种有效方法。     

提高江都泵站进水池水位的措施和改造方案研究

通过对水情、工情分析，提出处理三站电缆沟、改变西闸控制运用方式、增设三站下游挡水墙、东闸与宜陵闸、宜北闸联合运用等技术措施和改造方案，以充分利用长江潮位优势，全面提高江都泵站进水池水位，从而降低泵站扬程，增大抽水能力，减少电能消耗，提高运行可靠性。本方案可显著地提高江都泵站的社会效益和经济效益。     

优化运行理论在泵站综合自动化系统中的应用

利用改进的神经元网络构建了泵站流量以及效率预测模型，并利用改进的遗传算法构建了泵站优化模型。将这两个模型应用到泵站综合自动化系统中，可以完成对泵站流量及效率的准确预测，并在此基础上实现泵站的优化运行。讨论了泵站优化运行理论在泵站综合自动化系统中应用的步骤和方法。     

梯级供水泵站停泵水力过渡过程分

阐述了梯级供水泵站停泵水力过渡过程的特点，结合工程实例，应用特征线法对两级泵站同时事故停泵或其中一级泵站事故停泵时可能出现的断流弥合水锤、下游泵站进水池抽空或漫顶的问题进行了计算分析，并提出了相应的控制措施。