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％.     

基于动态规划逐次逼近法的江都四站变速优化

建立了考虑峰谷电价、长江潮汐变化的南水北调泵站站内多机组变速优化运行模型：在水泵设计叶片安放角不变的情况下,以站内机组耗电费用最少为目标函数,时段为阶段变量,水泵转速、开机机组台教为决策变量,日抽水量为约束条件。针对该复杂非线性规划模型,首次采用动态规划逐次逼近法进行求解,并以江都四站为例,对站内多机组变速与定桨恒速运...     

大型泵站水泵机组工况调节方式定量优化选择

为了合理选择水泵机组工况调节方式,实现大型泵站优化运行,考虑机组起停机特性、安装维护性、可靠性等因素,在此基础上,针对优化运行功能,在保证抽水流量的前提下,以设备投资与运行总费用之和最小为目标,提出了定量选择水泵机组工况调节方式的方法.该方法综合考虑了泵站的扬程变化范围、运行时间、变工况优化运行、运行费用及设备投资.应用该方法对典型泵型的工况调节方式进行了优化计算,结果表明:当泵站运行扬程偏离高效区较多或扬程变幅较大时,泵站需要设置变角或变频变速工况调节机构.泵站年运行扬程分布不同,工况调节方式选择受到一定影响.设备费用降低后,泵站采用变角调节或变频变速调节的扬程适用范围增大,设置工况调节方式实现优化运行的效果更加显著.该方法为定量确定水泵机组工况调节方式提供了依据.     

江都站不同型号机组变速优化运行效果分析

以江都站不同型号机组、不同日平均扬程、不同运行负荷组合生成45种方案,并对每一种方案以单机组提水耗电费用最小为目标,采用动态规划法,分别按考虑分时电价与不考虑分时电价进行变速优化计算,同时进行考虑分时电价的常规运行计算,最后以单位提水费用作为分析指标,对不同型号机组变速优化运行效果进行比较分析,其结论为考虑分时电价、长江潮位影响等因素的站群优化理论研究提供决策依据,同时为大中型泵站改造与经济运行提供参考。     

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。     

离心泵变速调节节能浅析

泵站的经济运行就是要求以最少的能耗获得最大的经济效益。本文从离心泵变速调节原理入手,探讨了以节能为目标的离心泵变速调节的计算方法和效果。     

蒙开个地区河库连通工程泵站机组组合研究

蒙开个地区河库连通工程是滇南中心城市水资源优化配置、统一调度的重点工程，包含南洞一级泵站、南洞二级泵站和长桥海泵站，研究泵站机组优化组合有助于降低工程的运行成本。以泵站耗能最小为目标，构建了三座泵站的水泵机组优化组合模型，运用遗传算法（GA）、差分进化算法（DE/rand、DE/best）对模型进行求解，研究结果表明：DE/rand算法求解效果较好，搜索空间更大，稳定性强，适用于蒙开个地区河库连通工程泵站机组优化组合模型求解。最优运行过程会维持最少开机台数，当总流量位于开机临界点时，总功率会存在跳变。优化后的机组组合方式提高了泵站运行效率，降低了运行成本，可为蒙开个地区河库连通工程泵站经济运行提供参考。     

变频调速灯泡贯流泵性能与控制方式

变频调速作为灯泡贯流泵的一种工况调节方式已经运用于南水北调东线工程的多座泵站.为了研究变速工况下的灯泡贯流泵水力性能和控制模式,指导泵站优化运行和推广应用,针对淮阴三站和泗洪泵站这2种典型型式的机组,分析和研究了其变频变速性能及不同转速的模型试验结果,并根据有、无旁路的电气主接线2种方式,研究在考虑变频装置和电动机在不...     

泵站用行星齿轮变速传动装置的设计

基于泵站的更新改造,针对目前国内泵站采用直联传动的现状,结合泵站变速调节的优点,提出了采用行星齿轮变速的泵站传动装置.该传动装置由行星齿轮变速和齿轮减速两部分组成,行星齿轮变速由一排2X-H型行星齿轮传动及控制变速器运动输入的两个离合器和两个制动器组成.通过分析行星齿轮的运动得到了变速比.通过对行星齿轮两种配齿方案的计算和分析,确定了用于泵站的行星齿轮传动变速方案：选用转速为1 500 r/min的电动机,行星齿轮变速的两种传动比为3和1.5.经过配齿设计,得出泵站所需要的输出转速为250 r/min和125 r/min.采用行星齿轮变速传动也可以满足南水北调工程泵站流量和扬程变化大的特点.     

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...     

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%.     

Energy saving with variable speed pumps in on-demand irrigation systems

The present work analyzes energy saving in on-demand irrigation systems served by an upstream pumping station. The objective of this work is to identify the best pumping station operating mode to optimize energy consumption. This objective can be achieved by matching the discharge and the pressure head required by the network (characteristic curve of the network) during the whole irrigation season with the pumping station characteristic curves. The characteristic curve of the network can be obtained using an appropriate stochastic generation modeling, and COPAM software was used in the present work. The characteristic curves of the pumps can be adapted to the network characteristic curve by equipping the pumping station with variable speed devices. Several types of regulation based on variable speed techniques were identified and analyzed. The differences in energy consumption for each technique were quantified for two on-demand irrigation districts in Southern Italy and managed by the Water Users Organization “Consortium of Capitanata”. It was demonstrated that in comparison with the current pumping station regulation, energy savings of about 27 and 35% may be achieved for the two districts.     

南水北调东线泵站变速运行模式的适应性

以南水北调东线工程源头泵站江都四站为例,通过单机组优化运行（叶片全调节、变频变速）数学模型的求解、分析可知,在南水北调东线源头泵站扬程变幅（日均扬程7.8~3.8 m,潮差1.2 m）范围内,不管是否实行峰谷电价,泵站叶片全调节优化运行是较为合适的运行模式;变频变速运行仅在扬程低于5.0 m、非满负荷运行时优于叶片全调节;在满负荷工作时,泵站变频变速与定角恒速运行相比,变频变速优化运行带来的效益不足以抵消变频装置的耗损.同时,从泵装置运行的机理出发,证明了大型提水泵站只有在一次调水过程中的扬程变幅足够大时,变频变速优化运行才能产生效益的论点.该成果可为南水北调东线大型泵站的改造、优化运行提供理论依据.     

泵站经济运行中机组投入顺序的模糊优选

由于泵站机组的实际性能与设计值不一致，造成在泵站经济运行中对机组开机顺序的选择有一定的困难。采用基于模糊一致矩阵的决策方案优选方法对机组进行选优，使泵站的经济运行更符合实际，更有效降低泵站的运行能耗。     

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     

基于CFD的低扬程泵装置变速特性及相似性

根据南水北调工程中低扬程泵站采用变频调速进行工况调节的运行要求,应用相似准则分别分析了泵和泵装置在不同转速下能量特性的关系,指出不同转速下泵的流量扬程关系特性符合相似律,但由于进、出水流道中的流动受到水泵流动的影响,泵装置的流量扬程关系在不同转速下不完全符合相似律。采用计算流体动力学方法分析了典型灯泡贯流泵装置在3种不同转速下出水流道的流场分布,发现随着转速差距的加大,同一截面上的速度分布甚至出现相反的分布规律,进一步证明了不同转速下的泵装置特性不完全符合相似律,因此变速工况下的低扬程泵装置特性不能采用传统的相似律预测.     

动态规划在小型灌溉泵站群布局优化与调整中的应用

机电泵站的改造与建设规划，必须随着灌区内用地布局的大面积调整而进行优化与调整．采用动态规划法，以泵站为阶段变量，水量为决策变量，泵站群灌溉净效益最大为目标函数，对区域灌溉泵站群进行优化，并根据优化结果提出泵站建设和改造的调整方案，对当前提高农村水利建设资金使用率和水资源利用率具有很重要的意义．通过对淮安市淮涟灌区的优化规划改造，提高了灌区工程的效益，保证了灌溉需求．