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。     

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。     

不受潮汐影响城镇圩区排涝泵站群常规调度方案优化

为降低不受潮汐影响城镇圩区排涝泵站群常规调度能耗,提出了排涝总能耗最小单目标选优和圩区内(外)河水位限制多目标去劣的优化方法。为圩区排涝泵站群常规调度确定若干种典型排水条件组合,对每组排水条件,以泵站为试验因素、各泵站不同的运行规则为试验水平、不同运行规则组合下的最小运行能耗为试验结果开展正交试验;对试验结果开展正交分析获得各泵站从优到劣不同运行规则组合序列。对每组运行规则序列,根据各泵站排水能力限制,应用动态规划法可获得圩区泵站群最低排涝能耗及对应的各泵站开机方案;对最低排涝能耗排序可获得圩区泵站群优化运行方案序列,进一步应用圩区内(外)河水位限制条件可获得圩区泵站群某排水条件下最优调度方案。以上海市城区某区域为实例,阐明了优化计算全过程,优化计算结果比现行调度方案的排涝能耗至少可节省6%。     

大运行模式下调度操作优化的探索

大运行体系建设优化了调度功能结构,推进了调度业务模式转型,实现了调度工作的标准化、调控一体化。通过一次实际的大型操作,从停役方案的优化,启动方案的优化,调控操作的优化等方面详细介绍了大运行模式下调度操作优化的实践,为县调大运行的操作提供了一个可供借鉴的实际案例。     

基于差异特性水泵机组的优选与调控

为有效降低泵站因理论抽水装置效率偏离实际情况产生的方案误差,在聚类方法的基础上,利用历史监测数据对泵站内各抽水装置的特性曲线进行校正,同时将校正结果运用到泵站优化调度模型中,构建基于差异特性水泵机组的泵站优化调度模型,以实现站内机组的智能优选与调控.研究结果表明：校正后曲线的理论抽水装置效率比校正前精度平均提高18.8%,更符合工程实际;相比于人工经验调度方案,基于校正后曲线的差异特性水泵机组优化方案能耗平均降低了9.08%,成本平均降低了3.59%,优于人工经验调度方案;对校正后的多台水泵机组性能曲线进行对比发现,因安装位置、累计运行台时及磨损程度不同,导致泵站内同型号水泵的抽水装置效率产生差异,最大偏差达14.63%,说明长时间运行时的泵站已无法直接通过均分流量完成最优分配,进一步证明了水泵机组差异特性研究的必要性.     

梯级泵站优化调度软件设计及应用

以分解 -协调法为求解计算的理论基础 ,并利用VB和Fortran语言相结合的方法开发了梯级泵站优化调度可视化软件 ,软件中主要包括机组装置效率的模拟、单个泵站的运行优化、梯级泵站的运行优化和一些辅助功能 ,可帮助泵站运行管理人员科学制定泵站运行方式     

泵站智慧管控一体化平台的研究

本文研究开发大型泵站机组安全、运行、调度、分析、决策统一构建的泵站智慧管控一体化平台,从而实现机组运行状态监测与诊断、泵站运行经济性分析、优化调度辅助决策及泵站信息全方位展示等功能。在南水北调东线一期工程山东段邓楼泵站自动化系统升级改造项目中应用示范,充分利用大数据、物联网、云计算对泵站各类信息进行深入挖掘分析,实现全方位数据感知、全自动安全控制、全场景智能预警、全方位安全预警预测,达到“远程控制自动化、业务管理信息化、调度决策智能化”的目标,实现了调度生产指标可视化、运行状态管理集约化、运行调度智能化和泵站智慧管控一体化。     

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。     

梯级泵站优化调度软件设计及应户

以分解一协调法为求解计算的理论基础，并利用VB和Fortran语言相结合的方法开发了梯级泵站优化调度可视化软件，软件中主要包括机组装置效率的模拟、单个泵站的运行优化、梯级泵站的运行优化和一些辅助功能，可帮助泵站运行管理人员科学制定泵站运行方式。     

基于多Agent理论的城市供水泵站运行调度系统

将多Agent理论与供水泵站运行调度结合起来,建立了一个基于多Agent理论的城市供水泵站运行调度系统,此系统由监控多Agent子系统、方案决策多Agent子系统、方案执行多Agent子系统以及起协调联络作用的管理Agent和通信Agent构成.整个系统内的各个Agent相互协作使系统具有高度智能性、分布性和开放性等特性,为城市供水泵站进行合理的运行调度提出了新思路.     

基于BP网络的泵站优化调度

针对二维水泵动力特性拟合方程不利于插值及迭代计算的特点,建立BP型三层神经网络预测模型,得到精确的水泵动力参数。在此基础上,以泵站耗能最小、运行成本最低为目标,建立调度优化数学模型,采用改进型遗传算法对某站实际运行方案进行寻优,确定开机台数、流量、叶片角度等参数,得到最佳的优化调度方案。     

基于密云调蓄工程梯级泵站的抽水装置性能分析

根据模型试验结果,对模型试验数据进行拟合和换算,得到水泵原型装置的性能参数;再考虑水泵运行的传动效率和电机效率,得到原型抽水装置特性曲线;最后经插值计算,得到离散的水泵特性参数。分析泵站在不同机组投入运行条件下的可工作区间,结合工程设计参数,得到在实际调度过程中可能运行的所有工况;将此工况区间进行离散,得出各个工况点下梯级泵站系统的高效运行方案。以密云调蓄工程梯级泵站中屯佃泵站、西台上泵站为例进行了计算,分析对比轴流泵和混流泵在本工程运行中的效率情况,其结果作为泵站优化调度的基础数据,为梯级泵站调水工程的初期安全、高效运行提供技术支撑。     

基于改进粒子群算法的排涝泵站优化调度分析

针对泵站节能降耗问题,建立了站内优化调度模型,并利用混沌理论改进粒子群算法,开展站内调度方案寻优问题研究。研究结果表明,采用混合粒子群算法,收敛速度快,求解精度高,较适合泵站优化调度求解;采用3时段优化分析时,优化方案耗电量为23.34万kWh,节省电量3.46万kWh,取得了较好的优化调度结果。     

大型水利工程梯级泵站短期优化调度方案

针对泵站高能耗难题,采用粒子群优化算法对南水北调东线徐洪河段的短期经济性调度方案进行研究.基于水量平衡方法,耦合流量、水位、蓄量及水力损失函数关系式,动态模拟渠道水情变化过程.将泵站扬程动态调整过程中产生的电费纳入考虑范围,以调度期内梯级输水系统产生的总电费和调控后水位与目标偏差最小为优化目标,其中目标水位为适应短期内调节的梯级扬程优化分配结果.基于实际运行数据对模型结果进行分析和验证,结果表明：渠道水情模拟方法的模拟精度较高,水位模拟值与实测值平均误差在10 cm左右;梯级短期优化调度模型引入目标水位增强了优化效果,进一步减少4.7元/万m³用电费用,优化方案的单位运行成本相比实际调度可有效降低6.7%.     

自动化控制技术在泵站系统中的应用

泵站在水利运行工程中有着至关重要的作用,尤其对防汛防旱工程能够起到调度、防洪及防旱等作用,因此如何智能化、自动化地运行水资源调度是当前泵站系统研究的重要课题。本文详细阐述泵站综合自动化控制信息系统的操作流程、控制方式以及整体的系统构成。该系统是一个科学合理的泵站自动化控制系统,不仅在一定程度上控制了设备运行成本和费用,还提高了泵站的整体运行水平,具有一定的价值。     

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.     

遗传算法在余码头泵站优化调度中

遗传算法是模仿生物界遗传与进化过程的一种寻优方法,用遗传算法来指导泵站的优化运行,可以克服经典优化算法要求的目标函数可求导以及约束条件连续等缺点。以余码头泵站为例对泵站的优化运行问题进行了探讨,建立了泵站优化运行的数学模型,并设计了相应的遗传算法进行了求解,结果证明,将遗传算法用于余码头泵站的优化调度是可行的。     

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。     

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。