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。     

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。     

景电一期工程泵站综合调度自动化系统应用

为了保证景电一期工程泵站水工建筑物和机电设备的安全、可靠运行,较好地做到级间流量的配合,使景电提灌工程自动化程度得以提高,对景电一期工程泵站进行了综合调度自动化改造.介绍了自动化系统的总体结构、功能及其运行方式.     

景电一期工程泵站综合调度自动化

为了保证景电一期工程泵站水工建筑物和机电设备的安全、可靠运行,较好地做到了级间流量的配合,使景电提灌工程自动化程度得以提高,对景电一期工程泵站进行了综合调度自动化改造。介绍了自动化系统的总体结构,功能及其运行方式。     

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.     

管渠结合的梯级泵站扬程优化分配研究

密云水库调蓄工程是保证北京市区供水安全的一项关键工程，极大程度地缓解了北京市水资源供需紧平衡状态。为实现工程的经济运行，以密云水库调蓄工程后三级泵站（郭家坞、雁栖、溪翁庄）为研究对象，基于水力学模型建立梯级泵站扬程优化分配模型，采用IAPSO优化算法对模型进行求解。结果表明：对于管渠结合的梯级泵站输水系统，在不同输水流量下，梯级泵站的扬程优化方案较实际运行方案相比效率可提高5.2%；梯级间水力损失和泵站转速会对优化结果有较大的影响。该研究可为梯级泵站经济运行提供行之有效的运行方案，保证梯级泵站输水系统的安全经济运行。     

基于DP-分解协调法的梯级泵站优化调度及控制

为了降低含变频泵的梯级泵站日运行费用、减少优化算法运行时间和便于管理。将含变频泵的梯级泵站优化调度这一复杂得多目标决策问题,拆分为能耗优化和电费降低2个问题,对于能耗优化问题运用分解协调法将梯级泵站模型以扬程为关联量分解为单级泵站子系统模型和单级泵站交互子系统模型,将单级泵站子系统以流量为关联量分解为工频泵和变频泵子系统模型,对各子系统模型采用隐枚举法、动态规划法进行求解。对于电费降低问题,将不进行任何优化、只进行能耗优化和同时进行能耗优化加日流量分配3种情况进行类比,对日流量分配模型也采用动态规划求解。结果表明:动态规划(DP)-分解协调法能够优化含变频泵的梯级泵站,梯级泵站能耗和日运行费用都得到了明显降低;DP-分解协调法与单独采用动态规划法解决含变频泵的梯级泵站优化调度相比,算法运行时间步长得到较大缩减;以DP-分解协调法设计并研发了智能优化调度系统,实现实时控制一体化和便捷管理。     

珠三角地区排涝泵站自动化改造研究

结合珠三角地区排涝泵站自动化建设的现状与存在问题,提出了完善珠三角排涝泵站自动化建设标准、加强单站自动化的改造与提升、增强排涝泵站自动化运行的智能性、加强排涝泵站的群控联合调度、降低泵站的运行成本、建立应急预排机制等泵站自动化改造的解决思路与方向。探讨了提高泵站自动化建设实用化和智能化,实现管控一体化和水利信息化、视频技术的应用等技术路径。结论可以为珠三角地区排涝泵站自动化升级改造研究提供参考。     

高扬程梯级泵站输水系统的运行效率评估方法与模型

针对高扬程梯级泵站运行效率评估困难的问题,通过综合考虑泵站效率、区间水量损失、水力损失、分流量、水位等多因素影响的基础上,提出了基于流量平衡的输水系统运行效率分析的方法,建立了针对配水区间的运行效率评估模型;另外,针对部分梯级泵站流量监测设备不完善的情况,提出了基于水量平衡的梯级泵站运行效率评估模型;将两个评估模型运用于甘肃景电一期工程的效率分析,计算结果表明,基于动态平衡的输水系统运行效率评估模型能够更客观地反映梯级泵站系统的运行效率状况,模型计算结果和工程实际的运行效率吻合良好。     

梯级泵站供水系统水资源优化调度模型研究

采用系统分析理论 ,研究了梯级泵站供水系统的水资源优化调度问题 ,建立了具有提调水量和泄弃水量两个决策变量及多级泵站、多个水库、多个供水片的多目标水资源优化调度模型 ,给出了自优化模拟调度方法。经实例研究表明 ,模型是可行和实用的     

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%.     

多协议网络技术在梯级泵站监控系统中的应用

通过对东深供水改造工程计算机监控系统网络结构及多种通讯协议并存的分析，研究了梯级泵站中具有多层冗余结构的局域和广域以太网及多协议现场总线技术方案。大型调水泵站中的成功开发与应用表明。多协议网络技术在梯级泵站中的应用，在技术上是可行的，且具有良好的发展前景。     

高港水利枢纽微机保护系统

从微机保护系统结构及特点、通信管理、现场保护、测控等方面入手，介绍了泰州引江河高港水利枢纽采用DCAP-4000变电站综合自动化系统，对泵站变电站与主电机的保护系统进行了更新改造，实现泵站工程的监测、保护、控制一体化，提高了泵站自动化水平和安全运行可靠性。     

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     

浅谈樊口泵站自动化控制系统改造

泵站综合自动化控制系统对提高泵站运行安全可靠性、提排水的实时性,以及改善泵站运行环境等发挥了重要作用,有效提高了泵站管理的整体水平。但是,随着自动化技术的发展和水平的提高,许多泵站原有自动化控制系统已不能适应泵站现代化管理的要求,因此对其进行改造升级已成为泵站现代化建设的重要内容之一。主要介绍了樊口泵站自动化监控系统的网络和PLC自动控制系统改造特点和取得的成效等,可为大中型泵站的自动化控制系统改造提供参考和借鉴。     

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。     

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。     

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%。     

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。