基于单机组试验选优的并联泵站群组合 优化运行算法研究

以并联泵站群日提水耗电费用最少为目标,构建包含各时段泵站运行数、站内水泵开机数、水泵叶片安放角及机组转速4个决策变量的并联泵站群变角变速组合日优化运行数学模型,提出基于二级子系统试验选优的大系统二级分解-动态规划聚合法。通过将原模型进行二次分解,获得以单机组日提水耗电费用最小为目标,各时段水泵叶片安放角及机组转速为决策变量的单机组变角变速组合日优化运行数学模型,采用大系统试验选优法求解。进而通过一系列二级子系统不同提水要求下的优化计算,获得单机组日提水量与提水费用的一一对应关系,原模型即可转化为以并联泵站群日提水费用最少为目标、各机组日提水量为决策变量的聚合模型,并采用动态规划方法求解。该方法可进一步完善组合工况调节方式下并联泵站群优化运行理论,较由站内单工况优化运行下获得的并联泵站群优化运行效益更为显著。以典型并联泵站群为计算实例,优化结果表明: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8.41%、23.07%、32.79%。     

多级泵站群最优规划的探讨

本文以多级泵站群总运行成本最小和工程占地面积最小为目标，提出了多级泵站群最优化规划的数学模型．结合实际工程，为求解模型寻找出了部分经验关系式。实例计算的结果说明，采用这一方法能从纵多方案中选择较为合理的泵站群工程布设格局，对大型机电排灌工程的优化设计具有积极的意义。     

农田灌溉退水水量及水质平衡模型分析

在灌区水资源论证中往往需要分析灌溉退水水量及水质对下游河道水质的影响。文章根据水量平衡原理和营养物质质量守恒定律,建立农田灌溉退水水量水质模型,分析灌溉退水水质的变化幅度。并应用该模型对河南某灌区农田灌溉退水的氮,磷浓度进行估算,模拟结果与实际情况基本一致,表明该模型适用于研究农田灌溉退水问题。     

基于三级递阶优化算法的泵站群协调运行控制模型研究

宁河北地下水源地天津经济技术开发区供水工程最优运行控制的核心问题,为典型的泵站群混联协调优化调度问题.根据工程本身的结构方式,本研究利用复合系统协调控制建模方法,分别建立了基于动态规划模型的调节池-潜水泵群最优运行协调控制模型、基于非线性混整规划模型的加压泵站群最优运行协调控制模型、基于复合系统三级递阶优化算法的项目泵...     

农田灌溉发展规划编制思路与路径——以云南省曲靖市沾益区为例

云南省曲靖市沾益区农田灌溉基础设施薄弱，摸清耕地灌溉家底，进行农田灌溉发展规划，可有效夯实粮食安全和乡村振兴战略基础。明确规划编制定位、原则、目标等，以技术层面为重点进行灌溉发展规划编制，强化建设与管理是规划编制的核心内容，以明确相关部门任务分工和组织保障为支撑，高质量完成沾益区农田灌溉发展规划编制工作，明确农田灌溉发展潜力、区域分布、发展路径等。     

五家子河区域节水增粮项目地下水资源论证分析

“节水增粮行动”项目主要是以节水为中心，提高灌溉用水效率，使农田灌溉水量有效减少，有利于土壤物理性质和微生物环境的改善；可以维持地下水合理水位，有利于涵养地下含水层，保持河道的最小生态流量。     

贤庄农田灌溉工程设计思路探究

临汾市尧都区贤庄村水资源有限,全村耕地基本为水浇地,由于输水管道破坏,原泵站失去功效无法灌溉,农民田地收成不能保证。文章在引水流量计算的基础上,对引水首部设引水管道、提水泵站等进行了分析设计。通过对设计方案的复核,表明工程选定管道管径、水泵扬程及流量均能满足项目要求,此次建设农田灌溉工程,能够解决贤庄村的灌溉问题。     

基于河流生态健康的水库调度研究

本文选取基流比例法对河道内生态需水量进行计算,并以水库蓄水量为状态变量,放水量为决策变量,以发电量最大、缺水量最小和满足河道内生态需水为目标,考虑约束条件等建立不同来水情况下水库调度的多目标动态规划模型,并以陕西省石头河水库为例,在满足调度准则的前提下,研究调度模型的求解方法,从而维护河流的生态健康,实现人水和谐的可持续发展。     

浅谈茨淮新河沿岸中小型排灌站设计与施工经验

一、基本情况 茨淮新河是安徽省淮北平原的一条大型人工河道,是以防洪排涝为主,兼有灌溉、排涝、航运、城市供水等综合利用的工程。茨淮新河灌区是全国大（1）型灌区,现状有效灌溉面积约176万亩,近期规划灌溉面积201万亩。沿岸建有一级灌排泵站88座,二级灌溉泵站270座。灌排泵站在促进地方经济可持续发展、维持社会健康稳定等方面发挥了巨大的作用。     

上海郊区电力灌溉泵站技术改造试点成果及考核分析

上海郊区电力灌溉泵站技术改造试点工作,在经历前期准备(包括普查和规划)、试点、扩大试验(包括测试考核)三个阶段后,现基本结束。四种低扬程泵型的试点泵站,在不同工况下的实测泵站装置效率,均达到或超过水利部部颁标准。本文就适宜郊区农田灌溉要求的四种低扬程泵型及其泵站的测试考核成果进行概述和分析。试点的成功,为推动上海郊区和其他低扬程地区的泵站技术改造,提供了高效低耗的优质泵型和设计合理的泵站型式。     

基于动态规划法的多泥沙水源泵站优化调度研究

对多泥沙水源泵站的优化调度,主要以清水条件下算出的泵站稳态数据为基础,在一定的含沙率和下游所需流量下,运用泥沙公式求出泥沙水源条件下各种组合的水泵工作点;然后采用动态规划法,以抽取单位水量的耗能量最小作为目标函数,确定约束条件和递推方程,接着对模型求解,找出最优的开机组合。以某取水泵站为例进行了相关计算,计算结果表明:采用动态规划法,并运用相关的公式求出工作点;利用计算机语言,可以快速并准确地在满足条件下所有的水泵开机组合型式中寻找出最优的开机组合,以减少泵站的损耗,提高泵站的运行效率。借助于工程实例,对于含沙水流下泵站工作参数的推导、动态规划数学模型的建立以及调度目标函数的确定等过程进行了较为详细的介绍。     

小型泵站自动化系统的设计和应用

小型泵站的自动化系统,由于机组少,控制量不多,自身造价低,不需要按大中型泵站的自动化系统配置,设计了一种配置简单、开发容易的基于PLC的小型泵站自动化系统。介绍了小型泵站自动化系统的硬件配置,通信界限,以及系统软件编程。该系统尤其适用于滴灌泵站自动控制的场合,值得推广和应用。     

含翻水线的两库系统联合调度优化方法研究

丰水地区水库和泵站系统水资源优化调度的目标应该是解决系统季节性缺水、弃水、补水共存的矛盾。针对含有翻水线的两库系统,对系统的联合调度控制参数设计正交试验,然后采用动态规划对子系统模型进行求解,可以同时获得两座水库最优的供、弃水量过程和两座泵站最优的提水量过程。将该方法应用于江苏省南京市六合区山湖水库与泥桥水库及其翻水线的联合调度方案中,以2016年为例,在满足系统需水的前提下,可以减少25. 7%的系统年总补水量,节约245 h的泵站运行时间,降低了系统的运行成本。     

Optimization on the VFDs’ Operation for Pump Units

The third Huaiyin pumping station in the South-to-North Water Diversion Project aims to solve the problem of lack of water. In order to save on electricity while satisfying the required flow demand, the operation optimization problem of the third Huaiyin pumping station is investigated, with a mathematical model set up to simulate the optimal daily operation, in which the pump units can have variable speed. After analyzing the characteristics of the mathematical model, an improved dynamic programming algorithm is presented to decrease the dimensions of the operation optimization problem and save electricity cost, which enables us to perform a practical engineering application. After discretization of the optimization problem has been achieved, the number of operational schedule sequences could be reduced and optimal scheduling could be achieved to save electricity costs by power constraint, classified enumeration constraint, feasible combination constraint and flow demand constraint. Through research and analysis of the working of the third Huaiyin pumping station, optimal operational scheduling of multiple pump units with variable speed operation using variable frequency drive (VFD) can lessen the electricity tariff significantly compared with dynamic programming with the successive approximation method and decomposition/aggregation-dynamic programming method. The operational electricity tariff is reduced by 7.71% by the improved dynamic programming algorithm in comparison with the benchmark scheduling. Simulation results demonstrate that the cost efficiency comes from variable speed operation with VFD and flow demand transfer from the time periods when a high electricity tariff applies to time periods of a low electricity tariff based on the time-of-use electricity tariff.

     

泵站内部流动分析方法研究进展

泵站是调水、供水、灌溉和排水系统重要基础设施,其水力性能直接影响系统的安全性、稳定性和工程效益。泵站内部流动分析涉及泵站、流体动力学和数值理论等多个学科,分析方法已由传统的一维半经验半理论阶段发展到了基于计算流体动力学的现代三维黏性阶段。本文综述了泵站内部流动分析过程中涉及的湍流模型、几何模型、网格模型、数值离散模型和解算模型,阐述了研究泵站进水池表面旋涡、泥沙与空化特性、水力激振特性、水力瞬变特性及水力设计的基本方法和过程,总结了泵站流动分析方法方面的最新研究成果,展望了未来发展趋势及主要研究课题。     

多级串联梯级泵站扬程优化分配研究

为了使梯级泵站群整体以效率最高状态运行,降低输水成本,确定不同工况下梯级泵站群的最优运行调度方案,开展了针对南水北调来水调入密云调蓄工程梯级泵站不同的梯级净扬程组合下的扬程优化分配研究,即当首级泵站进水侧水位和末级泵站出水侧水位(即梯级净扬程)一定时,各级泵站间的扬程分配。在满足各渠段水力联系、各级泵站进、出水侧水位约束等多个条件的前提下,利用动态规划法进行求解,得出各级扬程分配的最优解,使整个梯级输水系统运行效率最高,从而得出梯级泵站系统联合运行扬程优化分配方案。     

梯级泵站叶片全调节日优化运行研究

梯级泵站群优化运行是具有非线性、多阶段、多维度特征的复杂科学问题,为解决梯级泵站运行效率较低、耗能较高等问题,开展梯级泵站叶片全调节日优化运行研究,运用动态规划逐次渐近法对单级泵站多机组叶片全调节进行优化计算,采用逆序查表法对梯级泵站日优化运行问题进行求解,最后对南水北调来水调入密云水库梯级泵站工程优化展开实例研究,考虑峰谷电价的影响,梯级泵站日提水总量为176.36×10~4m~3,泵站效率为43.27%,优化后梯级泵站日运行费用减少23.77%,优化效果明显。     

小型泵站能耗分析与节能研究

在规模以上的机电排灌工程中,小型泵站数量占比达95.5%,装机容量占60%,但由于小型泵站的装机容量小、分布散,因而对它的设计与管理工作远没有对大中型泵站那样重视,致使小型泵站一直处于高能耗、低效率状态。从目前小型泵站的规划设计、设备选型、运行管护等方面存在的不足着手,分析了泵站工程能耗的主要构成,并提出:规划是提升泵站效益的前提条件,设计是提升泵站效能的基础环节,管理是泵站效能充分发挥的关键所在。在规划及选址上,应充分考虑泵站上、下游河(渠)系与灌、排功能及周边水系的关系,规避实际运行中的灌排矛盾和水资源的浪费;在对输电线路、变压器、电动机、传动装置、水泵、管路、进出水建筑物及输水河渠的设计与选型过程中,应考虑到节能环节;在运行管理中,应重视工程设备的运行与维护,及时减少能耗损失。     

滁州市中小型灌溉排水泵站现状分析及对策

客观分析了滁州市中小型泵站的运行管理现状及其存在的问题,提出了深化泵站管理体制改革、推行农民协会管理模式、加大泵站技改和灌区配套投入等有效对策。     

灌区优化配水模型的发展现状

主要针对国内灌区优化配水技术的发展情况进行了总体的介绍,其中包括经典模型中的线性、非线性、动态、随机动态规划模型,以及近年来广泛发展起来的神经网络、遗传算法、自由搜索等优化理论,并针对其发展状况和存在的问题进行了分析.