基于遗传算法的串联梯级泵站扬程优化分配

为实现引江济淮工程(安徽段)江水北送段的高效运行,以引江济淮工程江水北送段输水系统为研究对象,采用基于遗传算法构建的梯级泵站扬程优化分配模型,开展串联梯级泵站扬程优化分配研究。分别对设计和非设计工况下江水北送段输水系统的运行方案进行分析计算。计算结果表明:设计工况下优化后分配方案总效率较设计现状方案提高2.86%,说明模型优化后的方案可进一步提高梯级泵站的输水效率,为实现串联泵站输水系统科学、合理调度提供很好的科学支撑。     

大型复杂并联梯级泵站系统运行优化研究

大型梯级泵站系统由输变电、泵站(包括主机组、进出水流道、进出水池、辅助设备及照明等)、输水河道等部分组成。采用多层分解-离散方法计算研究了南水北调东线长江至洪泽湖段3级复杂并联梯级泵站系统运行优化。在满足水位、流量、泵装置扬程和开机台数等相关约束条件下,以系统泵站总输入功率最小为优化目标,综合考虑输水水力损失、蒸发损失与渗漏损失,建立优化模型,采用模拟退火粒子群优化算法求解了站内优化方案,通过4层分解-离散计算,求解了长江三江营水源水位2.19m、洪泽湖水位13.5m、入湖流量为450m3/s的情况下,首段梯级泵站系统的优化运行方案,方案包括梯级之间的扬程分配、并联输水线路流量分配、各泵站抽水流量、开机台数及机组运行工况。结果表明,因受江都站站上最高通航水位8.5m的限制,当第1梯级东、西支线交汇处南运西闸大汕子处水位7.7m,第1梯级东、西支线流量比为0.13∶0.87,第3梯级南、北支线入洪泽湖流量比为200∶250时,系统运行方案最优,较原设计方案减少运行功率6.83%。     

梯级泵站调水工程优化运行研究

密云水库是均衡南水北调来水和用水而设计的大型调蓄工程,在团城湖来水经九级泵站加压于密云水库。文章针对梯级泵站联合工作的运行方式,为了泵站系统运行效率最大化,根据工程各建筑物的设计参数建立数学仿真模型,离散各级泵站在各种不同工况下的运行流量和扬程区间,得出系统优化运行后的流量和水位分配方案。文章研究成果对指导梯级泵站优化运行具有一定的参考价值。     

单级泵站不同机组流量分配的优化研究

调水工程中泵站建成后,在不同的时期承担不同的调水任务,为了完成各种调水任务,往往使水泵在不同的工况点运行。基于离散的单级泵站运行工况点,对泵站的流量分配进行了优化研究;在满足水泵流量、扬程和各种水力学条件的约束下,以泵站整体效率最高为目标函数,基于一些工况进行了不同机组流量分配的对比研究,建立了流量优化分配数学模型,得出了各个工况点下泵站内机组流量分配的最优组合。     

浅谈长距离高扬程输水工程梯级泵站的分级

肃北蒙古族自治县马鬃山镇供水工程是一个长距离、高扬程的调水工程,包含加压输水和重力流输水两种方式。工程加压输水段长114 km,采用梯级泵站加压输水方式,探讨了本工程梯级泵站级数的确定和各级间扬程如何分配等难点问题。     

基于水动力模型和遗传算法的梯级泵站优化调度研究

引滦入津输水沿线采用梯级泵站级联提水的方式工作。为降低泵站系统总能耗,在分析研究梯级泵站输水特点的基础上,设计出梯级泵站站间水位优化结合各单级泵站站内机组优化的调度方法,并利用丹麦DHI MIKE11水动力模型和遗传算法分别建立了河道水位数学模型和泵站优化调度模型,根据各泵站机组实测运行记录,拟合了机组运行效能曲线来计算功耗。结合2011年该梯级泵站运行实测数据,验证了该调度方法的合理性、有效性,能够满足梯级泵站节能降耗的要求。     

梯级泵站的流量调配和水位（扬程）优化

梯级提水系统中，各泵站之间有着密切的水力联系，各站的流量，水位互相影响，制约整个系统的运行。除了各级泵站本身内部机组优化运行以外，主要是各级泵站的水力要素的优化瑟调配。     

梯级泵站的流量调配和水位（扬程）优化

梯级提水系统中，各泵站之间有着密切的水力联系，各站的流量，水位互相影响，制约整个提水系统的运行，降了各级泵站本身内部机组优化运行以外，主要是各级泵站的水力要素（流量，水位）的优化组合与调配。     

基于粒子群算法的梯级泵站优化调度研究

针对大型梯级泵站运行特点,用调度周期内的机组启动次数衡量维修成本,建立以抽水电费最小和机组启动次数最少为优化目标、以调度周期不同时段下流量分配为决策变量的双目标优化调度模型,并利用线性加权方法评估双目标之间的关系,最终采用粒子群求解算法进行模型求解。工程实例分析表明,基于线性加权的梯级泵站双目标优化调度,不仅可以获得抽水电费与机组启动次数之间的权重关系和最优运行方案,也可为梯级泵站调度决策提供理论依据。     

南水北调东线工程泵站电机过载问题研究

分析南水北调东线工程梯级泵站水位组合、扬程情况及所选用水泵的轴功率特征，从设计制造、施工安装和运行条件等方面研究影响水泵运行轴功率并可能造成配套电机过载的主要因素及其概率特征。提出基于可靠度的水泵配套电机功率备用系数的计算方法，计算本工程三种水泵扬程和两种清污条件的源头泵站和非源头泵站电机功率备用系数。成果对大型泵站电机的合理选用，提高机组运行可靠性和效率，节省设备投资有重要意义。     

南水北调来水调入密云水库调蓄工程梯级泵站机组选型设计与研究

南水北调来水调入密云水库调蓄工程,通过沿京密引水渠建梯级泵站将南水北调来水调入密云水库,解决来水与北京市用水过程不匹配问题,提高供水可靠性。本文通过重点分析调蓄工程梯级泵站特点,理论和试验相结合地选择合理的超低扬程供水泵站泵型,选用合适的水力模型优化了流道设计,提高了泵站水力性能和泵站装置效率。研究成果可为类似调蓄工程超低扬程泵站设计提供参考。     

黄金峡水利枢纽工程大型水泵机组选型设计及运行调节研究

引汉济渭工程黄金峡水利枢纽是陕西省境内一项重要的大型跨流域调水工程,泵站装机容量和设计流量均为目前国内甚至亚洲在建和已建泵站之最,且调水过程复杂、调水流量分布范围宽广。在分析黄金峡泵站调度原则及运行方式的基础上,综合比较目前国内外大型泵站机组设计制造水平、枢纽建筑物及机电设备投资等因素,详细论证了大型单级单吸离心式水泵机组台数和性能参数的确定方法及其影响因素,并给出了黄金峡泵站机组选型设计的最优方案,同时论证了采用变频调节的必要性及其效果。研究结果可为大型调水泵站机组的选型设计提供参考。     

考虑湖泊调蓄的引江济淮工程旬水量调度方案

为挖掘引江济淮工程沿线湖泊调蓄能力在保障供水、降低泵站输水能耗方面的潜力,开展考虑湖泊调蓄的 跨流域调水工程旬水量调度研究,构建考虑湖泊调蓄的泵站-湖泊多目标旬水量优化调度模型,并采用遗传算法进 行求解,以制定满足用水单元缺水量最少、泵站能耗最小和湖泊不平衡量最小的泵站-湖泊联合调度方案。分析 引江济淮工程调度运行的不同典型运行工况,以自流引江工况为例讨论考虑湖泊调蓄的旬水量调度方案的优势。 结果表明,考虑湖泊调蓄的调度方案能有效提高供水保证率、降低泵站总输水能耗,可为引江济淮工程运行调度 提供决策支撑。     

引汉济渭工程调水区水库群调水模式研究

引汉济渭调水工程是缓解关中地区缺水,改善渭河生态的重要措施之一。黄金峡、三河口水库群、泵站群的调水模式直接决定了工程总调水量和调水效益。以多年平均调水15亿m~3为目标,设置"黄金峡水库先调水三河口水库补充调水"和"三河口水库先调水黄金峡水库补充调水"两种调水模式。通过长序列计算,对比不同调水模式下总调水量、泵站耗能和电站发电量等各项评价指标。研究结果表明:在"黄金峡水库先调水三河口水库补充调水"的情况下,引汉济渭工程可调水量15.55亿m~3,梯级总发电量5.53亿k W·h,梯级总耗电量4.91亿k W·h,净发电量为正值;在"三河口水库先调水黄金峡水库补充调水"的情况下,引汉济渭工程可调水量14.45亿m~3,梯级总发电量6.24亿k W·h,梯级总耗电量10.86亿k W·h,净发电量为负值。研究结果对于引汉济渭工程的调度具有重要参考价值。     

泵站多机组变频变速调节运行优化研究

南水北调工程是我国水资源调度分配的重大工程,而泵站则是该调水工程中不可或缺的重要部分。针对泵站多机组变频变速调节的问题,建立了多机组变频变速调节的日优化运行模型。以南水北调东线工程泵站——淮阴三站为例,考虑了峰谷电价,对站内变频变速调节的日优化运行开展研究,在研究过程中采用了改进的动态规划算法进行计算求解。在求解过程中,通过分析约束条件,剔除不符合要求的机组启停组合,从而减少了优化问题的维数,解决了"维数灾"问题。计算结果表明:与定角恒速运行相比,淮阴三站实施频率优化运行可节约运行费用3.5%;在高峰阶段,影响运行费用的主要因素是开机台数,在满足需求量的前提下,机组应优先选择停机状态;而在低谷阶段,机组应优先以单位提水能耗较高的方式运行,以减少在高峰阶段的提水量。     

引汉济渭工程选址及总体布置研究

引汉济渭工程是陕西省解决水资源问题的骨干项目,工程规划了两个泵站、两个电站和一条输水干线将汉江水调入关中。工程总体布置是该工程重大技术问题,在工程总体规划的基础上,根据关中受水区对工程的需要,研究了引汉济渭工程各组成部分的相互关系,以达到优化工程布置、协调工程各部分的衔接、形成合理有效的调水系统的目的。综合考虑了多种因素对工程选址和布置的影响,将相关选择方案纳入总体方案进行考虑,并根据工程的具体特点,进行多方案的经济、技术比选,完成了工程选点的论证、输水线路选择和工程衔接关系的协调。同时,对输水隧洞的比降也运用工程经济学方法进行了论证。最后分析了工程选址和总体布置方案预计可以达到的效果,并提出了工程实施过程中应注意的问题。     

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。     

大中型长距离梯级有压管道供水泵站水泵系统设计关键问题总结探讨

大中型、长距离梯级有压管道供水泵站的水泵系统设计不仅需综合考虑泵站梯级设置、泵站水锤防护、梯级泵站流量平衡等系统设计的关键问题,还需解决泵站的变工况计算、水泵调节工况计算、节能运行方式等问题。就东莞市东江与水库联网工程中的主体工程-供水水源工程探讨长距离梯级有压管道供水泵站的水泵系统设计应注意的关键性技术问题。     

瘦西湖活水工程引水泵站经济运行模式分析

针对扬州瘦西湖水环境治理工程中的重要项目——引水泵站的经济运行问题，首先根据输水管道水力模型试验的测试资料［1］计算出泵站系统的扬程，然后对引水泵站的泵型进行了选择，并对最终选择的立式导叶混流泵的设计运行工况点进行了计算，最后对年动力费用测算按所选水泵自动工况拟合时稳定运行进行计算。为降低泵站运行成本，除采用变频调节外，还提出采用经济运行方式也是降低运营成本的主要手段，即对在不同运行模式下所消耗的动力费用比较，得出了一个较为经济合理的运行方案。这个方案对泵站建成后的运行安排提供了很好的指导，经济效益十分显著。     

南水北调来水调入密云水库调蓄工程施工难点分析

南水北调来水调入密云水库调蓄工程施工几乎涵盖了输水工程中所有的项目类型,加之一些项目在北京市施工经验较少,并且面临着施工工期紧迫、设计周期不足等问题,由此引出了一系列的施工难点。工程施工方案设计中,对泵站施工及混凝土浇筑、引水渠导流标准、PCCP管道施工等主要技术问题进行讨论,通过技术与管理的有效结合,以打破常规的方式考虑问题,攻克施工难点,使得各项目在按照设计要求完成的同时保证施工工期,并确保施工安全。