离心式注水泵站变频调速系统效率优化控制

在分析油田离心式注水泵和注水管网特性的基础上，以泵群轴功率最小为目标函数，以注水指标和水泵高效工作区为约束条件，建立了注水泵站效率优化控制问题的实用化数学模型，并采用枚举法和广义简约梯度法求解模型。该模型在目标函数中引入注水泵效率特性克服了轴功率曲线拟合法在工程上难以获得测量参数的局限性，具有精度高、物理意义明确、易于工程实现的优点。实验结果证实了优化模型的有效性。     

基于混合粒子群算法的梯级泵站优化调度

针对大型梯级泵站工况复杂多变、安全性要求高的运行特点,基于流量平衡的理论,建立梯级泵站运行费用最小的优化目标,同时把系统一次运行周期内泵站机组的启停次数作为衡量维护费用的指标,建立泵站启停次数最小的优化模型,运用线性加权法将两个优化目标组合成一个泵站系统综合运行费用最少的优化调度模型,最终运用动态规划法和粒子群算法进行研究分析,并尝试采用免疫思想通过克隆免疫算子和疫苗接种算子优化粒子群算法,达到提高搜索范围和精度的目的。将其应用于山西某梯级泵站工程实例,仿真研究分析表明免疫粒子群算法(IAPSO)在优化泵站系统综合运行费用上更加节省成本而且提高了搜索精度和收敛速度。     

供水系统效率计算的研究

通过对泵站电耗因素进行分析研究，得出了富裕扬程及效率偏差是泵站电能浪费主要原因的结论，富裕扬程造成的电能浪费可以采用调速方法解决，而调速供水系统急需解决的问题是泵站整体效率偏差过大，可采用泵站目标电耗节能软件(YFL SAVE98)解决这一问题。该软件使用泵站整体优化模型确定出泵站的单位水最低电耗，并给出整体优化运行控制方法。该软件可以对新建泵站进行目标电耗设计，还可以对已有泵站进行节能测算及目标电耗控制运行。     

网前水塔树状管网系统优化设计研究

根据用水流量的变化，在考虑加压泵站分级供水的基础上，针对网前水塔树状管网系统各组成部分的压力和流量关系，以管网系统年费用最小为目标函数，建立了这一类型管网系统优化设计的线性规划模型。应用所建立的优化设计模型，在保证管网系统各节点所需流量和压力条件下，可确定输水管段和配水管段尺寸、水塔高度和泵站扬程的最优值，获得网前水塔树状管网系统的优化设计方案。     

基于胞腔排除双种群遗传算法的泵站优化调度

泵站优化调度是保证整个水工业系统高效运行的关键因素之一.在提出用指数曲线精确拟合水泵性能曲线的基础上,以泵群轴功率最小作为目标函数,以供水指标和水泵高效区为约束条件,建立了泵站优化调度问题的数学模型.结合实际工程水泵切换次数最少的要求,提出了一种工程实用的胞腔排除双种群遗传算法进行模型求解.该算法借助胞腔和胞腔排除得到的有效胞腔作为水泵并联运行的有效组合方案,并在各有效胞腔内采取全局搜索与局部搜索相结合的双种群搜索策略得到各泵负荷分配的优化解,同时给出了符合工程实际的计算机最优调度方案选择方法.实验结果表明:与传统遗传算法相比,胞腔排除双种群遗传算法可快捷、有效地获得泵站最优调度方案和多个有效调度方案.     

基于流动分析和运行优化的供水系统节能研究

为实现供水系统的能量供需平衡,以达到安全节能的供水目标,利用流动分析的方法研究系统的能量需求模型,并通过改变水泵在管网中的位置和管网的微调研究优化系统能量需求的问题。在得到系统能量需求模型的前提下,以系统能耗最小为优化目标,采用遗传算法的方法进行了优化系统能量供给的研究。结果表明通过研究有可能有效地降低系统的能量需求,并且在相关参数不全进行水泵机组优化时,以水泵的轴功率最小为优化目标函数进行计算,基本上可以满足要求。     

区域排水泵站的优化调度有色Petri网模型

针对城镇排水系统区域泵站调度及其可视化仿真问题,利用模糊控制思想,提出一种以流量进出平衡为基点的区域泵站调度优化策略,依据有色Petri网(CPN)理论,结合排水调度优化过程,建立区域泵站优化调度CPN模型.CPN Tools软件仿真结果表明,该模型动态运行过程符合排水调度控制规律及状态空间分析结果,能实现区域泵站调度...     

变频调速给水泵站效率最优控制策略

提出一种符合水泵并联运行特性的最小流量偏差效率优化模型,克服了Cohen G.模型的不足.针对水泵高效区约束条件的复杂性,给出了简化高效区约束条件,明显缩短了优化求解时间,而求解精度基本不受影响.采用0-1完全枚举和Wolfe既约梯度等算法求解模型,得到满意的控制策略.实验结果证实了优化模型的有效性,实际应用效果良好.     

网前水塔树状管网系统优化设计研究

根据用水流量的变化,在考虑加压泵站分级供水的基础上,针对网前水塔树状管网系统各组成部分的压力和流量关系,以管网系统年费用最小为目标函数,建立了这一类型管网系统优化设计的线性规划模型.应用所建立的优化设计模型,在保证管网系统各节点所需流量和压力条件下,可确定输水管段和配水管段尺寸、水塔高度和泵站扬程的最优值,获得网前水塔树状管网系统的优化设计方案.     

泵站优化调度系统设计与实现

针对梯级泵站运行成本高、能耗大这一问题,结合不同时段的电价差异,以费用最低和能耗最低为运行准则,确定目标函数和约束条件,建立优化调度数学模型。模型的求解运用了MATLAB的线性规划函数,计算出梯级泵站的优化流量及最佳开机组合。设计完成以后,建立基于J2EE技术架构的梯级泵站优化调度系统,以某四级泵站为例进行了实验结果的验证。     

Non-linear economic model predictive control of water distribution networks

This paper addresses a non-linear economic model predictive control (EMPC) strategy for water distribution networks (WDNs). A WDN could be considered as a non-linear system described by differential-algebraic equations (DAEs) when flow and hydraulic head equations are considered. As in other process industries, the main operational goal of WDNs is the minimisation of the economic costs associated to pumping and water treatment, while guaranteeing water supply with required flows and pressures at all the control/demand nodes in the network. Other operational goals related to safety and reliability are usually sought. From a control point of view, EMPC is a suitable control strategy for WDNs since the optimal operation of the network cannot be established a priori by fixing reference volumes in the tanks. Alternatively, the EMPC strategy should determine the optimal filling/emptying sequence of the tanks taking into account that electricity price varies between day and night and that the demand also follows a 24-hour repetitive pattern. On the other hand, as a result of the ON/OFF operation of parallel pumps in pumping stations, a two-layer control scheme has been used: a non-linear EMPC strategy with hourly control interval is chosen in the upper layer and a pump scheduling approach with one-minute sampling time in the lower layer. Finally, closed-loop simulation results of applying the proposed control strategy to the D-Town water network are shown.     

基于DIMASIS的城市排水管理一体化系统

从排水管网管理需求出发,结合常州市城区排水系统设计方案,提出了基于DIMASIS的城市排水管理一体化系统。将各种不同的应用子系统进行整合,利用统一的系统平台掌握整个管网的运行情况,依据智能化的管网调度模型对污水厂、泵站及其它设施进行集中管控和优化调度管理;通过集成SCADA、管网调度、GIS、GPS及PDA等功能,调度及维护人员可以明确、快速地处理突发事件,有效完成日常维护并实现设施管理和用户管理的信息化。系统为城市排水系统的运行管理提供了全面、科学的数据支持,对提高城市排水管理的质量、效率和水平具有重要意义。     

基于深度强化学习的微电网在线优化调度

提出一种基于深度强化学习的微电网在线优化调度策略.针对可再生能源的随机性及复杂的潮流约束对微电网经济安全运行带来的挑战,以成本最小为目标,考虑微电网运行状态及调度动作的约束,将微电网在线调度问题建模为一个约束马尔可夫决策过程.为避免求解复杂的非线性潮流优化、降低对高精度预测信息及系统模型的依赖,设计一个卷积神经网络结构学习最优的调度策略.所提出的神经网络结构可以从微电网原始观测数据中提取高质量的特征,并基于提取到的特征直接产生调度决策.为了确保该神经网络产生的调度决策能够满足复杂的网络潮流约束,结合拉格朗日乘子法与soft actor-critic,提出一种新的深度强化学习算法来训练该神经网络.最后,为验证所提出方法的有效性,利用真实的电力系统数据进行仿真.仿真结果表明,所提出的在线优化调度方法可以有效地从数据中学习到满足潮流约束且具有成本效益的调度策略,降低随机性对微电网运行的影响.     

5G超密集异构网络带内无线回传资源分配方案

为实现5G超密集异构网络中无线回传链路和接入链路之间的最优资源分配,研究多用户场景下双层异构网络的联合用户调度和功率分配问题,在队列稳定和无线回传资源有限的情况下,综合考虑用户调度、功率分配和干扰控制等因素,对带内无线回传的最优资源分配问题进行数学建模并求解,基于李雅普诺夫优化理论提出联合用户调度和功率分配的优化算法。将优化问题解耦为网络内各个用户的调度以及宏基站和小基站的功率分配过程,采用MOSEK求解器和二分类方法获得用户调度向量,利用拉格朗日乘子法求解功率分配问题,并通过队列的时刻更新过程实现最优资源分配。仿真结果表明,在多用户场景下,该方案能够有效提升网络总吞吐量以及网络效用,并且毫米波频段的通信性能优于传统蜂窝网络频段。     

南水北调东线泵站(群)运行监控数据标准化研究

针对南水北调东线各梯级泵站现场运行监控数据监测方式、数据格式、采集频率等存在较大差异,造成大量监控数据无法得到有效整合利用的问题,结合南水北调东线工程远程控制、运行调度管理、泵站优化调度分析、泵站状态分析和故障诊断等业务数据需求,研究提出南水北调东线泵站(群)运行监控数据标准化的内容范围、要素单位、取用精度和采集频率及操作要点,为南水北调东线梯级泵站运行监控数据的集成和进一步应用提供技术基础。     

基于量子遗传算法的冷藏集装箱功率平衡调度方法

现有的集装箱船对各冷藏集装箱的控制相互独立,且单个冷藏集装箱的电力需求是随机的,造成总电力需求峰谷差较大,进而影响船舶电站的功率配置.为解决上述问题,需在保证温度安全的前提下对冷藏集装箱集群进行统一调度,本文提出一种基于量子遗传算法的功率平衡调度方法寻找冷藏集装箱集群的最优调度策略.首先,对冷藏集装箱优化调度问题建立数学模型,确定其约束条件及优化目标;然后,分别采用遗传算法（GA）及量子遗传算法（QGA）对优化目标求解,并比较经两类算法调度前后的冷藏集装箱实际功率变化情况及各项指标,评价两类算法的优化调度能力.实验结果表明：GA及QGA均能实现冷藏集装箱的优化调度,减小总电力需求的峰谷差,使负载功率趋于平衡,但QGA的寻优速度比GA快,平衡电力需求的能力及优化电站配置能力更强.     

供水调度监测系统功能设计与实现

分析了在供水调度系统中,以计算机、通信以及网络等技术为基础的监测子系统的开发环境,数据的存储和管理设计,各个功能的设计和实现。该系统实现了包括实时数据的采集,监测报警,数据存储和显示等功能,从而可以对整个供水管网运行状态进行实时监控。同时,还实现了各站点监测类型的分析、报表统计功能,极大地促进了供水部门的调度信息化、自动化的建设,大大提高了工作效率。