南水北调东线高港泵站优化运行方案研究

由于南水北调东线工程的高港泵站受长江潮位影响,其扬程变化频繁、变化幅度大,且同时安装有变角和不变角两种不同水泵,因此对不同的日总抽水量,以泵站运行费用最少为目标,建立优化模型,在考虑分时电价影响的基础上,研究了5种不同变角和变速条件组合的泵站优化运行方案,求解确定了泵站各时段的开机台数和机组运行工况。对计算结果进行分析后表明：在这5种优化运行方案中,1—3号机组变速、4—9号机组变速-变角优化运行方案节省电费效果最为显著,其较现行的抽水流量一定、1—9号机组在设计角度运行方案节约电费13%~32%。     

南水北调东线高港泵站优化运行方案研究

由于南水北调东线工程的高港泵站受长江潮位影响,其扬程变化频繁、变化幅度大,且同时安装有变角和不变角两种不同水泵,因此对不同的日总抽水量,以泵站运行费用最少为目标,建立优化模型。在考虑分时电价影响的基础上,研究了5种不同变角和变速条件组合的泵站优化运行方案,求解确定了泵站各时段的开机台数和机组运行工况。计算结果表明:5种优化运行方案中,1—3号机组变速、4—9号机组变速-变角优化运行方案节省电费效果最为显著;较现行的抽水流量一定的1—9号机组在设计角度运行方案节约电费13%～32%。     

计及可靠性的电力市场分时定价方法

发电上网分时电价与当时的发电燃料边际成本及供电风险密切相关,随机生产模拟计算可以给出系统的最优发电方式、燃料费用、边际发电成本及系统可靠性指标。在随机生产模拟计算的基础上,提出了3种既考虑电能成本又考虑风险成本（可靠性成本）的分时电价制定方案,并以某实际系统为例计算出典型日运行方式下每种方案的分时电价,同时统计出该运行方式下的峰、腰、谷分时电价比,为电网实现分时电价提供了参考和依据。     

南水北调东线泵站机组站内叶片全调节优化研究

南水北调工程是解决我国北方水资源缺乏的重大工程,而淮安四站是南水北调东线工程泵站之一。本文在考虑分时电价的基础上研究淮安四站的运行优化问题,建立泵站机组费用最小的叶片全调节数学模型,并针对该模型特点,提出了一种改进的动态规划求解算法。最后,利用算例验证了该算法的可行性。计算结果表明:(1)在设计扬程、机组满负荷工作情况下,叶片全调节的调度方案与叶片角额定安放角度相比,可节约费用4.88%。(2)机组能源经济效率受叶片角和流量负荷转移两个因素影响:其中叶片角与机组自身的特性曲线相关,当扬程较大时,叶片角影响较小;流量负荷转移与机组容量与需求量相关,机组容量越大,负荷转移越显著。当需求量较小时,叶片角是主要影响因素,当需求量较大时,流量负荷转移是主要影响因素。     

泵站叶片可调单机组日运行优化方法研究

提出叶片可调单机组日运行优化动态规划数学模型,以耗电费用最少为目标函数,峰谷电价与站下水位变幅过程划分阶段变量,各阶段开机水泵的叶片安放角为决策变量,规定时段内的抽水量为约束条件。以受长江潮汐影响的江都四站为例进行计算,结果表明:(1)在典型潮位过程、设计日均扬程、机组满负荷工作时,叶片可调单机组日运行优化结果与叶片安放角维持原设计安放角相比可节省电费5.24%;叶片安放最优角度与峰谷电价相关,峰电时为-4°,非峰谷与谷电时为+2°。(2)在潮型不变情况下,日均扬程分别为4.8、5.8、6.8、7.8和8.3m时,叶片全调节运行方式与叶片维持原设计安放角相比,可节省费用在3.4%～6.2%之间,平均节省费用4.45%,单位提水费用平均下降4.55%。     

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%。     

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。     

潮汐变化对沿江大型泵站叶片调节优化运行影响

针对沿江大型泵站单机组叶片全调节运用工况,建立了考虑潮汐影响的日优化运行模型。该模型是以单机组耗电费用最少为目标函数,时段为阶段变量,水泵叶片安放角为决策变量,日提水量为约束条件。以江都四站为例进行计算,确定不同水量约束、不同日均扬程、不同日均潮差变幅条件下,长江潮汐变化对泵站单机组优化运行效果的影响。结果表明：随着日均扬程的降低和日均潮差的增大,沿江泵站叶片全调节优化运行效果愈加明显。     

考虑分时电价的水电站调度图优化研究

本文以狮子滩水电站为例,将分时电价理论加入到水电站调度图理论进行研究,建立了考虑分时电价的水电站优化调度模型,应用改进的遗传算法进行优化模型计算。结果表明:考虑分时电价的水电站调度总发电量减少,峰电增加,可减少电力系统负担,增加发电效益。     

曝气生物滤池降解规律试验研究

提出叶片可调单机组日运行优化动态规划数学模型,以耗电费用最少为目标函数,峰谷电价与站下水位变幅过程划分阶段变量,各阶段开机水泵的叶片安放角为决策变量,规定时段内的抽水量为约束条件。以受长江潮汐影响的江都四站为例进行计算,结果表明:(1)在典型潮位过程、设计日均扬程、机组满负荷工作时,叶片可调单机组日运行优化结果与叶片安放角维持原设计安放角相比可节省电费5. 24%;叶片安放最优角度与峰谷电价相关,峰电时为－ 4°,非峰谷与谷电时为+ 2°。(2)在潮型不变情况下,日均扬程分别为4. 8、5. 8、6. 8、7. 8 和8. 3m 时,叶片全调节运行方式与叶片维持原设计安放角相比,可节省费用在3. 4% ～ 6. 2%之间,平均节省费用4. 45%,单位提水费用平均下降4. 55%。     

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。     

动态规划逐次渐近法在江都三站叶片全调节优化中的应用

以南水北调东线江都三站为例,建立站内多机组叶片全调节优化数学模型,采用动态规划逐次渐近法寻找目标值最优时的各阶段开机台数及叶片安放角度最优组合方案,并运用基于整数线性规划的试验选优法对计算结果进行验证,验证结果表明计算结果可靠,所采用方法可行。     

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。     

多泥沙泵站改造设计中应注意的几个问题

本文结合工程实例，分析了泥沙时泵站运行的不利影响，提出了减少泥沙危害的几种工程措施，对多泥沙泵站的改造设计有一定的借鉴作用。     

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.

     

Failure of sewage pumps: statistical modelling and impact assessment.

Sewage pumping stations are directly responsible for affecting performance, i.e. failing pumps may result in combined sewer overflows or flooding. However, failures of sewage pumps are not yet incorporated in sewer assessments due to lack of knowledge and data. This paper presents the analysis of pump failure data provided by two sewer management authorities in The Netherlands. Pump failures have been studied accounting for the nature of the failures, the operation and maintenance procedures of the management authority, the ageing of the pumps and the changes in the environment of pumps. The analysis shows that sewage pumps fail relatively often due to the composition of sewage and the discontinuous operation of the pumps. The interarrival time and the duration of failures are highly variable and independent of the pump type and the specific function of the pump. The results also indicate that the serviceability of sewer systems is significantly affected by failing pumps. As a consequence, part of the environmental damage due to CSOs (combined sewer overflows) can be avoided by improving maintenance of pumping stations.     

邳州市中小型泵站改造技术探讨

介绍邳州市对67座泵站进行改造的原因及所选择的技术改造方案,分析了这些泵站改造的技术问题,认为对原泵站改造比拆除重建可节省投资、缩短工期.提出了4个方面的技术措施,即轴流泵出水管口高程控制、水泵安装中心控制、旧管道拆除与新管道安装、后池防渗墙混凝土的施工.对改造后泵站进行了现场测试,结果表明运行情况良好.     

抽水蓄能电站日调节与周调节方式运行优化模型

提出了抽水蓄能电站的日调节与周调节方式运行优化模型。按电站抽水 — 发电循环效益最大化，满足电力电量平衡条件，满足库容、发电出力及抽水功率等限制条件，建立了基于混合整数线性规划的算法模型，可应用于电源规划的系统运行模拟，优化抽水蓄能电站的运行方式和发电计划;分析了系统发电成本、电站规模、负荷特性等对电站运行的影响。通过计算实例对算法模型的实用性、有效性做了说明。