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。     

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%。     

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%。     

叶片可调单机组日运行优化方法研究

本文提出叶片可调单机组日运行优化动态规划数学模型，该模型以耗电费用最少为目标函数，以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，规定时段内的抽水水量为约束条件。以受长江潮汐影响的江都四站为例进行分析，获得结果如下：(1)在典型潮位过程(12月至2月份平均潮位过程)、设计平均扬程(7.8m)、机组尽可能满负荷工作时，叶片可调单机组日运行优化结果与叶片安放角维持0(设计安放角)相比可节省电费5.24%；且在平均潮差(1.2m)时，叶片安放最优角度与峰谷电价有关，峰电时为-4，非谷与谷电时+2。(2)在潮型不变的情况下，平均扬程分别为4.8m、5.8m、6.8m、7.8m和8.3m(实际可能发生潮位)时，叶片调节运行方式与叶片维持设计安放角相比，可节省费用在3.4-6.2%之间，平均节省4.5%，单位提水费用平均下降4.55%。该成果可为南水北调源头泵站的站间乃至梯级泵站群的复杂系统优化运行提供基础。     

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%。     

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。     

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。     

电力抽水站受潮汐影响时的流量计算方法与精度控制

受潮汐影响时,为了使机组在高效区运行或以最大流量抽水,泵站抽水流量不仅随着水位的涨落而变化,还可能同时受到叶片角度调整和机组变动等因素的影响。以江都水利枢纽大型泵站为例,分析了泵站在运行的不同时期,用不同方法计算流量的特点。结果表明:以下方法计算日平均流量,精度均达到规范要求,即净扬程日变幅在2 m左右,用1 d电功度数计算日平均流量;用水力因素法计算日平均流量时,以叶片角度为参数的净扬程与单机流量的关系曲线之间,应不大于0.25°;合并效率法以1 d内24段制或12段制计算日平均流量,无需再考虑机组台数或叶片角度等大幅度调整。     

常熟水利枢纽泵站水泵典型故障分析与改造

对常熟水利枢纽泵站主水泵近年来运行中发生的典型故障进行分析,找到发生故障的原因,通过水力计算和模型试验研究,制定泵装置优化设计方案,指导常熟水利枢纽泵站加固改造。采用理论分析与试验相结合的方法,对原水泵、流道结构以及运行工况等进行分析。通过原型泵的装置数模计算和性能试验,选择合适新的水力模型,并对原泵装置结构进行优化,改善了水流特性。对水泵结构和材料进行了优化和加强,提高水泵的运行可靠性。改造后泵站机组,运行稳定性大大提高,为"引江济太"调水引流的效益发挥提供了的保障。常熟水利枢纽泵站机组加固改造的成功为江苏沿江泵站运行管理和今后的改造,提供了借鉴。     

强潮河口排涝泵站特征扬程确定及水泵选型对策

强潮河口排涝泵站由于外江水位变动大,运行扬程范围宽,导致水泵选型困难。本文通过对规范规定的感潮河段泵站扬程取用规定和工程实际取用情况的对比分析,认为在强潮河口按规范规定的方式确定泵站特征扬程并据此选定水泵,运行时遇强潮需关机停泵,可能错过最佳排涝时机,加重城市内涝。对运行扬程范围较大的泵站,理论上采用变频调速技术可以很好地解决水泵对扬程变化的适应性。但由于高压变频设备价格昂贵,制约了变频调速技术在排涝泵站中的应用。提出在确定强潮河口排涝泵站特征扬程时应合理分析内外水位组合出现的概率,缩小泵站运行扬程范围,方便水泵的选型。如果还是无法解决,可通过设置两种不同扬程水泵组合及人为抬高出水池水位的方式来保证泵站的安全高效运行。     

井群泵站经济运行方案研究

井群泵站运行方案的选择直接影响泵站运行费用。建立井群泵站水泵并联运行的非线性能量方程组,通过牛顿迭代法求解并联运行水泵工况点结合两部制电价计算出各运行方案对应的单方水耗电费。以井群泵站日运行耗电费最小为目标函数,建立了优化运行方案的线性规划模型。结果表明:优化运行方案中单方水耗电费低的方案所分配的运行时间长,符合预期;设计供水规模下优化方案比原方案节约日耗电费5.14%。对类似工程实现高效经济运行具有参考意义。     

可变转速水泵水轮机主要参数选择浅析

根据可变转速水泵水轮机的特点,依托某抽水蓄能电站,介绍了变转速水泵水轮机在机组容量、转速变化范围等主要参数的选择方法,以及变转速与定转速水泵水轮机在运行范围、稳定性等主要参数选择的异同。     

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。     

双层耦联遗传算法求解流域梯级水电站厂内经济运行问题研究

针对梯级水电站厂内经济运行调度模型约束条件多、求解复杂的问题,提出了一种基于遗传算法的双层耦联求解算法,该算法兼有机组负荷分配和机组组合双重优化的特点,可同时求得厂内经济运行优化调度模型的全局最优解.研制开发了基于此算法的梯级水电站厂内经济运行优化调度程序软件,并且已应用于某流域梯级水电站厂内经济运行实际调度计算中,取得了较高的工程应用价值.     

大型蓄能泵机组与可逆机组差异性分析

为了适应梯级电站附近的大规模风电、光电新能源的并网及外送的需要,利用弃风弃光电量,采用大流量、高扬程大型储能泵站从下一梯级水库抽水至上一梯级水库,形成梯级大型储能泵站,实现新能源电量时移,是解决电力系统安全稳定问题的有效途径.文章对可逆机组与利用可逆机组理论设计的蓄能泵机组进行对比分析,结果表明:蓄能泵机组在设计制造难...     

瓦塘江泵站设计

瓦塘江泵站利用厂坝挡住郁江洪水，用水泵抽水降低内江水位，保护流域内村庄、耕地及原有水利设施。根据水文资料和地质情况，进行泵站枢纽布置设计、选择机型、计算厂房稳定等。     

Joint optimization scheduling for water conservancy projects in complex river networks

In this study, we simulated water flow in a water conservancy project consisting of various hydraulic structures, such as sluices, pumping stations, hydropower stations, ship locks, and culverts, and developed a multi-period and multi-variable joint optimization scheduling model for flood control, drainage, and irrigation. In this model, the number of sluice holes, pump units, and hydropower station units to be opened were used as decision variables, and different optimization objectives and constraints were considered. This model was solved with improved genetic algorithms and verified using the Huaian Water Conservancy Project as an example. The results show that the use of the joint optimization scheduling led to a 10% increase in the power generation capacity and a 15% reduction in the total energy consumption. The change in the water level was reduced by 0.25 m upstream of the Yundong Sluice, and by 50% downstream of pumping stations No. 1, No. 2, and No. 4. It is clear that the joint optimization scheduling proposed in this study can effectively improve power generation capacity of the project, minimize operating costs and energy consumption, and enable more stable operation of various hydraulic structures. The results may provide references for the management of water conservancy projects in complex river networks.