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。     

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%。     

梯级泵站输水系统旬优化调度及经济运行研究

南水北调来水调入密云水库调蓄工程是北京南水北调配套工程的重要组成部分,该工程后半段从怀柔水库通过3级泵站提升输水至密云水库。为实现该工程高效经济运行,基于北京市分时电价,以怀柔水库至密云水库梯级泵站输水系统运行单位输水成本最小为目标,考虑怀柔水库蓄水量、输水线路水头损失、流量平衡和总扬程等约束条件,采用大系统分解协调模型求解该工程旬内优化调度及经济运行问题。将该大系统分解协调模型分解为梯级泵站扬程优化分配模型和旬优化调度模型2个子系统,采用动态规划法实现各子系统的优化,从而实现大系统的全局优化。应用情况表明:模型具有较好的适用性,可为工程优化调度提供依据,指导工程高效经济运行。     

调水工程中梯级泵站的优化调度

为解决梯级泵站间水位的优化调度问题,本文建立了相应的各梯级站水位优化调度的数学模型,并利用该数学模型对优化调度的方法做了详尽的讨论。     

梯级泵站输水系统预测控制方法研究

南水北调来水调入密云水库调蓄工程前半段是由泵站、渠道、节制闸等构成的复杂梯级泵站输水系统。为了应对该输水系统经常出现流量不平衡可能带来的水位超出极值约束的问题,建立一种新的预测控制方法,基于恒定流模型建立各渠段的站前水位—流量—蓄量关系,通过水量平衡和插值计算对蓄量和站前水位的时间变化规律进行预测,进而提出控制策略。该预测方法经实际运行数据检验,精度较高、方法简单实用,可用于密云水库调蓄工程梯级泵站输水系统实际运行控制。     

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。     

基于水位控制实现泵站变频调速节能的优化调度模式

根据水位控制实现泵站变频调速节能的原理,结合梯级供水泵站运行节能需求,提出了基于水位控制的优化调度模式.     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

大型引水工程梯级水位优化模型研究

大型引水工程的梯级运行需要消耗大量的能量，如何提高大型引水工程的运行效率，降低其能耗，使其经济、安全运行是一个重要课题。大型引水工程进入稳态运行后，在各站的抽水流量或首级站进口水位发生变化的情况下及时做出运行决策，调整各梯级站间的水位，达到整个系统总能耗最小的目的。文中提出了大型引水工程各梯级站水位优化调度的数学模型，并对其解法进行了探讨。     

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。     

三峡梯级日优化运行模型及算法

三峡梯级水电站日运行中,给定三峡用水量制定梯级发电计划,给定梯级总负荷优化电站间负荷分配,是其两种最基本的运行方式。针对这两种基本运行方式,探讨了几种常用优化准则的数学模型。根据实际运行中梯级的各种约束条件,建立了梯级日优化运行的数学模型,给出了相应的计算方法。在计算中,考虑电站的水头变化和两坝间水流时滞的影响,对上述优化问题采用了综合改进动态规划的方法进行计算。仿真计算表明,该模型及算法能够很好地解决三峡梯级日优化运行问题,并能够满足实际运行的需要。同时,还就实时优化问题进行了探讨。     

基于富余风光资源利用的调水线路评价研究

近年来西部地区在新能源发展中供给侧过剩,严重制约了未来西部地区新能源的进一步发展,若将弃光弃风的利用与跨流域长距离调水工程相结合,提出适合西部地区经济社会发展特点的水资源空间配置方案,则对于推进西北地区可持续发展和社会稳定具有十分重要的战略意义。为了评价调水线路的设置合理性与用能规模,本文从富余风光资源利用的角度,在分析调水工程用能规模及空间分布的基础上,构建调水工程耗能计算模型,并在西藏自治区设定一条调水线路,经计算该线路可规划水电站5座,总引水年发电量1286.23亿kW·h,规划梯级泵站5个,总引水年耗电量1391.95万kW·h,总需用年电量105.72万kW·h,可充分应用西藏地区富余风光发电量。     

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.     

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。