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%。     

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。     

面向物联网的泵站站内优化调度系统研究

针对泵站站内优化调度问题进行了研究,引入物联网技术建立了面向物联网的泵站站内优化调度系统。系统的感应层通过各种传感器和网络摄像头采集数据,网络层采用Zigbee技术和5G技术传输数据,应用层实现用户的交互、数据的存储、方案的制定与实施。系统从功能角度分为人机交互界面、监测子系统、决策支持子系统和调度执行子系统4个部分。其中,决策支持子系统采用改进编码方式的动态惩罚函数遗传算法对泵站站内优化调度模型求解,并以江都三站为例,得到了较好的优化结果。     

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。     

梯级泵站输水系统日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内容,前半段从团城湖通过6级泵站提升输水至怀柔水库。为实现工程高效经济运行,基于分时电价规则,建立大系统分解协调模型求解该工程日优化调度及经济运行问题。将大系统分解成3个子系统,先采用动态规划法实现各子系统的最优化,然后根据大系统的总体目标,依据各子系统之间的关联,实现大系统的全局优化。结果表明,模型实用性强,优化调度运行方案中低电价时段所分配流量较大,对于实现工程高效经济运行具有指导意义。     

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%。     

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%。     

改进遗传算法及其在泵站优化运行中的应用

在分析遗传算法基本理论的基础上,针对泵站优化运行问题的特性,从控制参数、选择方式、交叉机理和种群设置等方面进行改进,建立求解高维整型离散决策变量的改进遗传算法。以淮安四站为例进行计算,比较并分析改进遗传算法和标准遗传算法在泵站优化运行中的适用性,为泵站优化运行算法的设计和应用提供参考。结果表明:同时改进适应度和种群的混合改进遗传算法——FFGATPGA,精度高,计算速度快,具有收敛一致性,可用于复杂泵站系统的实时优化调度计算。     

基于带储水箱的增压泵站离心泵的优化运行研究

本文提出了一种在带储水箱的供水系统增压泵站中优化机组及其运行方式的技术,建立了泵站的非线性、多准则、部分积分数学规划问题的优化数学模型。所采用的方法保障了问题公式和解决方案的数学严谨性,以及用户行为和供水系统条件的真实数据记录。通过非平稳随机过程的统计分析方法对全尺寸实验数据进行处理,利用遗传算法对其进行优化。通过对各种离心泵进行比较,得到泵站的最佳运行方式,以最少的泵数和最大的效率来操作泵站达到最大的能源利用率,并确定了水箱的最小基本尺寸、离心泵的最佳运行速度。     

供水泵站的数学模型及优化运行方法

大中城市供水系统都是采用联合管网供水。供水企业的大量电能主要消耗在水泵电机的运行上。根据联合管网供水系统供水量及供水压力的要求 ,从泵站机组节电运行的角度出发 ,建立了供水泵站的数学模型 ;根据实测数据拟合出非线性回归方程 ;用非线性规划导出在满足供水量的前提下总能耗为最小的机组优化组合运行方案。     

不同多目标遗传算法在水闸泵站优化调度应用的对比研究

多目标遗传算法因其高效率和快速收敛而被广泛用于水利工程调度优化。不同的算法具有不同的特点,表现性能不一,寻找一种合适的算法用于水利工程优化是非常重要的。研究选择了三种有代表性的多目标遗传算法,即NSGA-Ⅱ、NSGA-Ⅲ和RVEA,建立了水闸泵站调度多目标优化模型,进行了数值实验来评估这三种算法的表现。根据综合评价,NSGA-Ⅲ更适合于三目标的水闸泵站优化调度。     

基于改进遗传算法的泵站优化调度研究

通过对泵站进行调度优化可以有效提高泵站的运行效率.针对某供水水源基地的泵站建立神经网络模型分析水泵的特性参数,以水量、压力、高效约束为约束条件,建立改进遗传算法对运行效率进行优化,进而提高水泵运行效率.研究结果表明,随着训练数据的增加,网络模型的预测精度逐渐提高,模拟水泵的特性曲线更加准确;对于优化模型,当迭代次数大于...     

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。     

防洪排涝泵站的经济运行优化研究

根据防洪排涝泵站的实际运行情况,建立优化模型,采用动态规划的方法将总抽水量分配至各个时段和各台机组.实例分析表明,与泵站实际运行相比,应用该方法可使泵站的经济效益得到明显提高.     

基于蚁群算法的大型泵站优化运行研究

为了提高大型泵站运行效率,本文以运行电费最小为原则,根据蚂蚁算法建立泵站优化运行模型,选择案例进行实证分析。结果表明,优化模型能够有效优化泵站日常运行效率,降低运行费用。研究结果可为泵站提高运行效率提供参考。     

基于大数据的排涝泵站主机组异常温升研究

为解决泵站主机组运行过程中存在异常温升问题提出应对方案.通过构建泵站主机组分析云数据库系统,调查分析泵站日常运行管理的现状,收集涉及泵站工程等资料,优选出各机组警报大数据及试验数据.通过实例将该方法运用到杭州市区某排涝泵站,验证了其可行性.研究实践表明,采用云端大数据库筛查的方法实现了较好的分析异常温升效果.该方法也避...     

多级串联加压泵站供水系统优化调度研究

结合白沙镇供水管网系统的特征,采用系统的观点和最优化的理论建立了该镇供水系统的多级串联加压泵站变时优化调度模型,对模型采用动态规划求解,得出一个调度周期内每级泵站开泵的最佳时段,为该镇供水系统的优化调度管理提供参考。     

基于遗传算法的大型泵站水泵转速优化方法

大型引水泵站一般都在引水渠道或管道的尾端配备了蓄水水库,它们对水泵的实时供水量及供水压力无特别要求,水泵效率最高才是这类泵站方案优化设计的目标。依据泵站试验运行时SCADA系统的数据记录,采用插值计算得到水泵抽水转速区间内任一点的扬程和效率,然后采用遗传算法搜索实际扬程变化时抽水转速区间内任一转速下的工作点对应效率的最大值,该值对应的转速即为优化转速。结果表明:在实际扬程偏离设计扬程较大时采用插值计算和遗传算法进行转速优化能有效提高水泵效率;实际扬程偏离设计扬程越大,转速优化对水泵效率提高越显著,当实际扬程偏离设计扬程差值达到16.96%时,效率提高值达到2.17%。