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%。     

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%。     

基于三级递阶优化算法的泵站群协调运行控制模型研究

宁河北地下水源地天津经济技术开发区供水工程最优运行控制的核心问题,为典型的泵站群混联协调优化调度问题.根据工程本身的结构方式,本研究利用复合系统协调控制建模方法,分别建立了基于动态规划模型的调节池-潜水泵群最优运行协调控制模型、基于非线性混整规划模型的加压泵站群最优运行协调控制模型、基于复合系统三级递阶优化算法的项目泵...     

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。     

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。     

基于粒子群算法的灌溉水泵系统优化设计与运行

文章提出了一种相对较新的用于灌溉抽水系统优化设计和运行的管理模式。该管理模式利用粒子群优算法化建立并求解了一个两步优化模型。新提出的模型通过对所有可行的泵机组组合进行详尽的枚举搜索后,在所需时间段内处理给定的需求曲线,然后调用粒子群优化算法搜索每个集合的最优解。在优化机组的运行问题后,计算所有机组的运行总成本和初始投资折旧,确定最优的机组组合,并制定相应的运行策略。研究将所提出的模型用于实际泵站系统的设计和运行后,将结果与优化算法的结果进行比较。结果表明,所提出的模式与粒子群优化算法相结合是一种用于实际灌溉泵系统设计和运行的通用管理模型。     

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。     

面向农田灌区水利泵站工程的决策优化研究

针对目前农田灌区水泵站用水方案优化多集中于南水北调等大型工程而忽略自身泵站机组改进的现状,通过构建并联泵站机组最低系统功率模型和单泵站最低日进水耗费模型,利用大系统分解-动态规划聚合法求解对应值。结果显示,研究所构建模型能够降低6.38%以上的系统功率,单位进水费用最大节约百分比为38.59%。表明所构建模型具有良好的性能,能够为水泵站的节能减排提供参考与借鉴。     

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。     

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。