梯级泵站优化调度系统的设计与实现

发布时间：2020-05-10 08:06

【摘要】：随着我国经济的日益增长,人们对水资源的需求持续不断的增加,以及我国地理环境因素导致的水源分布不均等诸多亟待解决的问题,大型梯级泵站调水工程应运而生。随着长距离、大型梯级泵站的相继建立和运行,其实际运行中暴露的问题日益突显。在泵站的现实生产运作当中,时常由于调度人员的决策不当,使得梯级泵站上下级间的流量衔接失衡,从而引发弃水、断流、能源浪费、泵站运行失调等情况,更有甚者,还会引起重大事故的发生。与此同时,由于梯级泵站运行时间长、运行成本耗费巨大、能源消耗大,使得梯级泵站优化调度的问题得到了越来越广泛的关注。本文为解决上述问题:(1)梯级泵站优化调度算法的分析与优化。首先论述级间优化算法,以运行费用最低为目标函数建立级间优化数学模型,利用线性规划法求出优化流量;然后论述泵站的单站优化算法,以运行能耗最低作为目标建立单站优化数学模型,求出单站内的最佳开机组合,包含了开机的机组型号以及各种型号机组的开机台数。最后以某九级泵站为实例,根据实际的工况数据进行数学模型的求解。(2)根据需求确定软件的设计目标后,进行软件系统的整体设计,开发基于J2EE技术架构的梯级泵站优化调度系统。(3)软件的界面测试、优化模块的测试及优化前后数据的对比。本文创新点在于,目前大多数梯级泵站优化调度的运行只考虑了某一级泵站的站内优化调度或者非梯级的单级泵站的优化调度,未考虑泵站级联情况下的优化调度。本文同时结合了级间与站内的优化,将优化效果得以最大化。本文从梯级泵站的级间优化和站内优化着手,以运行费用最小和能耗最低为运行目标,基于线性规划算法,开发出了基于J2EE技术架构的梯级泵站优化调度系统。该系统使得水流量得以均匀的分配,有利于减少弃水或断流的发生,还能降低泵站的运行能耗和运行费用,具有良好的应用前景。
【图文】：

需要结合地形，采取分段式、逐级的提水模式，即梯级泵站引水工程，如图 1-1 所示。图1-1 梯级泵站引水工程示意图梯级泵站引水工程在为人们带来便利的同时，也产生了一些新的问题。这种工程一般建设时间长且斥资巨大，投入使用后的运行时间长、能量消耗大，因此资本的消耗不容小觑。据统计，至 2017 年，全国的机电灌排装机功率达 4899 万 kw，其中，固定式机电灌排泵站装机功率 2631 万 kW，共有灌排泵站约 50．5 万座；除灌排泵站外，全国还有其它各类固定机电抽水泵站 0.4 万处

[7]。图1-2 泵站运行系统关系图综上所述，本文的研究意义在于，运用现代计算机技术提高我国泵站管理和运行调度水平，提高泵站灌溉保证能力、节约水资源、降低泵站能源单耗，确保泵站充分发挥效益。1.2 梯级泵站优化运行国内外研究现状1.2.1 国内研究现状我国的梯级泵站调水系统优化调度的研究，正是同梯级泵站的工程规模与效益不停扩大而不停深入的[8]，发展大体上可分为 3 个阶段：（1）20 世纪 50 年代，我国董毓新就研究了梯级水电站工作深度的确定。这为梯级
【学位授予单位】：武汉邮电科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TV675;TP311.52

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本文编号：2657006