南水北调中线渠池水力控制研究

发布时间：2019-11-23 02:07

【摘要】：南水北调工程所涉及范围广、距离长、建筑物交错复杂、运行控制困难等特点，整体系统运行的和谐性问题涉及宏观方面和微观方面，对该系统进行静态、动态的仿真分析是提高系统运行安全和运行效益最有效的方法，通过仿真和优化决策对上述问题进行研究，从而剖析复杂输水的运行特性，验证和优化系统的运行调度方案。 南水北调中线工程存在许多问题，输水线路长，设计工况下水流从陶岔渠首到北京团城湖需要2周时间，自然状态下从陶岔传播至北京团城湖也需要2天多，水力控制难度大；沿线61个节制闸将渠道分为60个渠池，每一个闸门的操作所产生的扰动将向上游、下游传播，渠池间存在的耦合效应将影响系统的响应速度和控制效果。 这些特点决定了中线工程水力学问题的难度和复杂性。为保证渠道运行安全，运行过程中应将水位变化和流量变化控制在一定的范围内，许多研究者对上述各个问题都进行了大量的研究工作，取得了一些有参考意义的研究成果，但仍有许多关键的水力学问题有待进一步研究，引入现代渠道自动控制技术，尽量利用渠道本身可提供的调蓄体积，提高安全可靠性和输水效率，并满足输水实时控制运行要求，是中线工程必须解决的关键工程技术。本文对中线工程的水力运行控制进行研究，采SWMM软件对单一渠段仿真了闸门不同启闭速度和闸门不同开度下断面水力参数及水面线变化规律，仿真结果表明闸门调节速度和开度变化越快，对渠道内水位波动影响越明显，渠道响应时间会缩短。本文还运用动态矩阵预测控制（DMC），，在Matlab编程环境下，仿真渠池的动态响应及对其性能分析，在确保渠池安全运行的情况下得出最优的自动控制策略。结果表明预测控制在运行过程中能够快速、稳定的使渠池内的波动状态过渡到平衡状态。
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TV68;TV133

【参考文献】

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本文编号：2564758