梯级泵站优化调度模型开发及应用研究

发布时间：2021-05-18 16:24

　　目前,泵站的日常调度普遍存在着浪费能量、效率不高或者不经济的情况,主要由于单位流量水泵提供的扬程远大于目标工况所需扬程导致的能量浪费,或者满足目标任务运行工况时水泵的轴功率/电能并不是最优或接近于最优量,水泵没有发挥其最优性能,为了充分的利用水泵性能和泵站现有条件,合理的分配机组台数、过流量、变频系数等参数,研究泵站的优化调度并开发相应的可视化界面系统有很大的意义,对其他工程也能起到借鉴意义。本文先从如何建立和求解优化调度模型入手,首先整理了工程整体布置和工程设计参数,包括水泵、电机型号、泵站设计指标等参数,再根据实际运行数据对一些系数进行修正,建立了简单、好用且较适用的基础数学模型。首先,基于已经建立的基础数学模型,针对含变频泵的梯级泵站优化调度这一复杂的多目标决策问题,拆分为能耗优化和电费降低两个问题,分别建立了梯级泵站能耗优化模型、梯级泵站电费优化模型,对于梯级泵站能耗优化模型同样将其以扬程为关联量拆分为单级泵站子系统模型和梯级泵站站间水位分配模型（即单级泵站交互）,水位分配采用动态规划法,将单级泵站子系统以流量为关联量拆分为工频泵和变频泵子系统模型,对各子系统模型分别采用了隐枚... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 梯级泵站优化调度研究现状
        1.2.2 敏感性分析研究现状
        1.2.3 调度系统研究现状
    1.3 研究内容与技术路线
        1.3.1 研究目标与研究内容
        1.3.2 技术路线
第2章 基础数学模型建立
    2.1 工程管路布置
    2.2 工程设计参数
        2.2.1 水泵及电机型号
        2.2.2 泵站设计参数
    2.3 实际运行数据数学模型建立
        2.3.1 水泵性能特性曲线
        2.3.2 管路特性曲线
        2.3.3 电机损失
第3章 梯级泵站优化调度模型构建及求解
    3.1 系统概化
    3.2 优化调度的数学背景
    3.3 单级泵站优化调度研究
        3.3.1 单级泵站优化调度的内容
        3.3.2 单级泵站能耗优化模型
    3.4 梯级泵站优化调度研究
        3.4.1 梯级泵站优化调度内容
        3.4.2 梯级水位优化理论
        3.4.3 梯级泵站模型
    3.5 模型求解
        3.5.1 单级泵站
        3.5.2 梯级泵站能耗优化模型求解
        3.5.3 梯级泵站电费优化模型求解
    3.6 实例运用
        3.6.1 研究区域概况
        3.6.2 时间步长优化
        3.6.3 梯级泵站总能耗优化
        3.6.4 梯级泵站电费优化
    3.7 小结
第4章 敏感性分析研究
    4.1 前言
    4.2 模型与方法
        4.2.1 敏感性分析
        4.2.2 泵站优化模型
    4.3 结果与分析
        4.3.1 研究区域详情
        4.3.2 能耗优化模型敏感性分析
        4.3.3 日运行电费优化模型敏感性分析
    4.4 小结
第5章 梯级泵站优化调度系统开发
    5.1. 系统软件概述
        5.1.1 开发目标
        5.1.2 实现功能
        5.1.3 软件结构
        5.1.4 面向用户
    5.2 运行环境
        5.2.1 配置
        5.2.2 支持软件
    5.3. UI设计
        5.3.1 登录界面
        5.3.2 主界面
        5.3.3 账户管理
        5.3.4 功能
        5.3.5 皮肤设置
        5.3.6 能耗优化
        5.3.7 电费优化
        5.3.8 敏感性分析
        5.3.9 调度报表
        5.3.10 工程资料
    5.4 计算效果图
        5.4.1 单级泵站能耗优化
        5.4.2 梯级泵站能耗优化
        5.4.3 梯级泵站电费优化
        5.4.4 单级泵站敏感性分析
    5.5 小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间参与的科研项目与发表论文
学位论文评阅及答辩情况表


【参考文献】：
期刊论文
[1]梯级泵站输水系统日优化调度及经济运行研究[J]. 郑和震,张召,吴辉明,雷晓辉.  水利学报. 2016(12)
[2]长输管道启泵正压水击持续时间规律研究[J]. 王明达,韦永健,王建军,陈国明,许志倩,吴昌,李玉鑫.  石油机械. 2016(10)
[3]梯级水库群发电优化调度的大系统分解协调模型[J]. 吴昊,纪昌明,蒋志强,张验科.  水力发电学报. 2015(11)
[4]叶片可调式泵站日优化运行敏感性分析研究[J]. 曹蓉,方国华,孙洪滨,吴学文,刘芹.  中国农村水利水电. 2015(05)
[5]基于粒子群算法的梯级泵站优化调度研究[J]. 梁兴.  人民黄河. 2015(03)
[6]白山抽水蓄能泵站地下厂房的岩体力学参数反演[J]. 田泽润,李守巨,于申.  岩土力学. 2014(S2)
[7]并行动态规划和改进遗传算法在水库调度中的应用[J]. 张忠波,吴学春,张双虎,蒋云钟,耿思敏,王浩.  水力发电学报. 2014(04)
[8]水泵在变频调速应用中的几个技术问题[J]. 石兆玉.  区域供热. 2014(03)
[9]基于混合粒子群算法的梯级泵站优化调度[J]. 梁兴,刘梅清,刘志勇,吴远为,燕浩.  武汉大学学报(工学版). 2013(04)
[10]混沌蚁群优化算法在梯级水库发电优化调度中的应用研究[J]. 原文林,曲晓宁.  水力发电学报. 2013(03)

博士论文
[1]城市输配水管网可靠性研究[D]. 庄宝玉.天津大学 2012
[2]大型梯级引水工程自主优化调度模型及其仿真研究[D]. 段富.太原理工大学 2010
[3]长距离调水工程渠道输水控制数学模型研究及非恒定流仿真模拟系统[D]. 韩延成.天津大学 2007

硕士论文
[1]热水供热系统长输管线的可靠性研究[D]. 郑秋爽.哈尔滨工业大学 2017
[2]高扬程灌区农业节水最优规划研究[D]. 付嘉.西安理工大学 2009
[3]基于优化调度的大型泵站综合自动化系统研究[D]. 王芳.湖南大学 2005



本文编号：3194110