南水北调东线一期工程洪泽站优化运行方法研究

发布时间：2020-09-24 05:42

　　我国水资源的主要特点是人多水少且时空分布不均,大量淡水资源集中在南方,北方淡水资源只有南方的1/4。为满足北方地区工农业生产和人民生活用水的需求,我国开展了一项国家战略工程——南水北调工程,工程建成后可有效解决我国北方水资源严重短缺的问题,从而为我国经济社会可持续发展提供基础保障。但是,大型泵站的调水过程能耗大,导致泵站运行成本很高。因此,研究泵站系统的优化运行,降低其运行成本具有重大意义。目前,针对泵站优化运行的相关研究大多针对模型作大量简化,复杂系统理论体系尚未完全形成,其成果未能充分利用大型泵站机组的工况调节功能来节省能耗,因此,采用现代决策理论的最新成果,结合工程运行管理的实际情况,进一步完善泵站优化运行方法的相关研究,对于大型泵站降低运行成本、实现工程良性运行具有重要意义。本文以洪泽站为例,开展单机组、多机组叶片全调节日优化运行方法研究,主要开展了以下几个方面工作： (1)洪泽站单机组叶片全调节日优化运行方法研究：考虑峰谷电价,建立了单机组叶片全调节日优化运行数学模型,采用经典的一维动态规划法进行求解,获得了洪泽站不同日均扬程、不同提水负荷条件下单机组日最小提水费用及相应的运行方案。100%负荷、80%负荷、60%负荷各日均扬程下单机组叶片全调节优化运行平均单位提水耗电费用分别为127.49元／万m3、108.94元／万m3、88.12元／万m3,平均单位提水耗电费较额定工况下运行分别节省为4.43%、18.99%、23.13%。 (2)洪泽站多机组叶片全调节日优化运行方法研究：考虑峰谷电价,建立了泵站同型号、不同型号多机组叶片全调节日优化运行数学模型,分别采用动态规划逐次逼近法和大系统分解-动态规划聚合法进行求解,求得洪泽站不同日均扬程、不同提水负荷条件下的多机组日最小提水费用及相应的运行方案。由优化结果可知,与动态规划逐次逼近法相比,大系统分解-动态规划聚合法寻得的方案更优,且100%负荷、80%负荷、60%负荷下平均单位最小耗电费用节约百分比分别提高0.58%、1.80%、0.52%。 (3)洪泽站优化运行查询系统开发：采用Visual Fortran作为系统开发平台,开发洪泽站多机组优化运行方案查询系统,为洪泽站及同类泵站的经济运行提供参考。
【学位单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2014
【中图分类】：S277
【部分图文】：

洪泽,工程效果,设计扬程

其站下设计水位为7.00m，站上设计水位为13.60m,菜站调水期设计扬程6.00m，排错期设计扬程6.60m。洪泽站工程效果图见图2-1，工程综合特性指标详见表2-1。图2-1洪泽站工程效果图

洪泽,水泵装置,模型综合,叶片安放角

根据南水北调工程洪泽菜站混流栗模型试验报告，各叶片安放角下的水菜装置模型综合特性曲线如图2-2所示，利用模型栗试验结果进行换算可得各叶片安放角下的水菜装置原型综合特性曲线如图2-3所示。I J J j r- r -T 1 r 1 T T 1 r ~"(m)l I i I ： , ； , i i i-"“ - ！！!、 ■ I II * j ‘8 : HI h I ^ —JI^I —- - .十、一，-j . ；！ ‘ “ i51 ：：丨）： I ； 14 ：丨 U道-?…：4 Q(l/s) HW eff(%) 7"^^ NJ . -8° 236. 173 4. 855 78.00 -宫n“-6。266. 349 5. 229 81. 08 8rii^^ ..：~r 290.844 5.643 81.42 二2 — "2° 319. 342 5, 684 81. 69 了 - (:- ^ --0。340.277 5.979 81.19 , 9lil\~IIlZI^~~■ \-+2。359.278 6. 315 80.29 f ； \ 。—1伽： ‘ “ ‘.N1 I I I I I I I I I I I 1 t ‘ I I i I I 1 I I I I I I I I I_I ^ I I I I__丨 I I 丨_l—i_I I I 1_L_J_I_I I I I I__I 1 I 丨__LJ__1 I I I__lJ150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450 Q(|/s)图2-2洪泽站水泵装置模型综合特性曲线图

特性曲线,水泵装置,洪泽,综合特性

型综合特性曲线如图2-2所示，利用模型栗试验结果进行换算可得各叶片安放角下的水菜装置原型综合特性曲线如图2-3所示。I J J j r- r -T 1 r 1 T T 1 r ~"(m)l I i I ： , ； , i i i-"“ - ！！!、 ■ I II * j ‘8 : HI h I ^ —JI^I —- - .十、一，-j . ；！ ‘ “ i51 ：：丨）： I ； 14 ：丨 U道-?…：4 Q(l/s) HW eff(%) 7"^^ NJ . -8° 236. 173 4. 855 78.00 -宫n“-6。266. 349 5. 229 81. 08 8rii^^ ..：~r 290.844 5.643 81.42 二2 — "2° 319. 342 5, 684 81. 69 了 - (:- ^ --0。340.277 5.979 81.19 , 9lil\~IIlZI^~~■ \-+2。359.278 6. 315 80.29 f ； \ 。—1伽： ‘ “ ‘.N1 I I I I I I I I I I I 1 t ‘ I I i I I 1 I I I I I I I I I_I ^ I I I I__丨 I I 丨_l—i_I I I 1_L_J_I_I I I I I__I 1 I 丨__LJ__1 I I I__lJ150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450 Q(|/s)图2-2洪泽站水泵装置模型综合特性曲线图

【参考文献】