基于动态平衡的梯级泵站输水系统优化运行及控制研究.pdf

山东大学
博士学位论文
基于动态平衡的梯级泵站输水系统优化运行及控制研究
姓名:桑国庆
申请学位级别:博士
专业:岩土工程
指导教师:曹升乐;于
2012-12-06
摘要的优化模型。提出了“输水任务及目标一运行优化一控制优化一水力仿真一优化评估一山东大学博士学位论文段,建立了一套较为完整的基于动态平衡的梯级泵站输水系统优化运行、控制理论及应用方法,确定了动态平衡下的优化运行及控制方案,在保障输水安全的条件下,通过流量、水位的主动控制实现了其在动态平衡中的经济优化运行,有效地解决了梯级泵站输表明:该成果可有效提高系统输水运行及控制水平,为系统安全、经济运行提供了技术支持,同时,该成果可在类似工程中进行推广应用。主要研究成果如下:岢隽嘶诙胶獾奶菁侗谜臼渌低秤呕诵泻涂刂评砺郏灾鞫刂莆主线,将调度优化分为运行和控制优化两个相互关联的部分,并建立了两部分相互耦合最终决策”滚动向前的模型求解及耦合模式,得出了优化运行及控制方案,从而实现了梯级泵站输水系统的实时优化运行及控制。诙蕴菁侗谜臼渌低辰邢低撤治龅幕∩希菁侗谜臼渌低撤治1谜子系统和输水子系统两个相互关联的子系统,在此基础上提出了泵站、输水子系统效率和梯级泵站输水系统运行效率的定义及表达式,为梯级泵站输水系统的运行优化建立了岢隽吮谜境樗爸眯始扑愕睦砺酆头椒ā8菹钟兴媚P妥爸檬匝槭荩建立了快速、可靠计算抽水装置性能的方法,可获取高精度的泵站抽水装置性能曲面,为泵站内的经济优化提供了基础数据。⒘颂菁侗谜臼渌低乘κ捣抡婺P停允渌讨泻愣骱头呛愣髯态下的水力特性进行了分析计算。分析了系统恒定流运行状态下的流量~水位~蓄量关系;对泵站流量调节、泵站事故等工况引起的水力过渡过程进行了数值分析和仿真研究,预测输水系统在各种输水工况下,水位、流速、流量等水力参数的变化规律。同时建立的模型可为运行及控制方案提供仿真模拟平台,验证运行和控制方案的可行性,为梯级⒘说ゼ侗谜拘视呕P秃褪倍短期和中长期糜呕P停⒉捎分析单级泵站运行的理论节能空间,确定了相应的泵站内优化运行方案,为梯级泵站输本文针对大型梯级泵站输水工程,,以水力学仿真为手水系统动态过程中的优化运行难题。通过在南水北调东线韩庄运河段的应用实践,结果数学基础。泵站优化运行及控制方案的制定提供了依据。基于区间离散的动态规划算法进行求解计算,分别以效率和时段经济效益最优为目标,
山东大学博士学位论文⒘嘶诰蔡胶獾奶菁侗谜臼渌低吃诵行屎褪倍短期和中长期济运行优化模型,并采用基于区间离散的动态规划算法进行求解计算,分析了梯级泵站输水系统运行理论节能空间,以效率和时段经济效益最优为目标,分别求解不同时段内梯级间水力弧⒘髁优化方案和对应的各级泵站内优化运行方案。岢隽颂菁侗谜臼渌刂菩盍吭诵心J剑⒘讼嘤Φ目刂平峁挂约翱刂扑惴ā模型,针对一定的运行目标,确定相应的控制方案;应用控制仿真平台对控制过程进行仿真模拟,对运行和控制方案进行校核、修正,最终确定系统优化运行及控制方案,实现了系统水位、流量的实时、自动和精确控制,保证了输水安全、经济运行。水系统的优化运行提供了基础。
緎胻琣山东大学博士学位论文骾锄鷌╟硼緀,.—’,謉禼瑃鷆.’巧鷇觕瓸唱卜拶,蒾,,拶,.卜甀衎琩簅甒痵~—,卜拶ヽ瑃∥舏璽簄’廿阰,阤阰琾,甌阰瑆琣:玱—阰,
鷌山东大学博士学位论文鷈肌衄丌礶,矽时,—“,卜拶卜巧畁辌琺阛瑅阤,—琩,瓵卜秽九,甧琣瓼,,甧够巧,甦衧甀,
本文中相关概念定义定的运行状态或目标运行状态;控制为决策变量,表示对应于一定目标运行状态的控制山东大学博士学位论文⑻菁侗谜臼渌低常阂允洹⑴渌D勘辏杀谜尽⒄⒚拧⑹渌馈⒌购缥各项设施、设备组成的系统称为梯级泵站输水系统,可分为泵站子系统和输水子系统。⒈谜咀酉低常河筛骷侗谜不包括泵站进、出水池槌傻淖酉低场⑹渌酉低常河杉都涫渌馈⒏鞅谜窘⒊鏊亍⒓都涫渌刂平ㄖ锏茸⒊樗爸茫河伤谩⒍⒋ǘ璞浮⒐苈芳捌涓郊槌傻淖楹咸澹峭瓿抽水任务的主要载体。⒈谜拘剩罕谜灸诙喔龀樗爸昧:显诵械男剩瞪系扔诒谜灸谌ú砍樗装置输出有效功率与输入功率的比值。⒍唐谑倍危阂桓龅缂垩分芷冢矗惶煳6唐谑倍巍⒅谐て谑倍危河攵唐谑倍蜗喽杂Γ话阋匝⒃隆⒓径取⒛晡5ノ弧⒃诵屑翱刂疲航诵锌刂品治A礁鱿嗷チO档母拍睿诵形W刺淞浚硎疽⒎骞鹊缂郏翰慰月山东省物价局所公布的一天小时内的峰、谷分成的子系统。方式和一系列操作过程。时销售电价。
山东大学博士学位论文
主要符号表碍——第,级泵站提水所需消耗的能量;∑一√,。!J渌酉低车淖芩λ鹗В!K寰冢侗谜咎嵘竦玫哪芰浚!5冢侗谜镜难锍蹋阂%一勺‘;叼删叩,一!T诹髁縌,扬程一工况下,泵站的效率值;叼~——传动装置效率;即——泵站内