平原圩區(qū)排澇泵站群常規(guī)調度優(yōu)化方法研究.pdf

1、平原圩區(qū)廣泛分布于上海及江蘇蘇南等地區(qū);區(qū)內沿堤設置的排澇泵站裝機容量小、設備簡單但數(shù)量眾多。開展平原圩區(qū)排澇泵站常規(guī)調度方案優(yōu)化研究對排澇泵站群常規(guī)調度預案編制、降低泵站群運行成本、提升圩區(qū)管理水平具有重要的理論意義和實用價值。
　　本文在總結梳理國內外泵站并聯(lián)站群優(yōu)化運行理論方法的基礎上，結合平原圩區(qū)水系和排澇泵站群分布特點，以圩區(qū)排澇泵站群總能耗最小為目標，應用正交試驗選優(yōu)方法，借助動態(tài)規(guī)劃、大系統(tǒng)分解—聚合等系統(tǒng)分析方法和

2、非恒定流水動力模型，開展了圩區(qū)排澇泵站群常規(guī)調度方案的優(yōu)化研究，提出了平原圩區(qū)排澇泵站群常規(guī)調度優(yōu)化方案的編制方法。取得的主要研究成果如下:
　　(1)在深入分析圩區(qū)水系和排澇泵站群分布特征基礎上，完成了圩區(qū)排澇泵站群常規(guī)調度優(yōu)化可行性研究，提出了平原圩區(qū)排澇泵站群常規(guī)調度方案的優(yōu)化思路，即:針對排澇泵站群常見的有限種排澇工況組合，利用優(yōu)化方法逐一編制常規(guī)調度優(yōu)化方案，讓平均效率較高的泵站盡可能長時間地在高效時段運行，由此實現(xiàn)確定

3、外排水量下排澇泵站群總排澇能耗最小的優(yōu)化目標。
　　(2)在概括分析影響圩區(qū)排澇工況主要因素的基礎上，通過總結圩區(qū)歷史排澇調度記錄規(guī)律，制定了分類標準，涵括了平原圩區(qū)常規(guī)排澇調度工作中可能出現(xiàn)的各種工況的典型特征。對各類排澇工況，逐一提出對應的的排澇泵站群優(yōu)化運行目標和總體要求，便于在編制平原圩區(qū)排澇泵站群常規(guī)調度優(yōu)化方案過程中順利引入系統(tǒng)分析模型。
　　(3)根據平原圩區(qū)排澇泵站分布特點，提出了“總運行能耗最小單目標試驗選

4、優(yōu)、圩區(qū)內、外河水位限制多目標模擬去劣”的平原圩區(qū)排澇泵站群常規(guī)調度優(yōu)化方案編制方法。以泵站（組）為試驗因素、各泵站（組）有限種運行規(guī)則為試驗水平，選擇合適的正交表安排正交試驗方案。為獲得每組試驗方案下最低排澇能耗及對應的各排澇泵站（組）的實際運行時長，提出了2種系統(tǒng)分析解決方案:對不受潮汐影響的圩區(qū)提出通過建立一維動態(tài)規(guī)劃模型并求解的方法;對受潮汐影響的圩區(qū)提出通過建立大系統(tǒng)一分解聚合模型并求解的方法。對各組試驗方案的試驗結果開展正交

5、分析，根據分析結果可獲得總排澇能耗從低到高排列的圩區(qū)排澇泵站群常規(guī)調度優(yōu)化方案序列。應用一維非恒定流水動力模型逐一模擬優(yōu)化方案序列，根據圩區(qū)內、外河水位限制條件去除不滿足要求的方案，剩余方案中總能耗最低的即為平原圩區(qū)排澇泵站群在指定排澇工況下常規(guī)調度最優(yōu)方案。結合實例，分別選取了不受潮汐影響和受潮汐影響的兩類典型圩區(qū)，給出了指定排澇工況下圩區(qū)排澇泵站群常規(guī)調度優(yōu)化方案編制的全過程，并對優(yōu)化結果開展了定量或定性評估，取得了預期效果。

6、>　　(4)考慮到基層圩區(qū)管理部門管理人員技術水平的差異，提出了“總運行能耗最小單目標試驗選優(yōu)、泵站實際排水能力及圩區(qū)內、外河水位控制要求限制多目標去劣”的簡化優(yōu)化方法。簡化優(yōu)化方法在開展正交試驗時不考慮各泵站（組）的實際排水能力限制，讓所有泵站（組）按照確定的運行規(guī)則排水，以排水總量達到圩區(qū)需外排水量時停止試驗，統(tǒng)計試驗停止時各泵站（組）的運行能耗總和作為試驗結果，各泵站（組）的的實際開機歷時通過計算過程的反溯獲得。在成功獲得優(yōu)化調度