基于物聯(lián)網(wǎng)的城市供水系統(tǒng)節(jié)能降耗關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著我國城市化進程的推進，城市的供水行業(yè)得到了快速的發(fā)展，供水系統(tǒng)的服務(wù)范圍和供水能力都有了極大地增加。相應(yīng)地供水系統(tǒng)運行過程中的能耗也越來越高，在節(jié)能降耗的世界性主題下，如何通過合理的運行管理手段在保證用戶需求的同時降低供水系統(tǒng)的運行能耗也成為亟待解決的問題。本研究采用先進的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計了城市供水系統(tǒng)節(jié)能降耗的物聯(lián)網(wǎng)解決方案；通過建立供水系統(tǒng)的直接優(yōu)化調(diào)度模型，提出了可行的優(yōu)化調(diào)度方案。
　　本研究主要針對上述問題進行了以下

2、幾個方面的研究：
　　(1)實際的運營管理過程中，通過最高時的供水量和供水壓力估算調(diào)度期內(nèi)的系統(tǒng)能耗。估算過程中引入了供水能量變化系數(shù)，表征用戶用水量時序變化引起的供水量變化過程。從供水能量變化系數(shù)的定義（平均時供水能量與最高時供水能量之比）出發(fā)，研究了供水能量變化系數(shù)的計算方法。
　　(2)供水系統(tǒng)調(diào)度運行過程中，采用用水模式系數(shù)表示不同用戶的用水量特征。本研究中討論了用戶用水模式的測試方案，研究了根據(jù)用水量變化特征（用水

3、模式）對用戶進行分類的聚類分析方法。
　　(3)通過建立供水系統(tǒng)的動態(tài)水力模型可以實時了解管網(wǎng)的運行工況。研究了采用EPANET TOOLKIT中的水力分析函數(shù)進行水力模擬的基本過程。
　　(4)研究了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在城市供水系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度中的應(yīng)用。以水泵開關(guān)狀態(tài)及調(diào)速泵運行轉(zhuǎn)速比為決策變量，供水系統(tǒng)運行費用最低為目標函數(shù)，考慮管網(wǎng)、泵站和測壓點的水力約束條件，建立了供水系統(tǒng)的直接優(yōu)化調(diào)度模型。采用遺傳算法求解了該模型，得到了優(yōu)化

4、調(diào)度的輔助決策方案。
　　研究取得了以下成果：
　　(1)以SZ市高新區(qū)供水量數(shù)據(jù)為例，計算了高新區(qū)供水能量的變化系數(shù)，為高新區(qū)的運行調(diào)度方案能耗評估提供參考。
　　(2)利用層次聚類方法對SZ市高新區(qū)用戶的用水量數(shù)據(jù)進行分類，得到了高新區(qū)典型的7類用水模式曲線。
　　(3)基于Matlab平臺，通過調(diào)用EPANET TOOLKIT水力分析函數(shù)，模擬了SZ市高新區(qū)供水系統(tǒng)運行工況，模型檢驗表明模擬精度較高，可用于