廊下鎮(zhèn)圩區(qū)泵閘群自動化調度管理系統(tǒng)的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著計算機控制技術與工業(yè)Internet網絡技術的發(fā)展，讓互聯(lián)網與傳統(tǒng)的圩區(qū)泵閘群控制進行深度結合，創(chuàng)造出新的水利工程計算機控制模式?！盎ヂ?lián)網+泵閘群管理”則充分發(fā)揮互聯(lián)網在泵閘管理中的優(yōu)勢，實現(xiàn)對泵閘群的控制有效運行并進行優(yōu)化調度管理。本論文以上海市金山區(qū)廊下鎮(zhèn)圩區(qū)改造項目為背景，設計并開發(fā)了圩區(qū)泵閘群自動化調度管理系統(tǒng)。
　　廊下鎮(zhèn)圩區(qū)內的泵站與閘站主要承擔圩區(qū)內夏季抗洪與排澇等多項任務。建設圩區(qū)泵閘自動化與信息化系統(tǒng)，可以實

2、現(xiàn)對圩區(qū)內的泵閘群統(tǒng)一控制與科學有效的調度管理。系統(tǒng)主要由每個泵閘站點的現(xiàn)地測控系統(tǒng)、網絡通信系統(tǒng)、泵閘群集中監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)、泵閘群優(yōu)化控制管理系統(tǒng)等模塊組成。設計開發(fā)的自動化調度管理系統(tǒng)的能夠實現(xiàn)對圩區(qū)內幾十個泵閘站點進行集中管理和控制，工作人員在控制管理中心，就能監(jiān)視各個泵閘站點重要機電設備運行狀態(tài)與圩區(qū)泵閘站的河道情況，實時查看各個泵閘站點的運行數據與設備運行狀態(tài)等信息，保證了泵閘站設備的安全運行。同時，根據圩區(qū)內的排澇目

3、標，實現(xiàn)對圩區(qū)內泵閘群優(yōu)化調度控制，從而保證泵閘機電設備在最佳的工況下的運行，對提高泵閘群運行效率，節(jié)約運行費用等方面具有重要的意義。
　　網絡構建是自動化與信息化系統(tǒng)的基礎。廊下鎮(zhèn)圩區(qū)內的泵站與閘站主要沿河分布，因此采用自建光纖網絡形成這個圩區(qū)的通信網絡，部分點采用無線網橋的通信方式接入系統(tǒng)。由于圩區(qū)內泵閘群通信數據量較大，選用多業(yè)務接入平臺MSAP設備接入，并在區(qū)域適當位置建立了4座數據匯聚點，利用環(huán)形組網的方式，將數據傳輸到

4、信息管理中心。
　　根據廊下鎮(zhèn)圩區(qū)泵閘群的分布特點，泵閘群自動化調度系統(tǒng)采用分布式控制結構，按照功能可分為三級:泵閘站現(xiàn)場測控級、中心數據管理級、遠程管理控制級。泵閘站現(xiàn)場測控級，實現(xiàn)對本級站點的水泵和閘門進行基本控制，并將現(xiàn)場各種傳感器數據上傳到管理中心。中心數據管理級主要對各個泵閘站點傳遞過來的各種數據進行分類管理。遠程調度管理控制級，實現(xiàn)對圩區(qū)內所有泵閘群進行管理和監(jiān)測，并且根據中心數據管理級提供的數據進行分析處理，根據不同

5、的排澇目標，生成不同的泵閘群調度控制方案。
　　在多雨的夏季，研究了根據不同的優(yōu)化目標，對泵閘群進行優(yōu)化控制。以中聯(lián)中豐圩區(qū)內水量動態(tài)平衡為算例，將圩區(qū)內進水量與排水量差值平方和最小作為目標函數，把一個排澇控制周期以時間為單位劃分為若干個泵站群控制階段，根據相關水文模型計算單位排澇階段內需要外排的水量。利用遺傳算法在不同的排澇階段，尋找出目標函數適應度高的個體作為排澇水泵群的控制調度方案，保證圩區(qū)內進排水量相對平衡。優(yōu)化了不同排澇