城市供水管網(wǎng)系統(tǒng)的分布式預(yù)測控制.pdf

1、城市供水管網(wǎng)具有易發(fā)生漏損、爆管的特點，且故障難以快速定位和檢修。結(jié)合國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，本文從系統(tǒng)科學(xué)的角度出發(fā)，通過提取拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特征及結(jié)合其工作原理，將復(fù)雜交錯的供水管網(wǎng)抽象成有水力學(xué)意義的帶權(quán)有向圖。借助 Dijkstra算法求解原水點到各個用戶點的最小消耗功率路徑和每條管道的路徑頻率，將管網(wǎng)簡化成“樹狀”或“類樹狀”且分層表示的主要網(wǎng)絡(luò)布局。根據(jù)提出的邊界準(zhǔn)則逐一檢查靠近區(qū)域邊界的節(jié)點歸屬，不斷更新直至獲得最終的DMA分區(qū)。針對

2、供水管網(wǎng)復(fù)雜高維、非線性、存在耦合的特點，在每個DMA分區(qū)內(nèi)建立各自的離散時間狀態(tài)空間模型，定義互聯(lián)變量表征相鄰DMA分區(qū)間的相互影響，利用各個區(qū)域間的信息交換有效降低問題的規(guī)模和復(fù)雜度，成功將大規(guī)模的在線優(yōu)化問題轉(zhuǎn)換為多個小規(guī)模的分布式優(yōu)化問題。提出基于時間序列模型的用戶需水量預(yù)測方法，將安全庫存水位、流量平穩(wěn)控制、水泵運行成本等因素引入性能指標(biāo)，比較了串行和并行通信策略下的異同，通過在迭代過程中不斷更新拉格朗日乘子直至收斂，給出相應(yīng)