單級泵站優(yōu)化調度的研究現狀

2013-10-12

        對泵站優(yōu)化調度的研究先是從對單級泵站開始的,由于在同一水位的并聯(lián)泵站可看作同一泵站不同機組的組合,因此,并聯(lián)泵站也可看作單級泵站。泵站優(yōu)化調度是以運籌學為理論基礎,利用現代計算技術和方法,尋求滿足調度原則的調度方式或方案。由美國數學家貝爾曼(R?Bellman)等人創(chuàng)建的動態(tài)規(guī)劃方法是化技術中適用范圍廣的基本數學方法之一,可用于分析系統(tǒng)的多階段決策過程,以求得整個系統(tǒng)的決策方案,因此目前大部分的優(yōu)化調度都采用這種方法。應用系統(tǒng)分析的思想,從農田排灌系統(tǒng)的全局出發(fā),探討了機電排灌運行能耗數量的計算方法,根據新河泵站系統(tǒng)的實際情況,應用大系統(tǒng)分解協(xié)調原理,提出了一種“搭疊鈕扣式分解協(xié)調辦法”,并應用單純形法和動態(tài)規(guī)劃法對其建立的數學模型進行求解。提出了以大型全調節(jié)軸流泵站運行費小為目標的數學模型,并采用動態(tài)規(guī)劃法進行了求解;根據軸流泵站的運行情況,用系統(tǒng)分析的方法確定了泵站經濟運行的數學模型及相應的求解方法;又提出了根據取水泵站 © 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
       在不同季節(jié)流量變化大,水位變化大的特點,給出了確定單臺調速泵和并聯(lián)調速泵轉速的數解法及調速泵臺數學的確定方法,此法使取水泵站與水廠運行及送水泵站流量協(xié)調一致,在滿足用戶用水量要求的前提下達到耗能少、經濟運行的目的。對可調速機組泵站給出了優(yōu)化調度數學模型,提出通過改變機組的轉速調節(jié)流量來減少能耗。通過對水情、工情的全面分析,提出了改造邵仙控制、提高東閘上游控制水位、提高江都三站擋水高程、興建撈草橋等工程措施和改變西閘控制運用方式,建立了江都站優(yōu)化調度模型,并采取相應的非工程措施加以保障;對葉片可調機組泵站建立了排澇策略的數學模型。隨著人工智能算法的日益成熟,泵站的優(yōu)化調度也越來越多地結合人工智能算法來求解。遺傳算法是根據自然選擇和進化機制構造的搜索算法,它將“優(yōu)勝劣汰、適者生存”的生物進化原理引入待優(yōu)化參數的編碼串群體中,按照一定的適配值函數及一系列遺傳操作對各個體進行篩選,從而使適配值高的個體被保留下來。然后,通過雜交、變異等操作,使群體中各個體適應度不斷提高,直到滿足一定的極限條件,此時,群體中適配值的個體即為待優(yōu)化參數的解。遺傳算法是在復雜空間進行全局優(yōu)化搜索,具有較強的魯棒性。由于泵站運行具有整數和浮點數的混合非線性特點,該方法較為適用。在2001年提出了應用遺傳算法對葉片可調節(jié)機組泵站的優(yōu)化調度進行計算;在2002年也提出了應用遺傳算法對調速供水泵站的優(yōu)化調度進行計算;同年楊鵬等又提出了應用改進遺傳算法對變頻調速時泵站優(yōu)化調度問題進行求解,克服了傳統(tǒng)遺傳算法容易產生早熟收斂而使求解陷入局部點的缺陷。
        由于泵站優(yōu)化的許多因素是模糊變量,因此,結合模糊集理論進行泵站優(yōu)化調度的研究成果也陸續(xù)出現。從水量、水質、能耗三方面綜合考慮,運用模糊集的理論,建立了給水泵站運行的模糊數學模型,確定了水量、水質、能耗隸屬函數,同時給出實時控制的模型。利用計算機監(jiān)控所采集數據,并結合自然的潮汐現象,進行泵站優(yōu)化調度,實現了節(jié)約能耗的目的。

上海帕特泵業(yè)制造有限公司

2013年10月12日星期六

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