平原圩區(qū)排澇泵站群常規(guī)調(diào)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(nèi)沿堤設(shè)置的排澇泵站裝機(jī)容量小、設(shè)備簡(jiǎn)單但數(shù)量眾多。開(kāi)展平原圩區(qū)排澇泵站常規(guī)調(diào)度方案優(yōu)化研究對(duì)排澇泵站群常規(guī)調(diào)度預(yù)案編制、降低泵站群運(yùn)行成本、提升圩區(qū)管理水平具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　本文在總結(jié)梳理國(guó)內(nèi)外泵站并聯(lián)站群優(yōu)化運(yùn)行理論方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合平原圩區(qū)水系和排澇泵站群分布特點(diǎn)，以圩區(qū)排澇泵站群總能耗最小為目標(biāo)，應(yīng)用正交試驗(yàn)選優(yōu)方法，借助動(dòng)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(dòng)力模型，開(kāi)展了圩區(qū)排澇泵站群常規(guī)調(diào)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(diào)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(chǔ)上，完成了圩區(qū)排澇泵站群常規(guī)調(diào)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(diào)度方案的優(yōu)化思路，即:針對(duì)排澇泵站群常見(jiàn)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(diào)度優(yōu)化方案，讓平均效率較高的泵站盡可能長(zhǎng)時(shí)間地在高效時(shí)段運(yùn)行，由此實(shí)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(biāo)。
　　(2)在概括分析影響圩區(qū)排澇工況主要因素的基礎(chǔ)上，通過(guò)總結(jié)圩區(qū)歷史排澇調(diào)度記錄規(guī)律，制定了分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，涵括了平原圩區(qū)常規(guī)排澇調(diào)度工作中可能出現(xiàn)的各種工況的典型特征。對(duì)各類(lèi)排澇工況，逐一提出對(duì)應(yīng)的的排澇泵站群優(yōu)化運(yùn)行目標(biāo)和總體要求，便于在編制平原圩區(qū)排澇泵站群常規(guī)調(diào)度優(yōu)化方案過(guò)程中順利引入系統(tǒng)分析模型。
　　(3)根據(jù)平原圩區(qū)排澇泵站分布特點(diǎn)，提出了“總運(yùn)行能耗最小單目標(biāo)試驗(yàn)選

4、優(yōu)、圩區(qū)內(nèi)、外河水位限制多目標(biāo)模擬去劣”的平原圩區(qū)排澇泵站群常規(guī)調(diào)度優(yōu)化方案編制方法。以泵站（組）為試驗(yàn)因素、各泵站（組）有限種運(yùn)行規(guī)則為試驗(yàn)水平，選擇合適的正交表安排正交試驗(yàn)方案。為獲得每組試驗(yàn)方案下最低排澇能耗及對(duì)應(yīng)的各排澇泵站（組）的實(shí)際運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)，提出了2種系統(tǒng)分析解決方案:對(duì)不受潮汐影響的圩區(qū)提出通過(guò)建立一維動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型并求解的方法;對(duì)受潮汐影響的圩區(qū)提出通過(guò)建立大系統(tǒng)一分解聚合模型并求解的方法。對(duì)各組試驗(yàn)方案的試驗(yàn)結(jié)果開(kāi)展正交

5、分析，根據(jù)分析結(jié)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(diào)度優(yōu)化方案序列。應(yīng)用一維非恒定流水動(dòng)力模型逐一模擬優(yōu)化方案序列，根據(jù)圩區(qū)內(nèi)、外河水位限制條件去除不滿(mǎn)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(diào)度最優(yōu)方案。結(jié)合實(shí)例，分別選取了不受潮汐影響和受潮汐影響的兩類(lèi)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(diào)度優(yōu)化方案編制的全過(guò)程，并對(duì)優(yōu)化結(jié)果開(kāi)展了定量或定性評(píng)估，取得了預(yù)期效果。

6、>　　(4)考慮到基層圩區(qū)管理部門(mén)管理人員技術(shù)水平的差異，提出了“總運(yùn)行能耗最小單目標(biāo)試驗(yàn)選優(yōu)、泵站實(shí)際排水能力及圩區(qū)內(nèi)、外河水位控制要求限制多目標(biāo)去劣”的簡(jiǎn)化優(yōu)化方法。簡(jiǎn)化優(yōu)化方法在開(kāi)展正交試驗(yàn)時(shí)不考慮各泵站（組）的實(shí)際排水能力限制，讓所有泵站（組）按照確定的運(yùn)行規(guī)則排水，以排水總量達(dá)到圩區(qū)需外排水量時(shí)停止試驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)停止時(shí)各泵站（組）的運(yùn)行能耗總和作為試驗(yàn)結(jié)果，各泵站（組）的的實(shí)際開(kāi)機(jī)歷時(shí)通過(guò)計(jì)算過(guò)程的反溯獲得。在成功獲得優(yōu)化調(diào)度