多水源供水系统泵组优化控制漏失

摘要

管网漏失严重是我国城市供水系统长期以来一直存在的问题。随着城市不断发展,供水管网逐渐由单水源发展成多水源,管网不断延伸扩大,供水管网调度日益困难,漏失日益严重。为了降低管网漏失和供水电耗,提高供水行业经济效益,对多水源供水系统进行合理分区和优化调度是控制漏失的一项重要措施。
　　水平衡分析是进行供水管网漏失控制重要的第一步。本研究对现状供水系统进行了水平衡分析,初步确定管网漏失现状,并分析了管网降漏空间大小以及降漏后可获得的经济效益。根据分析结果认为现状管网漏失严重,进行供水管网建模及漏失控制是十分必要的。
　　传统供水管网水力模型认为节点流量是固定不变的用户需水量,显然这与实际不符,本研究将漏失量加到每个节点上作为节点流量的一部分,提出了供水管网压力驱动流量(PDD)水力模型,并采用遗传算法求解。将该模型应用到算例管网,计算结果与传统水力模型进行比较,分析结果表明PDD模型更能体现供水系统实际运行工况。
　　传统供水系统优化调度主要以降低电耗为目标,本研究提出在保证满足用户水量、水压及水质的需求前提下,将管网漏失量和电耗之和最小作为优化目标,以水泵启闭和阀门启闭作为决策变量,构建多水源供水系统泵组优化控制漏失模型,并采用NSGA-Ⅱ算法求解模型。
　　对HD市实际供水管网建立传统微观水力模型,并通过监测数据对模型校核,修改节点流量构建了PDD模型,计算分析考虑漏失的供水管网水力模型的优越性。在管网正常工况下,将多水源供水系统泵组优化控制漏失模型应用到管网中,确定供水系统分区方案及调度方案。对调度结果进行评价分析,为多水源供水系统的优化调度及分区提供指导。模拟结果表明多水源供水系统泵组优化控制漏失模型的理论研究正确,且对实际工程有重要的实用意义。

目录

多水源供水系统泵组优化控制漏失

LEAKAGE CONTROL OF MULTI-SOURCE WATER DISTRIBUTION SYSTEM BY OPTIMAL PUMP SCHEDULE

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪论

1.1课题背景

1.2供水管网分区模型研究现状

1.3供水管网优化调度控制漏失研究现状

1.4课题研究的目的与意义

1.5课题研究的主要内容及技术路线

第2章 基于微观水力模型的优化调度模型

2.1供水管网微观水力模型建立

2.2传统供水管网优化调度模型建立

2.3供水系统水平衡分析

2.4本章小结

第3章 供水管网压力驱动流量水力模型

3.1供水管网压力驱动流量水力模型研究现状

3.2供水管网压力驱动流量水力模型的建立

3.3供水管网压力驱动流量水力模型的遗传算法求解

3.4供水管网压力驱动流量水力模型应用于算例管网

3.5本章小结

第4章 多水源供水系统泵组优化控制漏失模型研究

4.1城市需水量预测模型

4.2多水源供水管网分区模型

4.3多水源供水系统泵组优化控制漏失模型建立

4.4多水源供水系统泵组优化控制漏失模型求解

4.5多水源供水系统泵组优化控制漏失算例分析

4.6本章小结

第5章 HD市供水系统漏失控制工程实例

5.1HD市供水系统基本概况

5.2HD市供水管网模型建立及校核

5.3HD市供水系统泵组优化控制漏失结果分析

5.4本章小结

结 论

参考文献

附录1 供水管网压力驱动流量模型求解部分源代码

附录2 供水系统泵组优化控制漏失模型求解的部分源代码

附录3 HD市供水系统部分节点信息表

附录4 HD市供水系统部分管段信息表

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学学位论文原创性声明及使用授权说明

哈尔滨工业大学学位论文出版授权书

致 谢