高扬程梯级泵站运行优化调度研究——以吴堡县工业园区供水工程为例

摘要

高扬程梯级泵站供水是一种水力条件复杂、建设周期长、投资大、能耗高的一项系统工程。梯级泵站系统的设计、调度运行及管理水平将直接影响工程的经济性及安全性。梯级提水系统中，各级泵站之间有着密切的水力联系，各站的流量、水位等构成一个复杂的关联系统。研究一种适合工程特点的安全、经济的调度运行及控制方案，对于提高系统的运行效率和经济效益，降低供水成本具有重要的现实意义。
　　本文在广泛查阅国内外高扬程梯级泵站运行优化调度研究成果的基础上，通过参与吴堡工业园区高扬程梯级泵站设计，分析工程特点，利用大系统的分解协调方法，对吴堡工业园区供水梯级泵站运行优化调度进行应用研究。主要研究内容如下：
　　（1）通过对现有的水泵工况点的图解法和数解法的分析后，针对图解法和数解法在求解复杂并联水泵工况点时存在的精度低，求解困难等问题。依据水泵加压系统能量平衡理论，建立一种新的精度高，速度快的水泵工况点数解方法，利用这种方法为梯级水泵调速运行优化调度问题的研究提供了水泵能耗评价基础。
　　（2）针对多台调速水泵并联运行时，水泵组合及水泵转速调节问题，通过对现有水泵调速运行方法进行分析，构建了水泵运行组合与转速调节的优化模型,得出在某一流量下的水泵最优转速及水泵组合，极大的提高了水泵运行效率。
　　（3）当在一定的流量下有多个泵站串联运行时，泵站的静扬程对于泵站的运行效率及整个系统的能耗有着重要的影响。通过建立各站间水泵运行数学模型，对于站间水位进行优化，提高了整个梯级供水系统的效率。
　　（4）在梯级泵站系统的运行过程中，站内和站间的运行工况也相互影响。将梯级加压泵站作为一个系统，基于大系统分解协调方法的基本原理，对梯级加压泵站进行了优化调度研究。在提水量一定的情况下，得出系统最优的水泵组合、单泵流量、水泵转速、站间水位。使得整个系统的能耗达到最低，从而使得系统的运行得到最优化。

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1绪论

1.1梯级泵站输水系统优化调度研究综述

1.2国内外梯级泵站供水系统优化调度研究进展

1.3课题的提出

1.4本文主要研究内容

1.5本文组织和结构

2吴堡县工业园区梯级供水系统分析

2.1工业园区供水工程概况

2.2工业园区梯级泵站供水系统特点分析

2.3 小结

3梯级加压泵站水力工况分析

3.1水泵工况点求解的理论基础

3.2基于能量平衡的工况点求解新方法

3.3吴堡工业园区加压泵站工况点求解

3.4吴堡工业园区加压泵站水力工况分析

3.5 小结

4 泵站站内调速运行优化理论及模型研究

4.1 泵站站内优化调度运行理论

4.2水泵变速调节理论及方法

4.3 泵站站内水泵调速优化调度模型建立

4.4 小结

5 梯级加压泵站水位优化模型研究

5.1梯级泵站水位优化理论

5.2 梯级泵站水位优化模型

5.3梯级泵站水位优化模型求解

5.4小结

6梯级加压泵站系统的综合优化

6.1 梯级加压泵站系统综合优化理论

6.2 梯级加压泵站系统综合优化方法

6.3小结

7 梯级加压泵站优化调度实例应用

7.1 工程基本资料

7.2 模型建立

7.3小结

8结论与展望

8.1 全文总结

8.2 展望

致谢

参考文献

附录1 计算程序

附录2