基于动态规划方法的取水泵站运行调度策略

摘要

随着国家发展与改革委员会颁布的电费政策开始实施，用水高峰与用电高峰重合。自来水厂的运行负担加重，实现泵站的节能运行变得尤为重要。本文以取水泵站的节能运行为研究对象。打破了传统的24小时不问断均匀供水的策略。针对实行峰谷电价的泵站实际运行情况，在二泵供水量和一泵吸水井水位逐时变化的情况下，充分利用清水池容积，采用动态规划的方法合理分配取水泵站各个小时的流量，并确定各台泵的运行时间，从而得到一泵站的经济运行方案。 该课题主要包括以下几个内容：建立课题的数学模型、描述编程思路并建立程序模块(包括动态规划模块、水泵的最优并联运行组和方案选取模块和泵站实时调度模块)、检验程序的正确性、通过实例计算优化的结果、分析优化结果的好坏以及影响因素等。 以福州市城门水厂的取水泵站为实例，并且根据程序进行分析可以得到较为理想的优化结果。在实行峰谷电价政策下，该泵站能有效节能达到16﹪～20﹪。在取消峰谷电价政策下，泵站的节能效率仍能达到10﹪～16﹪。分析可知，影响取水泵站优化调度效果的关键因素包含：取水口水位变化、水厂供水区域的日变化系数、水泵的调速性能、清水池调节容积大小等等。运用动态规划方法来解决泵站取水和用电之间的矛盾是一种较为理想的方法。通过C语言编制的程序简单易懂，计算快速，能在很短的时间内得到优化的结果。 最后根据该优化方法对取水泵站的节能改造提出了一些建议，也指出了一些不足。由于在很多方面都还缺乏经验，要将该方法良好的运用于实践还有待更深入的研究和实验。

目录

文摘

英文文摘

学位论文版权使用授权书及同济大学学位论文原创性声明

第1章绪论

1.1研究背景

1.2研究内容

1.3课题的工程意义

第2章城市供水系统优化调度的理论研究

2.1我国城市供水系统概述

2.1.1我国城市供水管网系统的主要问题

2.1.2含水库城市供水系统的优化调度

2.2取水泵站的节能与优化

2.2.1取水泵站的变频调速节能运行

2.3清水池

2.4供水管网SCADA系统

2.5动态规划

第3章取水泵站优化调度案例的描述

3.1课题来源

3.2基本情况分析

3.3用水量情况分析

3.4原水水位变化情况分析

3.5清水池容积利用情况分析

3.6小结

第4章取水泵站优化调度的基础研究

4.1取水泵站优化调度系统构成

4.2取水泵站优化调度影响因素

4.2.1取水水源水位变化对泵站优化调度的影响

4.2.2施行峰谷电价对泵站优化调度的影响

4.3取水泵站优化调度的数学模型

4.4动态规划方法的运用

4.4.1清水池的动态规划优化调度方法研究

4.4.2动态规划编程思路

4.5水泵优化组合方案的确定和选取

4.5.1实例分析

4.5.2各水泵特性曲线公式计算

4.5.3水泵并联运行方案确定

4.5.4水泵并联运行编程思路

4.6取水泵站优化调度的实现

4.7小结

第5章取水泵站优化调度的案例分析计算

5.1软件准备

5.2实例分析

5.2.1城门水厂泵站的基础数据

5.2.2峰谷电价政策下城门水厂取水泵站的优化调度分析

5.2.3取消峰谷电价政策的城门水厂取水泵站的优化调度分析

5.2.4考虑水处理构筑物允许的流量变化范围对动态规划调度的修正

5.2.5取水泵站优化调度的运行控制

5.3动态规划调度的灵敏度分析

5.4小结

第6章结论与建议

6.1结论

6.2建议

致谢

参考文献

个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果