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摘要:本发明公开了一种基于最小生态流速的河网活水闸站联合优化调度方法。包括:通过概化处理建立活水系统的模型,活水系统包括若干座外围水闸、若干条河道形成的河网以及若干座外围泵站;以河道流速不小于最小生态流速、泵流量‑扬程性能、流量平衡方程、水力平衡方程、水泵开机台数为约束条件,以活水系统所有泵站总运行功率最小为目标,建立优化模型,求解后,进一步计算各水闸闸门所需的开度和泵站总功率,得到活水系统调度优化运行方案,包括各水闸闸门最优开度和各泵站最少开机台数组合。运行时,按优化运行方案引水,将水流合理分配到河网各条河道,由各泵站排出。本发明具有活水率高,同时节约能耗的特点。
主权项:1.一种基于最小生态流速的河网活水闸站联合优化调度方法,其特征在于,所述联合优化调度方法包括:通过概化处理建立活水系统的模型,所述活水系统包括若干座外围水闸、若干条河道形成的河网以及若干座外围泵站;获取所述河道的最小生态流速;建立河道结点流量平衡方程和水闸、河道和泵站水力平衡方程,用于计算水闸、河道、泵站水力性能;其中,建立所述河道结点流量平衡方程时,各个河道交叉点为结点,设活水系统共有mx个结点,第i结点有xi条河道汇交,第i结点第j条河道流量为Qij,流量流入为正,流出为负,列出mx个结点流量平衡方程为: 建立所述水闸、河道水力平衡方程时,采用优化步长进行河道水力损失迭代计算;水流从结点A经河道流到结点B有nr种路径,设第j路径有mj条河道串联,第j路径的水力损失为: 结点A经到结点B的nr种路径的水力损失相等,则水闸、河道水力平衡方程如下: 活水系统中有多组结点,建立多组水闸、河道水力平衡方程;经过第i座泵站路径的泵站水力平衡方程为: 以河道流速不小于所述最小生态流速、满足泵流量-扬程性能、满足所述流量平衡方程、水闸、河道和泵站水力平衡方程、各泵站水泵开机台数不大于装机台数为约束条件,以所述活水系统所有泵站总运行功率最小为目标,建立如下优化模型: 式中,P为系统泵站总功率;Pmin为系统泵站最小功率;Pi为第i座泵站功率;mps为泵站总数量;ρ为水密度;g为重力加速度;H泵i为第i座泵站水泵扬程;Q泵i为第i座泵站单台水泵流量;ni为第i座泵站水泵开机台数;η泵i为第i座泵站水泵效率;η机i为第i座泵站电机效率;vk为第k条河道实际流速;vkmin为第k条河道最小生态流速;Q泵站i为第i座泵站运行流量;a1、b1、c1为常数;xi为在第i个河道结点处河道汇交条数;Qij为第i河道结点第j条河道流量,流进为正,流出为负;mx为河道结点个数;nr为河道任意两结点之间的河道路径数;△Hj为第j条路径的总水力损失;Zk为路径上第k座水闸水力损失,如果路径不经过水闸、或经过水闸但水闸全开不调控,则Zk=0;△hji为第j条路径串联的第i条河道水力损失;△hjl为从外围第k座水闸引水到第i座泵站的第j条路径的第l条串联河道的水力损失;S为泵站进出水管路水力损失系数;Q泵站i为第i座泵站流量;niP为第i座泵站水泵装机台数;H泵imin为第i座泵站水泵最小运行扬程;H泵imax为第i座泵站水泵最大运行扬程;应用优化算法求解所述优化模型,并进一步计算各水闸闸门所需的开度和泵站总功率,得到所述活水系统调度优化运行方案;运行时,按所述优化运行方案控制各水闸闸门开度引水,将水流按主要河道流速不小于最小生态流速的要求分配到河网各条河道,由各泵站按需要最少开机台数运行排出。
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百度查询: 扬州大学 一种基于最小生态流速的河网活水闸站联合优化调度方法
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