[发明专利]一种梯级泵站输水系统日优化调控方法

说明书

技术领域

本发明设计一种梯级泵站输水系统日优化调控方法，特别是涉及一种考虑调蓄池 调蓄能力、渠道输水损失和梯级泵站总扬程约束的梯级泵站输水系统优化调控技术。

背景技术

调水工程是人类重新分配水资源时空分布的重要手段，可解决区域水资源危机和 改善区域生态环境，支撑经济社会可持续发展。调蓄池、渠道和梯级泵站是输水系统的重要 组成部分。采用日优化调控梯级泵站输水系统运行，具有成本低、效益大以及前景广等特 点。

对于梯级泵站输水系统日优化调控问题，常采用大系统分解-协调法、动态规划法 等方法。但是已有的梯级泵站输水系统优化调控仅考虑泵站机组流量、功率和调水总量等 约束，目标是在分时电价的前提下使梯级泵站的总电费最低，往往忽略调蓄池调蓄能力(可 能产生弃水)、渠道输水损失和梯级泵站总扬程约束，以及未考虑不给定日调水总量的工 况。对于具有蓄量约束的调蓄池和总扬程约束的梯级泵站输水系统，已有方法无法全面精 确模拟梯级泵站输水系统日优化调控过程，从而无法应用于此类工程的多约束、多目标优 化调控。

发明内容

为了克服现有技术的问题，本发明提出了一种梯级泵站输水系统日优化调控方 法。所述方法在具有蓄量约束的调蓄池和总扬程约束的梯级泵站输水系统中，分析渠道输 水损失，在分时电价的前提下，全面考虑输水系统多约束条件和多目标优化，分别研究不给 定日调水总量和给定日调水总量2种工况的日优化调控方式，可使调蓄池弃水(转化成“钱” 来度量)和梯级泵站总电费最少，即成本最低，进而使输水系统的经济效益最大化。

本发明的目的是这样实现的：一种梯级泵站输水系统日优化调控方法，所述方法 的步骤如下：

建立水力学仿真模型和计算水头损失的步骤：构建一维非恒定流水力学仿真模 型，采用Preissmann四点时空偏心格式对方程组进行离散，用双扫描法求解，得到各渠段的 水头损失；

对各泵站内机组流量进行优化分配的步骤：本步骤包含m个泵站的优化，单个泵站 的机组流量优化分配方法如下：

①阶段变量：

阶段变量采用序列数字i＝1，2，……，n来表示；

②状态变量：

选取第i阶段至最末阶段n的累计流量作为状态变量：

Si=Σj=inqj]]>

式中，j为1～n中的一个泵站机组；

③决策变量：

采用每台机组的流量q_i作为决策变量；

④状态转移方程：

表示单个泵站中第i+1阶段的状态变量S_i+1与第i阶段的状态变量S_i和决策变量q_i之间的关系：

S_i+1＝S_i-q_i

式中，S₁＝Q_k，S_n+1＝0；Q_k为调水量；

⑤目标函数：

对于单个泵站，只考虑机组的电费，其目标函数的表达式为：