[发明专利]长距离明渠输水工程同步控制自适应平衡调度方法

说明书

本发明公开了一种长距离明渠输水工程同步控制自适应平衡调度方法，S1，建渠道数字模型；S2，获取渠道运行状态数据；S3，确定节制闸、分水闸的过流计算；S4，确定调度控制目标；S5，长距离明渠输水工程同步控制指令生成；S6，渠道自适应平衡的模拟；S6.1，自适应平衡调度水面线计算；S6.2，将渠池水面线分为自由水深段、淹没水深段两个部分；S6.3，自适应平衡的渠道模拟；S6.3.1，通过过闸流量公式及水位流量关系曲线确定渠池∆t时段上游工程进入渠池的流量Qs及每个节制闸下游水位；S6.3.2，当渠池下游端水位变化引起的渠池蓄量变化正好等于∆W时，渠池下游水位即为∆t时段末渠池下游端水位；S6.3.3，依次类推。本发明操作简便，安全性好。

技术领域

本发明涉及长距离输水工程明渠中间没有调蓄工程的调度控制，尤其是涉及长距离明渠输水工程同步控制自适应平衡调度方法

技术背景

长距离明渠输水控制系统具有强非线性、强耦合和大滞后等特点，常规水力控制难度大，工况间转换时间长，为了提高系统的控制响应速度，实现明渠输水系统“安全、适时、适量”的输水目标，国内外对长距离输水工程的调度控制进行了大量的研究。但一直没有一种有效的方法可以解决这一问题,满足实时调度控制要求。

本发明目的在于提供一种长距离明渠输水工程同步控制自适应平衡调度方法，可以有效满足长距离输水工程实时调度控制要求。

发明内容

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述长距离明渠输水工程同步控制自适应平衡调度方法，包括下述步骤：

S1，构建渠道数字模型：

对渠道进行数字化，按渠道节制闸对象、渠池对象、分水闸对象分别对节制闸、渠池、分水闸进行数字化，构建长距离明渠输水工程数字模型；

S2，获取渠道运行状态数据：

通过现有自动化监控手段获取全线渠道运行状态数据，包括渠道上所有的节制闸、分水闸的开度、闸前和闸后水位、过闸流量；

S3，确定节制闸、分水闸的过流计算方法：

选用通用孔流计算公式，同时在所述通用孔流计算公式中把堰流状态作为特殊的孔流来处理，用于解决连续性问题；通用孔流计算公式见下式：

（1）

其中：为流量系数，通过实测资料进行率定；为闸门总宽度；为闸门综合开度；为闸门上游水位；为闸门下游水位；为过闸平均流速；为水下过闸断面的面积；

采用这个公式：物理概念清晰，闸的上、下游水位可以通过实测直接获得，可以通过实测资料可以方便率定；对于堰流采用公式（1）时，将闸门的综合开度变为闸门上游水位减去闸底板高程，见下式：

（1.1）

其中：为流量系数；为闸孔宽度；为闸门开度；为闸底板高程；为闸门上游水位；为闸门下游水位；为过闸平均流速；

这样，把统一定义为闸门水下过流断面的面积，避免了在计算时需要判断堰流或孔流状态，提高了公式使用的灵活性，从而避免开度计算的不连续性；

S4，确定调度控制目标：

所述调度控制目标包括：沿线各分水口的用水量需求和各节制闸的闸前目标控制水位；

S5，长距离明渠输水工程同步控制指令生成方法：