[发明专利]一种降低污水处理用电成本的优化调度方法

权利要求书

1.一种降低污水处理用电成本的优化调度方法，包括如下步骤：

S1、确定参与污水处理的反应池及其所处的处理阶段、处理周期和电价时段；

S2、加载各处理阶段中处理设备的功率数据和各电价时段开始时间点的数据、各电价时段结束时间点的数据及各电价时段的费率数据；

S3、确定调度优化数学模型中的决策变量；

S4、结合污水处理实际运行工况，确定调度优化数学模型中的约束条件；

S5、确定调度优化数学模型中的目标函数；

S6、将构建的调度优化数学模型先转化为程序语言，然后利用软件进行最优化求解；

其特征在于：

步骤S1中，设I为参与污水处理的反应池的集合，I＝{1,2,……,i}；设L为处理阶段的集合，L＝{Inlet,Aeration,Sedimentation,Decant}；设M为处理周期的集合，M＝{1,2,……,m}；设Y为电价时段的集合，Y＝{1,2,……,y}；

步骤S2中，设N_l为各处理阶段中处理设备的功率数据的集合，N_l＝{N_Inlet,N_Aeration,N_{Sedimentation},N_Decant}；Tys_y为各电价时段开始时间点的数据集合，Tys_y＝{Tys₁,Tys₂,……,Tys_y}；Tyf_y为各电价时段结束时间点的数据集合，Tyf_y＝{Tyf₁,Tyf₂,……,Tyf_y}；P_y为各电价时段的费率数据集合，P_y＝{P₁,P₂,……,P_y}；

步骤S3中，所述决策变量如下：

Ts_ilmy:表示第m周期第i号反应池在l阶段处于电价区间y的开始运行时间；

Tf_ilmy:表示第m周期第i号反应池在l阶段处于电价区间y的结束运行时间；

OTs_ilm:表示最优的第m周期第i号反应池在l阶段的开始运行时间；

OTf_ilm:表示最优的第m周期第i号反应池在l阶段的结束运行时间；

XTs_ilmy:表示Ts_ilmy是否处于电价区间y，若是，则XTs_ilmy＝1，若否，则XTs_ilmy＝0；

XTf_ilmy:表示Tf_ilmy是否处于电价区间y，若是，则XTf_ilmy＝1，若否，则XTf_ilmy＝0；

CTs_ilmy:表示Ts_ilmy是否大于等于Tys_y，若是，则CTs_ilmy＝1，若否，则CTs_ilmy＝0；

CTf_ilmy:表示Tf_ilmy是否大于等于Tys_y，若是，则CTs_ilmy＝1，若否，则CTs_ilmy＝0；

步骤S4中，所述约束条件如下：

4.1、对时间匹配的约束

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

4.2、对处理过程顺序的约束

(1)

(2)

(3)

(4)

其中：

OTf_{i′Inlet′m}：表示最优的第m周期第i号反应池在′Inlet′处理阶段的结束运行时间；

OTs_{i′Aeration′m}：表示最优的第m周期第i号反应池在′Aeration′处理阶段的开始运行时间；

OTf_{i′Aeration′m}：表示最优的第m周期第i号反应池在′Aeration′处理阶段的结束运行时间；

OTs_{i′Sedimentation′m}：表示最优的第m周期第i号反应池在′Sedimentation′处理阶段的开始运行时间；

OTf_{i′Sedimentation′m}：表示最优的第m周期第i号反应池在'Sedimentation'处理阶段的结束运行时间；

OTs_{i′Decant′m}：表示最优的第m周期第i号反应池在'Decant'处理阶段的开始运行时间；

OTf_{i′Decant′m}：表示最优的第m周期第i号反应池在'Decant'处理阶段的结束运行时间；

OTf_{i′Inlent′m+1}：表示最优的第m+1周期第i号反应池在'Inlet'处理阶段的开始运行时间；

4.3、对处理总时长T的约束

其中：

OTf_{′i″Decant′′m′}：表示最优的第'm'周期第'i'号反应池在'Decant'处理阶段的开始运行时间；

OTs_{′1′′Inlet′′1′}：表示最优的第'1'周期第'1'号反应池在'Inlet'处理阶段的开始运行时间；

T:表示所允许的处理总时长；

4.4、对各阶段处理时长的约束

其中：

OTs_i′Inle′m：表示最优的第m周期第i号反应池在'Inlet'处理阶段的开始运行时间；

T₁表示每个反应池每个周期在进水(Inlet)阶段的时间；

T₂表示每个反应池每个周期在曝气(Aeration)阶段的时间；

T₃表示每个反应池每个周期在沉淀(Sedimentation)阶段的时间；

T₄表示每个反应池每个周期在滗水(Decant)阶段的时间；

步骤S5中，所述目标函数如下：

其中：

z为用电成本；