[发明专利]基于正交试验-动态规划组合算法的一组考虑开停机损耗的泵站控制方法

说明书

本发明公开了优化调度技术领域一种基于正交试验‑动态规划组合算法的一组考虑开停机损耗的泵站控制方法，包括以下步骤：步骤1）建立模型：建立以开机运行总耗电费用最少为目标函数，各时段开关机变量、叶片安放角、水泵转速中的两个或三个为决策变量，同时需满足规定时段内的提水总量约束和电动机额定功率约束；步骤2）求解模型：采用基于正交试验‑动态规划组合算法对上述模型进行优化求解，得到理论最优值并输出结果信息，包括，时均扬程、不同时段的开关机状态、不同时段的叶片安放角、水泵转速、时段流量、装置效率、时段提水量；步骤3）控制泵站：根据上述各参数对泵站进行控制，本发明降低了泵装运行的成本。

技术领域

本发明涉及优化调度技术领域，特别涉及一种泵站控制方法。

背景技术

近年来，随着大量跨流(区)域调水工程的运行，调水工程中泵站优化运行的研究已成为国内外的热点问题。国内外对泵站(群)优化运行的研究表明：(1)在模型构建方面，主要是以泵站运行费用最低为目标，此过程中没有考虑开关机损耗，但频繁开关机带来的经济损耗是不能被忽略的；因此，在泵站优化模型中耦合考虑开关机损耗就具有重要的意义(即：叶片全调节模型、变频变速调节模型和叶片全调节-变频变速调节模型)。(2)考虑开关机损耗的泵站优化模型更加复杂，具有高维度、高度离散、多重变量等特征，采用主流算法都存在“精度低”、“计算量大”和“效率低”的问题；因此，很有必要提出一种适用该模型特征的通用算法。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种基于正交试验-动态规划组合算法的一组考虑开停机损耗的泵站控制方法，在考虑变角调节的基础上引入泵站开关机状态，并使用惩罚单价c表征泵站启停机带来的不利影响，构建了考虑开停机损耗的泵站单机组优化运行模型(模型一)；在考虑水泵转速的基础上引入泵站开关机状态，并使用惩罚单价c表征泵站启停机带来的不利影响，构建了考虑开停机损耗的泵站单机组优化运行模型(模型二)；在考虑变角调节和水泵转速的基础上引入泵站开关机状态，并使用惩罚单价c表征泵站启停机带来的不利影响，构建了考虑开停机损耗的泵站单机组优化运行模型(模型三)，并提出一种基于正交试验和动态规划的组合算法(OE-DP)用于上述模型求解，进而得到更为合理且高效的泵站优化控制方法。

本发明的目的是这样实现的：一种基于正交试验-动态规划组合算法的一组考虑开停机损耗的泵站控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)建立模型：建立以开机运行总耗电费用最少min F为目标函数，各时段开关机变量k_i、叶片安放角θ_i、水泵转速n_i中的两个或三个为决策变量，同时需满足规定时段内的提水总量约束和电动机额定功率约束；

步骤2)求解模型：采用基于正交试验-动态规划组合算法对上述模型进行优化求解，得到理论最优值并输出结果信息，包括，时均扬程H_i、不同时段的开关机状态k_i、不同时段的叶片安放角θ_i、水泵转速n_i、时段流量Q_i、装置效率η_i、时段提水量；

步骤3)控制泵站：根据上述各参数对泵站进行控制。

作为本发明的优选技术方案，步骤1)建立模型具体包括：

建立模型一，以开机运行总耗电费用最少min F为目标函数，各时段开关机变量k_i和叶片安放角θ_i为决策变量，同时需满足规定时段内的提水总量约束和电动机额定功率约束；具体优化模型如下：

目标函数：

约束1提水总量约束：

约束2额定功率约束：N_i(θ_i)≤N₀ (3)