[发明专利]一种隧道泵站机组运行优化方法

权利要求书

1.一种隧道泵站机组运行优化方法，其特征在于，所述隧道泵站机组运行优化方法包括：

S1：根据历史隧道反坡抽排水相关信息，选取单泵型号；

S2：根据所述单泵型号，获取泵站机组配置；

S3：获取所述泵站机组配置的相关约束条件；

S4：根据所述相关约束条件，利用遗传算法，得到泵站机组最佳运行工况；

历史隧道反坡抽排水相关信息包括：隧道掌子面涌水量、隧道单位长度的涌水量、隧道反坡坡度、隧道反坡长度以及泵站间距；

所述相关约束条件包括：

单泵流量约束、泵站排水量平衡、单泵高效区间约束、扬程约束和泵站编号；

所述步骤S4包括：

S41：根据所述泵站机组的当前相关约束条件，确定目标约束函数；

S42：根据所述目标约束函数，利用rank算法，得到适应度函数值；

S43：判断所述适应度函数值是否达到预设值，若是，进入步骤S46，否则，进入步骤S44；

S44：根据预设精英数目和交叉后代比例对部分所述相关约束条件中的部分数据进行交叉变异处理，得到新的相关约束条件；

S45：判断当前运算次数是否达到预设阈值，若是，进入步骤S46，否则，进入步骤S47；

S46：输出所述适应度函数值；

S47：将所述新的相关约束条件作为所述泵站机组的当前相关约束条件并返回步骤S41；

所述步骤S41中，将公式：单一水泵的功率=（液体密度*重力加速度*扬程）/（3600*效率），以及公式：单位时间总能耗=所有单一水泵的功率之合中的扬程、效率分别用响应的流量-扬程、流量-效率表达式进行替代，以形成所述目标约束函数，所述目标约束函数为能耗与流量之间的关系式，后续约束条件也转化为对应流量约束条件。

2.根据权利要求1所述的隧道泵站机组运行优化方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

S31：确立所述隧道泵站机组运行优化目标；

S32：根据所述优化目标，建立优化目标模型；

S33：根据所述优化目标模型和所述泵站机组配置，得到所述泵站机组配置的相关约束条件。

3.根据权利要求2所述的隧道泵站机组运行优化方法，其特征在于，所述优化目标模型为：

其中，表示排水系统总功率；表示第台单泵的实际功率且，表示第台水泵的实际流量，表示第台水泵的实际扬程，表示第台水泵的实际效率，表示流体密度，表示重力加速度，表示各级泵站所包含的水泵数量。

4.根据权利要求1所述的隧道泵站机组运行优化方法，其特征在于，

所述单泵流量约束包括：

正常涌水量工况下，单泵最大排水量为额定排水量1.1倍；最大涌水量工况下，单泵最大排水量为额定排水量1.2倍。

5.根据权利要求1所述的隧道泵站机组运行优化方法，其特征在于，

所述泵站排水量平衡包括：

其中，表示第台水泵的实际流量，，表示各级泵站所包含的水泵数量；表示隧道涌水经过第级泵站的排水量。

6.根据权利要求1所述的隧道泵站机组运行优化方法，其特征在于，

所述单泵高效区间约束包括：

其中，表示第台水泵的实际效率，表示第台水泵的额定效率。

7.根据权利要求1所述的隧道泵站机组运行优化方法，其特征在于，所述扬程约束包括：

其中，表示第台水泵的实际扬程；表示相邻泵站入水口到出水口的高度差；表示第台水泵对应管道的沿程水头损失。