[发明专利]串并联梯级泵站输水系统运行效率计算方法及系统

摘要

本发明公开了串并联梯级泵站输水系统运行效率计算方法及系统；包括：将串并联梯级泵站输水系统进行时空分解，空间维度上，将并联系统分为若干串联系统，将串联系统分为泵站子系统和输水子系统；时间维度上，将调度过程划分为若干相对平衡时段，泵站水位、流量等参数在平衡时段内恒定；计算串并联梯级泵站输水系统影响因素；建立泵站子系统运行效率表达式；根据是否计入级间水力、水量损失和是否有分水，建立三种工况类型下的输水子系统运行效率表达式；进而建立三种不同工况类型下的串联和并联梯级泵站输水系统运行效率计算模型。本发明解决了串并联梯级泵站输水系统调度运行存在复杂性和动态性，难以对其运行效率进行定量计算的难题。

主权项

1.串并联梯级泵站输水系统运行效率计算方法，其特征是，包括：步骤(1)：将串并联梯级泵站输水系统进行时空分解，空间维度上，将并联梯级泵站输水系统分为若干串联梯级泵站输水系统，将串联梯级泵站输水系统分为泵站子系统和输水子系统；时间维度上，将串并联梯级泵站输水系统整个调度过程划分为若干个相对平衡时段，泵站水位、流量和抽水装置的运行效率在平衡时段内恒定；步骤(2)：在时空分解理论基础上，假定串并联梯级泵站输水系统处于相对平衡状态，定量计算串并联梯级泵站输水系统影响因素：梯级间各渠段水量损失、水力损失和抽水装置效率；所述步骤(2)的梯级间各渠段水量损失计算：式中(1)、(2)、(3)、(4)，Δt为输水时段时长；j为泵站级数；为第j和j‑1级泵站间渠道在Δt内的蓄量变化值；V为渠道蓄量值；分别为第j和j‑1级泵站间渠道在t+Δt和t时刻的蓄量值；为由于第j和j‑1级泵站间的流量差导致的渠道蓄量变化值；为Δt时段内，由于第j和j‑1级泵站间渠道蒸发、渗漏水量损失导致的渠道蓄量变化值；L_j,j‑1为第j和j‑1级泵站间渠道长度；q_j,j‑1为单位时段内，单位渠道长度的流量损失值；步骤(3)：建立泵站子系统运行效率表达式；同时根据是否计入级间水力、水量损失或级间是否有分水任务，建立三种不同工况下的输水子系统运行效率表达式；步骤(4)：根据步骤(3)的泵站子系统运行效率表达式和输水子系统运行效率表达式，建立三种不同的工况类型下的串联梯级泵站输水系统运行效率计算模型；步骤(5)：根据步骤(4)得到的串联梯级泵站输水系统运行效率计算模型，建立三种不同的工况类型下的并联梯级泵站输水系统运行效率计算模型；所述步骤(5)的并联梯级泵站输水系统运行效率是指：水体经过各串联梯级泵站输水系统，到达目的地后获得的净能量与各串联梯级泵站输水系统内各级泵站消耗总能量的比值；所述步骤(5)的并联梯级泵站输水系统运行效率计算模型：A工况：计入级间水力损失，沿线无分水情况式(22)～(23)中，η_bpcs为并联梯级泵站输水系统运行效率；r＝1,2,…z；z为串联线路总条数，z为正整数；η_r,pcs为第r个串联梯级泵站输水系统运行效率；所述步骤(5)的并联梯级泵站输水系统运行效率计算模型：B工况：计入级间水力及水量损失，级间无分水情况式(24)～(25)η_bpcs为并联梯级泵站输水系统运行效率；r为串联线路序号，r＝1,2…z，z为串联线路总条数，z为正整数；η_r,pcs为第r个串联梯级泵站输水系统运行效率；所述步骤(5)的并联梯级泵站输水系统运行效率计算模型：C工况 计入级间水力、水量损失，级间有分水情况式(26)～(27)中，η_bpcs为并联梯级泵站输水系统运行效率；r为串联线路序号；r＝1,2,…z；z为串联线路总条数，z为正整数；η_r,pcs为第r个串联梯级泵站输水系统运行效率。