[发明专利]一种供水管网实时调度系统及方法

摘要

本发明公开了一种供水管网实时调度方法。本发明首先利用实时水量数据，预测分钟级需水量，再利用实时模型模拟，预先评估管网运行状态,然后通过优化搜索确定下一时段调度决策。本发明基于EPANET‑RTX供水管网实时模型，充分利用供水管网基础自动化、信息系统采集的实时数据，在准确反映供水管网状态基础上，利用短期需水量预测、运行状态评估等指导调度决策，较一般调度方法有更优的效果。

主权项

一种供水管网实时调度方法，其特征在于：使用的调度系统包含实时数据获取模块、实时数据处理模块、实时调度决策模块；其中，实时数据获取模块主要是利用管网信息系统获取实时数据，为系统提供数据支持；实时数据处理模块包含实时模型的建立、分钟级需水量预测、管网状态的动态评估三部分，主要是利用实时的流量、压力数据进行机理建模，同时预测下一调度周期的需水量，并评估管网当前状态；实时调度决策模块则是在上述工作基础上确定调度指令，该方法首先利用实时水量数据，预测分钟级需水量，再利用实时模型模拟，预先评估管网运行状态,然后通过优化搜索确定下一时段调度决策；具体是：步骤1建立供水区域的实时水力模型结合实时水力模型框架进行实时建模，利用实测数据更新模型的状态和边界参数，反复校验修正以得到准确的实时水力模型；步骤2预测分钟级需水量结合天气、节假日干扰因素，从趋势性角度出发，利用ARIMA模型对下一调度时刻的需水量进行预测；步骤3评估管网状态(1)参数选择<1>水压围绕最低服务水头Hmin、最高服务水头Hmax、平均服务水头Have、历史数据水头标准差hs角度出发，对节点压力定级评估；<2>流速以经济流速Vd为基础，对流速评估；<3>水压波动用下式无量纲化水压波动数据：J=X(k)-X(k+1)X(k+1)]]>其中：X(k),X(k+1)分别为两相邻时刻的水压值，|J|为水压波动率；(2)评估指标通过设置各个待评估参数的评估指标表，把水压、水压波动、流速的统一化结果转化为在同一标度下的评估结果；步骤4决策实时调度指令实时调度决策围绕供水区域的实时调度问题及其优化求解展开；先由需水量预测确定下一时段的供水量，然后在满足管网结构、水量水压约束条件下，通过调节水泵、水塔、增压泵或阀门开度，使管网系统保持在供需动态平衡状态，水量和水压达到安全、经济供水要求；优化是以下一周期管网状态评估最优为目标函数，调节水泵、水塔、增压泵、阀门开度为决策变量；具体的，在实时调度决策时，首先把分钟级需水量预测值投入管网实时模型，并利用状态评估得到当前调度周期的状态；然后在管网约束条件下，以下一周期状态评估最优为目标函数，利用优化算法GA求解最优调整方案，从而得到实时调度指令。