[发明专利]一种泵站调度优化方法

摘要

本发明公开了一种泵站调度优化方法，包括以下步骤：建立泵站数学模型；考虑泵站的调度方式，以叶片角或者转速为变量简化优化调度数学模型；通过分析该数学模型及结合泵站实际情况，将泵站站内多机组优化转化为单机组优化降低维度，并针对单机组优化设计算法求解最优解，以动态规划方式对单机组求解结果聚合为站内多机组优化的全局最优解。根据本发明方法所设计的泵站调度优化方法能够在保证满足约束条件的前提下，求解全局最优调度方案，节约调度费用。

主权项

一种泵站调度优化方法，其特征在于，包括以下步骤：1)数据采集：采集得到泵站机组的扬程H，流量Q与水泵效率η的相互关系，计算得到泵站机组的特性曲线；2)建立泵站调度优化模型：泵站调度的优化模型以调度费用最少为目标，以上级下达的调水量和泵站机组电动机功率为约束建立模型，具体如下：泵站机组为叶片角全调节的优化模型：minC=min(Σi=1NΣt=1TNρgQ(θi,t)Hi,tηzi,t*ηmot,i*ηint,i*ΔTt*Pt)]]>s.t.Ps(i)=ρgQ(θi,t)Hi,tηzi,t*ηmot,i*ηint,i≤Pi,max,i=1,2,...NΣi=1NΣt=1TNQ(θi,t)ΔTt≥QD]]>泵站机组为变频调速的优化模型：minC=min(Σi=1NΣt=1TNρgQ(ni,t)Hi,tηzi,t*ηmot,i*ηint,i*ηf(ni,t)*ΔTt*Pt)]]>s.t.Ps(i)=ρgQ(ni,t)Hi,tηzi,t*ηmot,i*ηint,i*ηf(ni,t)≤Pi,max,i=1,2,...NΣi=1NΣt=1TNQ(ni,t)ΔTt≥QD]]>其中，C表示泵站多机组24小时运行的电费；N表示站内机组数目；TN表示一天划分的时段数目；ΔTt表示时段t的时段长度；ρ表示水的密度；g表示重力加速度；θi,t和ni,t分别表示泵站的第i台机组在时间段t时的叶片角和转速；Q(θi,t)表示泵站机组在时间段t时，第i台机组以叶片角θi,t运行方式下的流速；Q(ni,t)表示泵站机组在时间段t时，第i台机组以转速ni,t运行方式下的流速；Hi，t表示泵站的第i台机组在时间段t时的平均扬程；Pt为时间段t时对应的分时电价；ηzi,t表示在时间段t时，泵站的第i台机组对应的水泵效率，该效率取决于该时刻机组的扬程和流量，即泵站机组特性曲线；ηmot,i表示泵站第i台机组的电动机效率；ηint,i表示泵站的第i台机组的电动机的传动效率，ηf(ni,t)为采取变频调调速调节方式时，PWM变频器的效率；Pi,max表示泵站的第i台机组电动机的最大功率；Ps(i)表示第i台机组电动机实际功率，QD表示上级下达的每日的提水总量要求；3)对上述模型进行简化假设，包括：采用泵站的日均扬程表示Hi，t；采用分时电价固定划分时长对一天的时段进行划分，获得对应的TN和ΔTt；将Q(θi,t)和Q(ni,t)统一表示为不同叶片角或者转速下的流速Qk；4)根据简化后的模型计算给定扬程下泵站单机组在时段长度内的调水量与用电量，具体如下：对于泵站机组，根据其拟合的特性曲线，计算不同扬程不同叶片角或者转速下对应的时段长度内流量与用电量，并判断是否满足泵站机组电动机的功率约束；5)依据给定扬程下泵站单机组在时段长度内的调水量与用电量通过模型计算单机组一天内的调水量与电费：对于泵站机组，根据时段排序后，固定扬程不同叶片角或者转速下的流量，计算泵站单机组一天内不同叶片角或者转速调节方式下的总调水量与电费的关系；6)根据单机组不同流量对应的电费关系，计算泵站在满足调水需求量情况下各单机组的调水量及控制方式。