南水北调提水泵站站内优化运行模式研究

论文摘要

本论文选题来源于国家十一五科技支撑重大项目“贯流泵装置与泵站群调度优化”(2006BAB04A03)。由于我国水资源在时空上分布不均匀,为了满足工农业生产和人民生活的需求,我国兴建了许多大型跨流域调水工程,为解决我国北方水资源日益严重危机提供了有效途径。泵站在水资源调配和供水方面起着十分重要的作用,但泵站在发挥效能的同时,也需要消耗大量能量,因此,对大中型泵站的建设、优化运行、科学调度就显得日益重要。论文在总结国内外泵站站内优化运行研究现状的基础上,以江都四站为例,对扬程变幅较大的南水北调提水泵站单机组和多机组优化运行模式进行了研究。论文首次建立了包括扬程变化、机组叶片角度、转速、变频效率(变速、变速～变角运行时考虑)、分时电价等因素的单机组和多机组优化运行数学模型,模型以泵机组运行费用最少为目标函数,水泵叶片角度、机组转速、开机台数、峰谷开机时间等为决策变量,规定时间内的提水总量等为约束条件;采用动态规划方法对变角、变速模型进行优化;采用大系统试验选优理论对变速～变角模型进行优化;模拟运行结果表明:在机组实行变速～变角运行和峰谷分时电价运行方案后,与不变角不变速优化运行方式相比,在完成同样调水任务时,运行成本可节省5%以上。这对扬程变幅较大的南水北调提水泵站维修改造、优化运行具有重要指导意义,具有创新性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 论文选题来源、背景和意义
• 1.1.1 选题来源与背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 国内外泵站优化研究准则、方法及研究动态
• 1.2.1 泵站优化运行准则及研究方法
• 1.2.2 国内研究动态
• 1.2.3 国外研究动态
• 1.2.4 存在问题
• 1.3 本文主要研究内容、目标与创新点
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 研究目标与创新点
• 1.4 研究技术路线
• 2 单机组优化运行模式研究
• 2.1 单机组优化模型的建立
• 2.2 单机组设计转速、设计安装角度条件下的经济运行
• 2.3 单机组变角经济运行
• 2.3.1 常见变角运行方式
• 2.3.2 以耗电费用最少为目标函数的单机组变角优化运行解法
• 2.3.3 应用举例
• 2.4 单机组变速经济运行
• 2.4.1 常见变速运行方式
• 2.4.2 以耗电费用最少为目标函数的单机组变速优化运行方式
• 2.4.3 应用举例
• 2.5 单机组变角～变速经济运行
• 2.5.1 常见变速～变角优化运行方式
• 2.5.2 基于大系统试验选优理论的单机组变速～变角优化运行方式
• 2.5.3 应用举例
• 3 多机组优化运行模式研究
• 3.1 机组相同时的多机组优化运行模式研究
• 3.1.1 优化运行模型的建立
• 3.1.2 优化模型的求解
• 3.1.3 应用举例
• 3.2 不同装机时的多机组站内优化运行模式研究
• 4 结论与展望
• 4.1 本文总结
• 4.2 存在的不足与展望
• 参考文献
• 致谢
• 发表论文及参加科研项目情况