梯级泵站变速节能的优化计算

年第 期 节 能 文章编号 侧月一 叫 么 即一 仪幻 一 文献标识码 中图分类号 梯级泵站变速节能的优化计算 武汉大学水 电学院 , 武汉 周龙才 丘传忻 摘要 梯级泵站采用 变速调 节可以很好地满足各级站之间 的水位 、 流量 约束 , 故 运行时的动 态配合过程简单 , 其运行优化问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 可以 简化为整个提水 系统的静态扬 程分配 问题 本文以整个梯级提水 系统的总能耗最小 为准则 , 通过求解动态规划 模型 来确定各级站 的最优扬程和相应 的开机 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 及各机组的最优转速 关键词 梯级泵站 变速节能 静态优化 前言 梯级泵站在运行 中对各站之 间的水位 、 流 量关系有严格的要求 在机组不 可调节时 , 为 保证正常运行 , 一般需要通 过控制调节机组 的 运 行来 使 得 各 级 站 之 间达 到 流 量 的 动 态 平 衡 这一运行方式存在 如下 问题 一是 当站 间 调蓄容积较小时 , 调节机组开停机非常频繁 二是在泵站级数较多 时 , 各站之 间的动态平衡 很难保持一致 三是开停机 的运行方式会在 渠 池 中形成水力振荡 因此 , 在站 间调蓄容积不 大且泵站级数较多 时 , 从节能的角度 出发 , 最 好是采用工况可调节机组 调节水泵转速是实现泵站经济运行的一种 有效途径 近年来 , 随着经济的增长和技术水 平的提高 , 许多新建的现代化电力 泵站 可 以 进 行双级调速乃至无级调速 , 为泵站运行节能提 供了便利 梯级泵站的调速运行可以直接满足 各级 站间的水位 、 流量 约束 , 不像采用调 节机 组那样存在各泵站间流量 配合的动态过程 , 其 站间优化运行问题实际上可 以简化为在满足灌 溉流量要求及净扬程约束下 的各级站的静态扬 程分配 问题 对此问题 , 比较适宜 的求解方法 是建立动态规划模型 本文 以整个梯级提水系统的总能耗最小为 准则 , 通过求解动态规划模型来确 定各级站 的 最优扬程分配及相应的运行机组 的最优转速 目标函数和约束条件 目标函数 设整个梯级提水系统共有 级 , 第 ’二 么 ⋯, 级泵站进水池水位 双 , , 出水池水位 从 , 担负的灌溉 供水 量为 , 并设该站有 。 台机组投人运行 , 运行的第 , , ⋯ , 台机 组单机流量为 , 则以所有泵站总的运行功率 最小为目标的 目标函数可 以 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示如下 、 , 今导 君 , 从 ‘ 一山 心 — 司问 叮 式 中 从 。一 第 级泵站的净扬程 , 双 。 从 , 一仪 , ‘ , ,厂 第 级泵站第 台机组的泵站效率 在 已知水泵的运行参数 扬程 从 流量 功率 拟 效率 叮 及机组的各额定参数时 , 泵站 效率可 以按下式计算 叮 叮 ’ 叮二。 ’ 叮 ’ 叮 。 叮 · , 粉公 · 只 · 叮 。 式 中 叮 厂 配套 电动机效率 , 叮 。 二厂伊 , 叮 伊刀口一 电动机效率特性 曲线 , 负荷系 数 方 川凡 、 叮厂 电动机额定功率及满载效率 叮, 厂 流道及进出水池效率 , 叮 , , 仪 叮。厂 传动效率 , 视传动方式而定 约束条件 开机台数约束 设第 级泵站共有 从 台机组 , 则对开机台 数 巩 有 巩簇城 ’ , , ⋯川 水泵转速约束 水泵的转速变化有 一 定 的范 围 , 转速过低 会降低水泵的效率 过高则 要求较高的水泵材 料强度 , 且容易导致 电机超载 一般水泵转速 刀 的范围为 · 。簇力簇 。 式 中 刀二一 水泵的额定转速 水泵性能约束 设在额定转速 几 下 的某水泵性能 曲线 可 以表示为 能 年第 期 另外 , 第 了级站第 台水泵的扬程 私 与该 站泵站扬程 双 ‘之 间还有如下关系 双 仪 注 况 · 几 式 中 民一 流道阻力参数 ‘ 流量约束 为满足灌溉 或供水 量 要求 , 各级泵站 流量必须满足条件 。 艺 , 叮 , , ⋯, 一 ’ 叭艺洲叭艺问 ‘,刀‘ 十 , 凡 斗 口 二 几 八口 瓦 几夕 ⋯ 叮 , 几口 ⋯ 式 中 只 汉 叮 一 分别表示水泵流量 、 水泵 扬 程 、 水 泵 轴功率 、 水 泵 效率 则在任意转速 。 下 , 该水泵 的性能 曲线可 以表示为 , 一 奋 厂 · 守 , · 。 一 分 、 , 叨 · 牙 、 拼 叮 。 马 · 尤 · 产 乌 · 口 ⋯ 几加 泵站扬程约束 当前级站 出水池 即为后 级站进水池 , 或者 两者 之 间的渠道 管道 水力损失 可 以 忽 略时 , 有如下的水位关系 双 双 。 , , , ⋯ , 一 设在 保证水泵 可 以 正 常运行情 况 下 , 第 ’ , , ⋯ , 级泵站的进水池最高水位和最低 水位分别为 从 一 。和 石兔。‘ , 则有 月益 , 一风 」。 簇双 镬石聪 , 一月山 。 设在某一优化时段一级站水源水位为 , 末级站出水池水位保持在 , 则有 万乡一竺 城 。 如果在满足式 条件下第 级泵站的净 扬程 仪 ‘会影响到该级站的灌溉面积 砚 , 则相 应地会有 , ‘ 叼 。以 , , 在 泵站 的配套 渠 系 已 定情 况下 , 双 。的变 化不应再影响到泵站担负的灌溉面积 琳 , 。只 能等于或大于该级站 的设计灌溉流量 袋 , 为 减少能耗 , 应有 。 另外 , 相应于水泵性能约束 以及水泵 的变 速范围 , 尚有如下的单泵流量约束 几氏 簇 , 簇 吼叮 动态规划模型 梯级泵站的运行优化问题属于多阶段决策 问题 , 在此建立动态规划模型来求解 变量选取 阶段变量 以泵站级数 了为阶段变量 状态变量 按逆序递推 , 以第 级到第 级 泵站的总的净扬程为状态变量 况 决策变量 以在状态变量 况下 , 第 级泵站 的净扬程为决策变量 琪以 系统方程 根据各变量的定义 , 可 以得 到如下的系统 方程 尽 尽 , 。双 递推方程 按总耗能最小 , 递推方程为 厂一 、尹兰翌二卫止巡匕 厂 , , 。 、 、局 叮 ‘ 年第 期 求解过程 模型的求解先根 据递推方程式 , 按逆 序递推进行阶段择优 ‘ 在第 ’ , , 二 , 阶段 , 根据进出水池的水位变动范围确定状态变量的 变动范围 , 即状态 区 间 , 并将状态 区 间离 散为 几 个状态值 。 对每一状态值 尽沪 , , ⋯,几击 依次取 ,’ 阶段各状态值 况 及相应的 汽几, , 根据式 得到该状态值下的一个决策 试以 , 即一个净扬 程 , 同 时 , 由 式 、 或 , 可以得到泵站的总要求流量 , 由 双 和 , 利用数值求解方法 , 可 以得到相应的最 优开机方案及各机组的最优转速 , 以及一个 目 标函数值 只 民, 状态值下所有 的 目标 函数 中 的最优值即为 汽几, 相 应 的决策 即为该状态值 下的最优决策 , 并将最优 目标 函数值与最优决 策用于 一 阶段的择优 在 阶段 择优完成后 , 即可 确 定全 局 最 优 值 , 并反追全局最优策略 算例 基本资料 某灌区不 同高程的控制面积如表 所示 , 平均灌溉模数为 耐 万 亩 初步设计采 用三级泵 站 提 水 , 各级 站基 本 资料 如表 所 示 试在初步设计的基础上以运行节能为准则 对该梯级提水系统进行优化设计 表 灌区高程 一 面积关系表 泵站级数 进水池水位 从 。 出水池水位 。 区间灌溉流盆 场 选用水泵型号 水泵台数 仙 水泵额定转速 ‘ 刀面 水泵额定流 认 ‘ 水泵额定扬程 电机额定功率 。 流道阻力参数 , 』 专耐 忽略水位变 化的影响 表 各站基本资料 挑沁 哭沁 侧 哭沁 拜 众 卯 一 的 一 一 刃 月呀月﹃才︸︸沙 、矛门 砧 , , , , 功 , 去 表 计算结果 泵站级数 泵站扬程 泵站流 开机台数 机组编号 水泵转速 面 男 , , ,人 , , , , , , ,加 二 , , , , , 卯 翻 , , 的 单机流 , , , 泵站总功率 高程 面积 亩 面积 万亩 礴以沁 以洲 扔 面积 亩 创 加 男 似 功 侧犯 侧洲 《幻 又 优化结果 计算结果如表 所示 三级泵总提水扬程 总功率 在计算 中为 减 少计算时间 , 对状态区间的离散没有取很多 的 点 , 而是通过逐次减小状态区间来逼近最优轨 迹 结语 梯级泵站变速运行 时节能效果显著 , 且运 行管理方便 在对各级泵站间的最优扬程分配 采用动态规划法的同时 , 对站 内的最优开机方 案及机组转速的确定采 用非线性规划 法 , 两者 之间通过功率这一能耗指标联 系 , 这一求解方 法可以很好地利用水泵变速运行时的相似律特 性 , 降低了动态规划的维数 , 从而节省 内存 , 减 少计算时间 文 中的计算模型无论是对梯级泵 站的优化设计 , 还是对有变速运行条件 的梯级 泵站的优化运行 , 都有较强的实用性 参考文献 略 稿 日期泊山 一以一 年 第 期 一 黑牛黑黑黑黑黑伙峨 “ 以 ‘ , 《 、 。 , 二。叹 侧 “阮 一 “ 加男 · ‘ 、 。 。 , 、 印 侧粥 血 加 叭 吨 幻胃 即 , 川睡 切 拙此 加 认 枉江 加 认么 曲双血 一 妞记 斌 回 卜 洲咧幽七 脚扭 。日卫 菠犯 旧丘” 脚山呛 脚叨 心心 血柱 勿 血嗜昭 月洲】 助 一面 , 一 咖 喊 切 韶妙 光 此 。苗面。 叭吸 诫 仙 汝恤卿 幻 由 切 吨 山 犯 , 血 ” 血 由 由 如 仙 此 叩山 姗 闭 如 断 山 曲 口 刃七 ” 毛水 吨 血 二切 觅 任吞 悦 。讲 血 币 , 血 肠 州 , 此 出比北 , 切 喇 份 切旧 功 勿 山 血 曲 娜田汕习 艺 曰 叮山 歹胡如 吨 山残 即 电 刊祀 忍 一 址功颐幻 度 。 血垃 山 , ‘ , 口 朗一 班 触 曰一圈劝呛 栩 盯皿 叨 创晓 巧 理 叨 加正叮 血一叼访 , 一 址飞 呵喊 田昭 此 丘犯 成 如址 诩 姗 血 以刀 刀 ‘ 伟比 朝 姗 访加刃 幻记 勿 此 幻 , 璐 笼 俪吨 悦 让 血 允 ” 介范 , 此 巩朽沈 此 叮 七 城沮 代对性笼 亚 介沮 此 一份时 比撅 心 弥 · 灯 朋政 丘犯 诫 声把 一 肠 一 侧盯 龟川记 面 一跟翎唱 勺内吨 证 肚一 污日口℃ 伪扭如旧改 一 , 比 一 , 回 云牙 目拙山 山肠甘 地一 五坛 乏巴 此 。犯雌口 ,加幻 一 加仪 , 山即 叮阁犯岛 详服山唱 助刀。刀 ‘ 级 妞 几 匕出康 明污 比 叭吸 脚 划唱 即 堪沙 半 山 。川比 一 摇刊 几祀 忍 阁声 】如 即 年沙 回 一一一一一一一一一一一一一一切无 仍 印理 汕 山 此脚 此弓 义过 乎口 比 日以 〕化 由 竺﹃一国钊能呱 扣司 班雌口一 , , 馆 由坦 一 找 , , 此物 叭 巴 加认叮 一此 扣 切 芝洛切 加 认吸挂犷 加业 ,万 址 认砚枉才 喇以 认敬枉, 面双山 加 讯昭阂 此 此 证 认敬往江 曲砚血由 切的 比 闭戊沈 卜洛 叫珑山 此 康姐石 山陀 犯 认 忱 汀 毋 助 】犯 岛 协 】犯 婚 认。 此 叭吸记 沈 一 祖 二 加 雌山山 日 访 月 丁 灿北山公 仪 叮 ‘ 记 址 悦 歇阁弃比 川吨 此 比 二 此