国家自然科学基金(60974099)
- 作品数：27 被引量：160H指数：10
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- 基于试验-整数规划方法的泵站多机组变速优化被引量：17
- 2011年
- 以国家南水北调东线源头泵站江都四站为例,进行泵站多机组变速优化运行探讨。提出了考虑峰谷电价、长江潮汐变化的站内多机组日变速优化运行非线性模型:在水泵设计叶片安放角不变的情况下,以站内机组耗电费用最少为目标函数,时段为阶段变量,水泵转速、开机机组台数为决策变量,日提水量为约束条件。提出了各阶段水泵转速试验选优、机组开机台数线性整数规划优化的方法对模型进行求解。优化运行结果表明:考虑峰谷电价,日均扬程7.8～3.8m,与额定运行相比,100%负荷运行时,单位提水费用节省介于-3.58%～-2.14%之间,说明在此条件下,变速优化运行效果不足以抵消变频器损耗,80%、60%负荷运行时,单位提水费用节省分别介于11.38～15.71%、24.79～29.17%之间,优化效果明显;不考虑峰谷电价,日均扬程7.8～3.8m,与额定运行相比,只有在日均扬程较低、提水负荷较小(5.8m,60%负荷;4.8m、3.8m,80%、60%负荷)时,变速优化具有一定的效益,在其余日均扬程、提水负荷条件下,变速优化运行效果均不足以抵消变频器损耗。为受潮汐影响的大型泵站多机组变速优化运行提供了新的思路。
- 张礼华程吉林张仁田龚懿
- 关键词：变速峰谷电价
- 泵站叶片可调单机组日运行优化方法研究被引量：36
- 2010年
- 提出叶片可调单机组日运行优化动态规划数学模型,以耗电费用最少为目标函数,峰谷电价与站下水位变幅过程划分阶段变量,各阶段开机水泵的叶片安放角为决策变量,规定时段内的抽水量为约束条件。以受长江潮汐影响的江都四站为例进行计算,结果表明:(1)在典型潮位过程、设计日均扬程、机组满负荷工作时,叶片可调单机组日运行优化结果与叶片安放角维持原设计安放角相比可节省电费5.24%;叶片安放最优角度与峰谷电价相关,峰电时为-4°,非峰谷与谷电时为+2°。(2)在潮型不变情况下,日均扬程分别为4.8、5.8、6.8、7.8和8.3m时,叶片全调节运行方式与叶片维持原设计安放角相比,可节省费用在3.4%～6.2%之间,平均节省费用4.45%,单位提水费用平均下降4.55%。
- 程吉林张礼华张仁田龚懿
- 关键词：泵站
- 南水北调东线泵站变速运行模式的适应性被引量：9
- 2010年
- 以南水北调东线工程源头泵站江都四站为例,通过单机组优化运行（叶片全调节、变频变速）数学模型的求解、分析可知,在南水北调东线源头泵站扬程变幅（日均扬程7.8~3.8 m,潮差1.2 m）范围内,不管是否实行峰谷电价,泵站叶片全调节优化运行是较为合适的运行模式;变频变速运行仅在扬程低于5.0 m、非满负荷运行时优于叶片全调节;在满负荷工作时,泵站变频变速与定角恒速运行相比,变频变速优化运行带来的效益不足以抵消变频装置的耗损.同时,从泵装置运行的机理出发,证明了大型提水泵站只有在一次调水过程中的扬程变幅足够大时,变频变速优化运行才能产生效益的论点.该成果可为南水北调东线大型泵站的改造、优化运行提供理论依据.
- 程吉林张仁田邓东升龚懿冯旭松
- 关键词：泵站动态规划适应性
- 基于DPSA方法的江都四站单机组优化运行被引量：2
- 2010年
- 提出了考虑峰谷电价与水位变幅等因素的水泵叶片全调节与变频变速组合优化(以下简称组合优化)运行的动态规划数学模型,以日开机运行总耗电费用最小为目标函数,各时段水泵开机的叶片安放角和机组转速为决策变量,规定时段内抽水总量为约束条件,通过动态规划逐次逼近法(即DPSA)确定最优解.以江都四站为例,对单机组组合优化运行与定桨恒速运行进行了比较分析.结果表明,在典型潮位过程(12月至2月份平均潮位过程),设计日均扬程(7.8~3.8 m),机组以100%,80%和60%总水量(机组额定运行时的水量)作为约束时,组合运行优化结果与定桨恒速运行相比,考虑峰谷电价时可节省电费0.99%~35.00%,不考虑峰谷电价时可节省电费0.26%~17.23%.优化效果良好,为南水北调泵站优化运行提供了新的思路.
- 张礼华程吉林张仁田仇锦先龚懿
- 关键词：泵站变速
- 基于DPSA传统分解聚合模型的并联泵站优化被引量：8
- 2011年
- 针对多决策变量复杂非线性系统优化问题,引入基于DPSA的传统分解聚合模型进行并联泵站叶片全调节优化运行研究.首先将大系统分解为若干个子系统,采用DPSA法对各子系统进行优化;再以各子系统分配水量作为关联变量将各子系统回归方程进行聚合,并由聚合模型确定整个系统的最优解;最后通过关联变量将系统最优解反馈到各子系统,从而得到各子系统相应优化调度过程.通过在江都并联泵站叶片全调节优化中的应用,实现了系统总费用最小时的优化调度过程,确定了各站各时段开机台数及叶片角度的最优组合方案,表明了方法的可行性.同时以单位提水费用为指标,按考虑峰谷电价与不考虑两种情况,分析了江都站不同日均扬程、不同运行负荷下,叶片全调节相对定角恒速的优化运行效果,其中考虑峰谷电价节省费用较多,在满负荷、80%负荷6、0%负荷运行情况下,不同日均扬程单位费用节省率均值分别为7.52%2,2.19%,25.89%.
- 仇锦先程吉林张仁田张礼华
- 关键词：泵站优化
- 基于时空组合动态规划的分解协调模型在并联站群优化中的运用被引量：2
- 2011年
- 并联站群叶片全调节变频变速组合优化属于多单元、多机组、多时段、多决策变量复杂非线性系统优化问题,本文引入基于时空组合动态规划的分解协调模型,即协调层以空间各子系统为阶段,提水总量为状态变量,各阶段水量分配系数为决策变量,采用动态规划法进行各子系统间的总体水量协调;分解层各子系统以时间为阶段,各阶段开机台数、叶片角度及转速为决策变量,分配水量为状态变量,采用动态规划逐次渐近法确定最优开机台数及运行方式。通过在江都站并联站群组合优化中的应用,确定了各站各时段开机台数、叶片安放角度及机组转速的最优组合方案,实现了系统运行机组耗电费用最小时的优化调度过程,表明了方法采用的可行性。
- 仇锦先程吉林张仁田张礼华
- 关键词：水力机械分解协调
- 基于动态规划与模拟退火算法的河-湖-梯级泵站系统水资源优化配置研究被引量：25
- 2013年
- 提出了具有多决策变量的河-湖-梯级泵站系统水资源优化配置动态规划数学模型,以各区间缺水量(弃水量)的平方和最小为目标函数,各阶段的湖泊蓄水量为状态变量,各阶段抽水入湖量、湖泊放水量为决策变量。以南水北调长江-洪泽湖段调水工程为例,针对状态变量离散点少、决策变量可行域大且离散点多的特点,采用基于动态规划与模拟退火相结合的混合算法(DP-SA)对该模型进行计算,结果表明:采用该模型进行优化调度,不但可以提高供水保证程度,而且可以减少系统的总抽水量,降低供水系统运行成本;通过与动态规划逐次逼近法(DPSA)进行比较,可以得出混合算法在求解此类问题方面具有计算结果好、收敛速度快等优点。
- 侍翰生程吉林方红远陆小伟
- 关键词：动态规划模拟退火水资源
- 泵站单机组叶片调节与变频变速组合日运行优化方法研究被引量：7
- 2010年
- 本文提出了考虑峰谷电价与站下水位变幅的单机组叶片调节与变频变速组合日优化运行(以下简称为组合日优化运行)数学模型,以日开机运行总耗电费用最少为目标函数,1日24h划分的若干时段为阶段变量,各时段叶片安放角、水泵转速为决策变量,规定时段内抽水总量为约束条件。对该复杂系统最优化问题,提出了各时段叶片安放角正交试验选优、水泵转速动态规划模型优化的试验选优方法。对江都四站单机组组合日优化运行与叶片调节日优化运行、额定日运行进行了比较分析,结果表明,在扬程变幅范围内,不管是否考虑峰谷电价,从经济可行性的角度江都四站的改造中没有必要安装变频设备,不需考虑叶片调节与变频变速组合优化运行。
- 程吉林张礼华张仁田龚懿邓东升冯旭松朱红耕仇锦先
- 关键词：水利水电工程泵站变速
- 南水北调东线工程江苏段水资源优化配置被引量：11
- 2012年
- 为更好地解决跨流域调水工程水资源配置问题,该文在水资源常规配置的基础上,将模拟技术与离散微分动态规划方法(DDDP)相结合,提出了"河-湖-梯级泵站"系统水资源优化配置模型。模型以整个系统的缺水量及抽水量最小作为综合目标:首先根据一定的湖泊运行规则按逆水流方向依次对各湖泊区间来用水进行模拟计算,以确定各湖泊区间在各时段的最大可供水量及可外调水量;在此基础上,以整个系统总抽水量最小为目标函数,各湖泊在每个时段的抽(弃)水量作为决策变量,建立多湖泊联合调度动态规划数学模型,采用DDDP法对其进行求解。以南水北调东线工程江苏段为例,采用该模型进行水资源优化配置,结果表明,该模型提高了整个系统的供水保证率,同时实现了可供水量在各区间各时段的均衡分配;在50%、75%和95%频率时,江苏可实现最大外调出省水量达14.08、14.18和12.70亿m3;同时,供水系统总抽水量分别可减少51.34、94.87和28.19亿m3,可见通过优化调度,降低了系统运行成本,实现了本地水和外调水的联合优化配置。
- 侍翰生程吉林方红远陆小伟
- 关键词：水资源离散微分动态规划
- 基于DPSA算法的“单库-单站”水资源优化调度方法研究被引量：5
- 2015年
- 提出了单座水库与单座补水泵站水资源优化调度的非线性数学模型,模型以年内各时段的缺(弃)水量的平方最小为目标函数,各时段水库供水量和泵站引提水量为决策变量,各时段水库库容为状态变量,以年调节水库可供水量、泵站年引提水总量、水库与补水泵站的联合运行准则(泵站闲时补库、忙时供水)等为约束条件,并以南水北调东线一期江苏境内"骆马湖-皂河站"为实例,采用动态规划逐次逼近法进行求解。结果表明,相同供水保证率时,50%、75%、95%来水频率下泵站补水量、缺水量、弃水量比常规调度均有减少。
- 史振铜程吉林杨树滩常本春蒋咏
- 关键词：水库泵站优化调度动态规划
