基于优化调度的大型泵站综合自动化系统研究

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1、硕士学位论文摘要我国是一个人均水资源紧缺的国家。随着城市化和工业化进程飞速发展，水资源供需矛盾日益尖锐，缺水已经成为我国经济发展和社会进步的重要制约因素。目前国家大力实施跨流域的远距离调水工程，努力实现水资源的优化配置。作为调水工程主体工程的泵站工程蓬勃发展，但是我国泵站自动化水平低下，而且泵站工程的建设考虑工农业生产的需要和节约工程投资方面的问题较多，很少考虑泵站工程的能量消耗和运行费用，致使不少泵站工程长期处于低效工况下运行，这不仅增加了能量消耗，而且把节省下来的投资转嫁给了运行费用。因此，为减少泵站的能量消耗，实现泵站经济节能的运行而研究泵站的优化调度具有重要意义。本文简

2、要分析了水泵的重要参数和特性曲线、泵站的组成和运行原理、泵站的能量传递和能耗组成，明确了泵站能耗的核心消耗是由泵站和电动机组成的机组所消耗的能源的结论，为建立泵站优化调度模型提供依据；在简要的介绍优化调度的数学背景动态规划和大系统分解协调技术后，探讨了泵站优化调度的模型。针对国内泵站较少采用调速泵、不同型号的水泵和不同调控性能水泵共存的实际，分别建立了调控功能相同泵站组成的泵站和调控功能不同水泵组成的泵站的数学模型，考虑到变电价政策的存在，建立了日优化调度模型。采用动态规划思想和分解协调技术对模型进行求解。随后考虑到未来泵站改造的方向是大量引进调速泵，分析了调速泵的节能原理，确

3、定了调速泵最佳台数的计算方法，建立了定速泵和调速泵共同组成的泵站优化调度的非线性数学模型；最后，简单阐述一个采用分层分布式结构的泵站综合自动化系统的整体设计，在系统的监控组态软件中嵌入优化调度模块，实现泵站综合自动化系统的优化调度，从而达到泵站安全、经济运行的管理目标。关键词：泵站：能源消耗：动态规划；大系统分解协调；优化调度模型；泵站综合自动化系统基于优化调度的大型泵站练台自动化系统研究AbstractWiththedevelopmentofmodemindustryandagn砌ture,pump堍stmioBsaregreatlyincreased,especiallyi

4、nlargescalewaterdistributionengineering．Inthe群l瓯whenpump堍slatiollplanned，thedemandfortheproductionofindustryanda鲥cmtLⅡeandeIlgil】￡咖ginveslmentaretakentoomuchintoaccount,whilethec0删沏npdonofenergy鲫doperafiorlalcostareusuallyignored．Thus，manypttmpiIlgstationareonoperationatlowefficiency,whichle

5、adstogreatenergywasteandtransfersthesavedinveslmentintotheoperationcost．Soitisofgreatimportancetostudyoptimalpumpoperationtoreducetheellergyconsumptionandmakeitmoreeconomicmptmapoperation．Fi．rstdy,thepaperilltl-oducestheimportantparameterandperformancecurveofpumpandthecorIlp0枷0nofp哪pillgstat

6、ion．AfteranalyzingeIl髓科traIls断jllpumpillgstation,thepaperdrawsanconclusionthatcoleenergyofptmapingstationcosttiesinthemainpartwhichinccmpos。dofpumpsandelectromotor．Subsequently,thepaperexplainsthemethodologyofmathematicalprogramrmngandthetheoryofdecompositionandharmonyasthemathematicalbackgr

7、oundofpl】Ⅱ1pol棚6011almodel，thenprobesintooptimalpumpoperationalmodels．Fewl"ev—aajustableptm叩sareusedinpumpstationsandevenpumpswithdifferentaajustablefeattreexistinthesameplm她StationinChina．Correspondingly,twodifferentmodelsareestablished，odeformmlp