二泵站优化调度分析-环境工程专业论文.docx

摘 要 在城市给水系统中，二泵站是其重要组成部分，也是主要的高耗能单元，因 此二泵站合理运行关系到整个给水系统的安全和节能。在给水系统中随着变频系 统的开发应用，由定速泵和变频泵联合运行的二泵站大量出现，达到了一定的节 能效果。然而，我国的部分二泵站，尤其是中小城镇二泵站的管理存在工艺设备 配置不当、运行管理不合理的问题，造成能量浪费。二泵站的优化调度是解决这 些问题的有效方法。 二泵站的优化调度旨在满足城市供水量与水压的前提下，做到泵站运行最经 济。为了达到这个目标，可将二泵站的优化调度分为两大部分：其一，城市用水 量预测；其二，二泵站水泵运行的优化，依据各时段给水管网所需水量和水压， 优化各个水泵的启闭状态，使二泵站内用电设备的功率之和最小。 城市用水量预测方法很多，而其中对基于用水量驱动因子的水量预测模型研 究较少。对传统的组合预测方法而言，同一种单项预测方法在样本区间内各个预 测时点被赋予恒定的权重。然而，实际上，同一种单项预测方法在不同时刻的预 测精度不尽相同。为解决这一问题，本文将 IOWA 算子引入城市用水量预测之 中，建立基于用水量驱动因子和 IOWA 算子的水量预测模型，以求取得更高的预 测精度。 二泵站优化调度的方法很多，目前研究最多的是智能算法和混合智能算法， 虽然这些优化方法适用范围很大，但存在程序占用计算机内存较大、运行时间 长，以及太复杂不易掌握等缺点。而我国部分供水公司，尤其小城镇供水公司的 管理人员的知识水平有限，这些方法将简单问题复杂化，并不实用。本文利用 Lingo 软件编程建模，应用 Global Solver 求解模型。经工程实例验证，此方法简 洁精巧，运行速度快，计算结果可靠且优于人工鱼群算法（AFSA）和粒子群算 法（PSO），为二泵站的优化调度提供了新思路。 关键词：二泵站，节能，优化调度，LINGO，水量预测 ABSTRACT Water supply pumping station is not only an important part of an urban water supply system but also an energy-consuming unit. Water supply pumping station’s reasonably running is related to the security and energy conservation of the entire water supply system. With the development and application of frequency conversion systems, in water supply systems, pumping stations mixed constant speed pumps and frequency conversion pumps have emerged to achieve a certain energy-saving effect. However, in China, especially in small towns, some shortage exist, such as the configuration of improper process equipment, unreasonable operation and management and so on. These result in energy waste.To solve these problems, pumping stations’ optimization scheduling is an effective way. The optimal scheduling of a water supply pumping station is designed to minimize the pumping station’s energy consumption, under meeting the reasonable urban water supply quantity and water pressure. To achieve this goal, the scheduling be divided into two parts. The first part is the urban water consumption forecast to ensure adequate water supply quantity. The second part is the optimal scheduling of water supply p