一种梯级泵站的半调角水泵调度方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种梯级泵站的半调角水泵调度方法和装置，根据泵站的需水量，以及每一水泵能够运行的最大流量和最小流量，确定泵站的可开机台数。然后，获得不同开机台数分别对应的水泵叶片角度；进一步地，确定水泵最小运行功率对应的目标开机台数；最后，基于水泵的不同可调角度分别对应的运行流量和运行功率，以各台水泵的运行流量之和大于泵站的需水量为约束条件，确定各台水泵的运行功率之和最小时，各台水泵各自对应的叶片角度。本发明专利技术通过上述方法，能够在满足泵站的需水量的前提下，合理的调度泵站中每台半调角水泵的叶片角度，并使得每台半调角水泵以较低的功率运行，减小了系统功耗。

【技术实现步骤摘要】
一种梯级泵站的半调角水泵调度方法和装置
本专利技术实施例涉及智慧水利
，尤其涉及一种梯级泵站的半调角水泵调度方法和装置。
技术介绍
智慧水利，就是利用互联网、云计算、GIS等先进技术，提高水利部门的管理效率和社会服务水平，推动水利信息化建设，逐步实现“信息技术标准化、信息采集自动化、信息传输网络化、信息管理集成化、业务处理智能化、政务办公电子化”。由于我国水资源分布不均，部分地方的水资源不能够满足当地基本的生活和生产的需求，解决水资源的分布不均问题已成为近些年来国内外研究的课题。我国建设了多项长距离、跨流域的调水工程，将水资源丰富地区的水引向水资源贫乏的地区，在很大程度上解决部分地区水资源缺乏的问题，进而促进当地经济的健康发展。半调角水泵是指水泵的叶片可以进行角度调节，并且角度的调节范围是最大角度与最小角度之间的特定值，一般情况下，水泵能够调节的角度为-6°、-4°、-2°、0°、+2°、+4°中的值，通过对半调角水泵的角度调节，能够使机组的运行工况改变。目前，梯级泵站的规模较大，运行复杂，不合理决策可能导致供水不足、水量浪费或频繁开机等问题。如今，梯级泵站在实际的运行调度过程中，运行决策往往根据经验，调度方案不合理，不能根据实际的流量需求以及成本控制，合理地确定半调角水泵的叶片开度，导致半调角水泵的运行流量过小或过大，而流量过小不能够满足供水需要，流量过大又会使机组耗能过高。因此，如何提出一种方法，对半调角水泵的叶片角度进行合理的调节，使得各台水泵的运行流量之和满足泵站的需水量，并降低各台水泵的运行成本，成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种梯级泵站的半调角水泵调度方法和装置，用以解决相关技术中梯级泵站的调度不能不能根据实际的流量需求以及成本控制，合理地确定半调角水泵的叶片开度的问题。第一方面，本专利技术实施例提供一种梯级泵站的半调角水泵调度方法，包括：S1，获得梯级泵站的任一级泵站中，每一水泵在不同的叶片角度的情况下，水泵的扬程与水泵流量之间的第一关系，以及水泵的功率与水泵流量之间的第二关系；其中，所述水泵为半调角水泵；S2，基于所述第一关系和第二关系，获得水泵的叶片角度与流量之间的第三关系、水泵的功率与叶片角度之间的第四关系以及水泵的功率与流量之间的第五关系；S3，确定水泵能够运行的最大流量和最小流量；S4，根据所述泵站的需水量，以及每一水泵能够运行的最大流量和最小流量，计算泵站的可开机台数；并获得不同开机台数分别对应的叶片角度；S5，根据不同开机台数分别对应的叶片角度，以及水泵的功率与叶片角度之间的第四关系，获得不同开机台数分别对应的水泵功率；S6，根据不同开机台数分别对应的水泵功率，确定水泵最小运行功率对应的目标开机台数；S7，获得半调角水泵的全部可调角度，基于当前扬程、所述全部可调角度、所述第三关系和所述第四关系，获得不同可调角度分别对应的运行流量和运行功率。S8，在确定泵站的目标开机台数后，基于水泵的不同可调角度分别对应的运行流量和运行功率，以各台水泵的运行流量之和大于泵站的需水量为约束条件，确定各台水泵的运行功率之和最小时，各台水泵各自对应的叶片角度。进一步，S2中，基于所述第一关系和第二关系，获得水泵的叶片角度与流量之间的第三关系、水泵的功率与叶片角度之间的第四关系以及水泵的功率与流量之间的第五关系，具体包括：基于第一关系和第二关系，获得当前扬程下，水泵不同的叶片角度对应的流量和功率；基于当前扬程下，水泵不同的叶片角度对应的流量和功率，获得当前扬程下，流量随叶片角度的第一变化关系曲线，以及功率随叶片角度的第二变化关系曲线；根据所述第一变化关系曲线获得水泵的叶片角度与流量之间的第三关系；根据所述第二变化关系曲线获得水泵的功率与叶片角度之间的第四关系；根据所述第三关系和第四关系，获得水泵的功率与流量之间的第五关系。进一步，S4中，根据所述泵站的需水量，以及每一水泵能够运行的最大流量和最小流量，计算泵站的可开机台数，包括：通过泵站的需水量除以最大流量得到第一结果，并将第一结果向上取整得到最少开机数；通过泵站的需水量除以最小流量得到第二结果，并将第二结果向上取整得到最大开机数；根据泵站的最少开机数和最大开机数，获得泵站的可开机台数。进一步，在S4之前，所述方法还包括：获得梯级泵站中每一渠道所需的流量、每一渠道的当前蓄水量以及当地电价；在满足每一渠道需水流量的前提下，以梯级泵站的运行费用最小为目标，利用linprog函数进行求解，获得各级泵站的目标流量。进一步，根据梯级泵站中每一渠道所需的流量、每一渠道的当前蓄水量以及当地电价，在满足每一渠道需水流量的前提下，以梯级泵站的运行费用最小为目标，利用linprog函数求解各级泵站的目标流量，包括：S100，在一日内的不同时段电价相同时，根据梯级泵站中每一渠道所需的流量、每一渠道的当前蓄水量以及当地电价，在满足每一渠道需水流量的前提下，以梯级泵站的运行费用最小为目标，利用linprog函数进行求解，获得各级泵站的目标流量；或者，S200，在一日内的不同时段电价不同时，根据梯级泵站中每一渠道所需的流量、每一渠道的当前蓄水量以及当地各时段的电价，在满足每一渠道需水流量的前提下，以梯级泵站的运行费用最小为目标，利用linprog函数进行求解，获得各级泵站的目标流量。进一步，所述S100具体包括：S101，获得梯级泵站中每一渠道的需水流量；S102，获得梯级泵站中每一渠道的当前蓄水量；S103，根据每一渠道的需水流量和当前蓄水量，获得第m个渠道的第一参数Am和第二参数Bm；其中，所述第一参数Am＝(第m个渠道蓄水量下限-第m个渠道的当前蓄水量)/3600/24+第m个渠道的需水流量；所述第二参数Bm＝(第m个渠道蓄水量上限-第m个渠道的当前蓄水量)/3600/24+第m个渠道的需水流量；S104，获得各级泵站的矩阵f；其中：P1设～PM设分别表示各级泵站的设计功率；Q1设～QM设分别表示各级泵站的设计流量；M为泵站总级数；第一电价表示当地电价；S105，获得矩阵A；其中，a1＝(0...0-1)，a1中的“0...0”包含M-1个0；a2＝E(M)，当M＝9时，a2为九阶单位矩阵；a3和a4相同，且为(M-1)×M的矩阵；S106，基于第一参数Am和第二参数Bm，获得矩阵b；其中：a5为第M级泵站的设计流量*(-1)；a6为M*1的矩阵，a6中每行为各级泵站的最大流量；a7为(M-1)*1的矩阵，a7中每行为-Am；a8为(M-1)*1的矩阵，每行为Bm；S107，基于矩阵基于f，A和b，以梯级泵站的运行费用最小为目标，利用linprog函数进行求解，获得矩阵X；其中，X为M×1的矩阵，X中的每个数对应各级泵站的目标流量；其中，泵站的目标流量即为S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种梯级泵站的半调角水泵调度方法，其特征在于，包括：/nS1，获得梯级泵站的任一级泵站中，每一水泵在不同的叶片角度的情况下，水泵的扬程与水泵流量之间的第一关系，以及水泵的功率与水泵流量之间的第二关系；其中，所述水泵为半调角水泵；/nS2，基于所述第一关系和第二关系，获得水泵的叶片角度与流量之间的第三关系、水泵的功率与叶片角度之间的第四关系以及水泵的功率与流量之间的第五关系；/nS3，确定水泵能够运行的最大流量和最小流量；/nS4，根据所述泵站的需水量，以及每一水泵能够运行的最大流量和最小流量，计算泵站的可开机台数，并获得不同开机台数分别对应的叶片角度；/nS5，根据不同开机台数分别对应的叶片角度，以及水泵的功率与叶片角度之间的第四关系，获得不同开机台数分别对应的水泵功率；/nS6，根据不同开机台数分别对应的水泵功率，确定水泵最小运行功率对应的目标开机台数；/nS7，获得半调角水泵的全部可调角度，基于当前扬程、所述全部可调角度、所述第三关系和所述第四关系，获得不同可调角度分别对应的运行流量和运行功率；/nS8，在确定泵站的目标开机台数后，基于水泵的不同可调角度分别对应的运行流量和运行功率，以各台水泵的运行流量之和大于泵站的需水量为约束条件，确定各台水泵的运行功率之和最小时，各台水泵各自对应的叶片角度。/n...

【技术特征摘要】
1.一种梯级泵站的半调角水泵调度方法，其特征在于，包括：
S1，获得梯级泵站的任一级泵站中，每一水泵在不同的叶片角度的情况下，水泵的扬程与水泵流量之间的第一关系，以及水泵的功率与水泵流量之间的第二关系；其中，所述水泵为半调角水泵；
S2，基于所述第一关系和第二关系，获得水泵的叶片角度与流量之间的第三关系、水泵的功率与叶片角度之间的第四关系以及水泵的功率与流量之间的第五关系；
S3，确定水泵能够运行的最大流量和最小流量；
S4，根据所述泵站的需水量，以及每一水泵能够运行的最大流量和最小流量，计算泵站的可开机台数，并获得不同开机台数分别对应的叶片角度；
S5，根据不同开机台数分别对应的叶片角度，以及水泵的功率与叶片角度之间的第四关系，获得不同开机台数分别对应的水泵功率；
S6，根据不同开机台数分别对应的水泵功率，确定水泵最小运行功率对应的目标开机台数；
S7，获得半调角水泵的全部可调角度，基于当前扬程、所述全部可调角度、所述第三关系和所述第四关系，获得不同可调角度分别对应的运行流量和运行功率；
S8，在确定泵站的目标开机台数后，基于水泵的不同可调角度分别对应的运行流量和运行功率，以各台水泵的运行流量之和大于泵站的需水量为约束条件，确定各台水泵的运行功率之和最小时，各台水泵各自对应的叶片角度。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S2中，基于所述第一关系和第二关系，获得水泵的叶片角度与流量之间的第三关系、水泵的功率与叶片角度之间的第四关系以及水泵的功率与流量之间的第五关系，具体包括：
基于第一关系和第二关系，获得当前扬程下，水泵不同的叶片角度对应的流量和功率；
基于当前扬程下，水泵不同的叶片角度对应的流量和功率，获得当前扬程下，流量随叶片角度的第一变化关系曲线，以及功率随叶片角度的第二变化关系曲线；
根据所述第一变化关系曲线获得水泵的叶片角度与流量之间的第三关系；根据所述第二变化关系曲线获得水泵的功率与叶片角度之间的第四关系；
根据所述第三关系和第四关系，获得水泵的功率与流量之间的第五关系。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S4中，根据所述泵站的需水量，以及每一水泵能够运行的最大流量和最小流量，计算泵站的可开机台数，包括：
通过泵站的需水量除以最大流量获得第一结果，并将第一结果向上取整得到最少开机数；通过泵站的需水量除以最小流量得到第二结果，并将第二结果向上取整得到最大开机数；
根据泵站的最少开机数和最大开机数，获得泵站的可开机台数。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S4之前，所述方法还包括：
获得梯级泵站中每一渠道所需的流量、每一渠道的当前蓄水量以及当地电价；
根据所述梯级泵站中每一渠道所需的流量、所述每一渠道的当前蓄水量以及所述当地电价，在满足每一渠道需水流量的前提下，以梯级泵站的运行费用最小为目标，利用linprog函数进行求解，获得各级泵站的目标流量。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述梯级泵站中每一渠道所需的流量、所述每一渠道的当前蓄水量以及所述当地电价，在满足每一渠道需水流量的前提下，以梯级泵站的运行费用最小为目标，利用linprog函数进行求解，获得各级泵站的目标流量，包括：
S100，在一日内的不同时段电价相同时，根据梯级泵站中每一渠道所需的流量、每一渠道的当前蓄水量以及当地电价，在满足每一渠道需水流量的前提下，以梯级泵站的运行费用最小为目标，利用linprog函数进行求解，获得各级泵站的目标流量；或者，
S200，在一日内的不同时段电价不同时，根据梯级泵站中每一渠道所需的流量、每一渠道的当前蓄水量以及当地各时段的电价，在满足每一渠道需水流量的前提下，以梯级泵站的运行费用最小为目标，利用linprog函数进行求解，获得各级泵站的目标流量。

【专利技术属性】
技术研发人员：符向前，钟文聪，孙慕群，冯晓波，徐浩，李惠敏，彭莉，陈康，彭昆，
申请(专利权)人：武汉睿山智水科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42