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一种泵站单机组优化运行时的叶片角步长调节控制方法技术

技术编号:24402759 阅读:41 留言:0更新日期:2020-06-06 05:57
本发明专利技术公开了一种泵站单机组优化运行时的叶片角步长调节控制方法,包括以下步骤:(1)以叶片可调泵站单机组一定运行期内提水量W最大为目标,建立目标函数;(2)设置目标函数求解的约束条件;(3)基于叶片角离散域逐次缩小均匀离散的叶片角步长调节控制方法,根据约束条件对目标函数求解。本发明专利技术以一定运行期内提水总量最大为目标,既适用于南水北调等跨流域调水泵站机组在一定调水期和运行总能耗内的最大调水任务需求,又适用于具有叶片可调功能的排涝泵站机组在给定时段内尽量提高排水量的实际需求;同时,本发明专利技术可克服传统方法的缺点,显著提升模型求解精度和效率。

A method of adjusting and controlling the blade angle and step length in the optimal operation of a single pumping station

【技术实现步骤摘要】
一种泵站单机组优化运行时的叶片角步长调节控制方法
本专利技术涉及一种泵站单机组优化运行方法,尤其涉及一种泵站单机组优化运行时的叶片角步长调节控制方法
技术介绍
跨流域调水工程的建设和运行在缓解水资源时空分布不均,促进经济社会及其他领域发展等方面发挥显著作用。其中,调水泵站(群)作为整个调水系统的关键性工程,具有机组数量多、单机流量大、工况可调节(调节水泵叶片安放角或转速)、年运行时间长、运行能耗高等特点。按照泵站(群)能耗最小或提水量准则,合理分配泵站(群)运行过程中各机组、各时段的能耗或流量分配,实现系统优化运行目标,具有十分重要的理论和应用价值。现有的优化方法将每个时段叶片安放角的离散步长直接设置为较小的值,既大大增加各叶片角度下H~Q和ηz~Q性能曲线拟合工作量,又因为离散数较多,大大增加迭代求解工作量,模型计算时间延长,降低了求解效率。
技术实现思路
专利技术目的:本专利技术旨在提供一种求解效率高、精度高的泵站单机组优化运行时的叶片角步长调节控制方法,。技术方案:本专利技术的泵站单机组优化运行时的叶片角步长调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泵站单机组优化运行时的叶片角步长调节控制方法,其特征在于,包括以下步骤:/n(1)以叶片可调泵站单机组一定运行期内提水量W最大为目标,建立目标函数;/n(2)设置目标函数求解所需约束参数的约束条件;/n(3)基于叶片角离散域逐次缩小均匀离散的叶片角步长调节控制方法,根据约束条件对目标函数求解,具体包括以下步骤:/n(31)取整数度的均匀离散步长,采用一维动态规划法求解模型,获得初次优化所得最大提水量W

【技术特征摘要】
1.一种泵站单机组优化运行时的叶片角步长调节控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)以叶片可调泵站单机组一定运行期内提水量W最大为目标,建立目标函数;
(2)设置目标函数求解所需约束参数的约束条件;
(3)基于叶片角离散域逐次缩小均匀离散的叶片角步长调节控制方法,根据约束条件对目标函数求解,具体包括以下步骤:
(31)取整数度的均匀离散步长,采用一维动态规划法求解模型,获得初次优化所得最大提水量W1,及各时段最优叶片安放角路径θ1i,i=1,2,…,SN;
(32)对获得的各时段最优叶片安放角路径θ1i,缩小叶片角离散域并取小于上一步中的离散步长,进一步均匀离散后代入原模型,采用一维动态规划法寻优,获得本次优化所得最大提水量Wm,及各时段最优叶片安放角路径θmi,i=1,2,…,SN;
(33)重复多次步骤(32)对目标函数逐次逼近,直到满足下式:



式中,m为迭代次数,ε为给定的模型迭代控制精度,SN为机组运行期内划分的时段数。


2.根据权利要求1所述的泵站单机组优化运行时的叶片角步长调节控制方法,其特征在于,步骤(1)中所述目标函数为:



式中,W为叶片可调泵站单机组各时段的最大提水总量;i为时段编号,i=1,2,…,SN;Qi(θi)为第i时段对应于叶片安放角θi的水泵流量;ΔTi为第i时段的时段长。


3.根据权利要求1所述的泵站单机组优化运行时的叶片角步长调节控制方法,其特征在于,步骤(2)中约束参数的约束条件包括:
(21)叶片可调单机组运行总能耗Em约束:



(22)电机配套功率约束:运行时机组实际功率不超过与水泵相联的电机配套功率:



(23)水泵效率约束:使水泵运行于高效区,应满足:
ηzmin≤ηz,i(θi)≤ηzmax
(24)机组开停机约束:
M≤Mmax
式中,ρ为水的密度,取103kg/m3,g为重力加速度,取9.8m/s2,ηz,i(θi)为第i时段对应于叶片安放角θi的水泵效率,Hi为各时段时均扬程,E0为机组给定运行总能耗,ηint为传动机构效率,ηmot为配套电机效率,ηzmin和ηzmax为水泵效率约束,N0为电机额定功率,M...

【专利技术属性】
技术研发人员:龚懿陈再扬程吉林张礼华蒋晓红程浩淼
申请(专利权)人:扬州大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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