一种多机组泵站机组最优运行方案的计算方法技术

本发明专利技术涉及水利、市政工程技术领域，公开了一种多机组泵站机组最优运行方案的计算方法，首先计算泵站所有的运行组合方式；其次，以各种组合下的每台机组进水流道入口处的流速分布均匀度及速度加权平均角度的离散度最小为目标，以流速分布均匀度允许最小值、速度加权平均角度允许最小值为约束建立泵站最优组合方案的计算模型；最后，利用泵站最优组合方案的计算模型计算在泵站某一排水需求流量下，机组各组合方案的、值，推荐最优组合方案。与现有技术相比，本发明专利技术通过研究多机组泵站进水流道入口处的流速分布均匀度及速度加权平均角度的最优组合方案，获得最利于水泵稳定高效运行的调度方案。定高效运行的调度方案。定高效运行的调度方案。

【技术实现步骤摘要】
一种多机组泵站机组最优运行方案的计算方法


[0001]本专利技术涉及水利、市政工程
，具体涉及一种多机组泵站机组最优运行方案的计算方法。

技术介绍

[0002]随着极端天气的频发，区域排涝标准逐年提高，大流量泵站的建设越来越多，对于布置多台机组的大流量泵站，往往都是根据管理人员的直观经验对泵站不同孔位机组开机关机进行调度运行，很难使泵站在各种流量及各种水位工况下泵站进水流态效果最优、运行效果最好。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种多机组泵站机组最优运行方案的计算方法，通过研究多机组泵站进水流道入口处的流速分布均匀度及速度加权平均角度的最优组合方案，获得不同流量及不同水位工况下的最利于水泵稳定高效运行的调度方案。
[0004]技术方案：本专利技术提供了一种多机组泵站机组最优运行方案的计算方法，包括如下步骤：
[0005]步骤1：计算运行组合方式：泵站设计总流量为Q，泵站机组数量为N，单机流量为Q/N，由此确定泵站流量梯级为Q/N，2Q/N，3Q/N...nQ/N...Q，即开1台机组、2台机组、3台机组...n...N台机组，n台机组运行的组合方式为种；
[0006]步骤2：建立泵站最优组合方案的计算模型，泵站最优组合方案的计算模型以各种组合下的每台机组进水流道入口处的流速分布均匀度及速度加权平均角度的离散度最小为目标，以流速分布均匀度允许最小值、速度加权平均角度允许最小值为约束建立模型；
[0007]步骤3：最优运行方案判别方法，计算在泵站某一排水需求流量下，机组各组合方案的σ1、σ2值，推荐最优组合方案。
[0008]进一步地，所述步骤2的模型具体为：
[0009][0010][0011][0012]其中，σ1为不同机组运行方案任一组合方案的所有开机机组进水流道口处的流速分布均匀度的离散值；σ2为不同机组运行方案任一组合方案的所有开机机组进水流道口处的水平向速度加权平均角度的离散值；V
ui
为不同机组运行方案下任一开机机组进水流道口处的流速分布均匀度值；为不同机组运行方案下任一开机机组进水流道口处的水平向速度加权平均角度值；V
u
为机组进水流道口处的流速分布均匀度值；为开机机组进水流道口处的水平向速度加权平均角度值；u
aj
为开机机组进水流道口处任一节点的法向速度值；为开机机组进水流道口处的法向速度平均值；u
tj
为开机机组进水流道口处任一节点的水平向速度值；m为开机机组进水流道口处断面节点数量；θ
ymin
为水平向速度加权平均角度值允许最小值；V
umin
为流速分布均匀度值允许最小值；n为泵站实际开机台数；Q为泵站设计总流量；Q
n
为上级下达的泵站排水需求流量。
[0013]进一步地，所述步骤3中推荐最优组合方案具体为：
[0014]如果某组合方案的σ1、σ2值均为最小值，此组合方案即为此运行流量下的最优开机方案；如果组合方案的σ1、σ2值不均为最小值，则以σ1作为判别标准，即取σ1值为最小值的方案为推荐方案。
[0015]有益效果：
[0016]1、泵站前池应为泵站进水流道提供均匀的流速分布和压力分布进水条件。泵站前池出口就是泵站进水流道的进口，前池出口的流速分布均匀度V
u
越接近100％，表明泵站前池出口水流的流速分布均匀度越好，越有利于水泵高效稳定运行。采用本计算方法，可以保证泵站在各工况下的开机孔位组合的流速分布均匀度均优于其他组合方案，获得最利于水泵稳定高效运行的调度方案。
[0017]2、若泵站前池出口即泵站进水流道进口有横向速度存在，将会改变水泵进水条件，进而影响水泵叶轮的进水条件，为此引入速度加权平均角来衡量。越接近90
°
，水流越接近垂直于出口断面，水泵的进水条件越好。采用本计算方法，可以保证泵站在各工况下的开机孔位组合的速度加权平均角均优于其他组合方案，获得不同流量及不同水位工况下的最利于水泵稳定高效运行的调度方案。
附图说明
[0018]图1为本专利技术流程图；
[0019]图2为本专利技术实施例的计算模型；
[0020]图3为利用本专利技术计算方法n＝2时，前池出口流速分布云图，其中(a)为4#、5#工况下；(b)为2#、7#工况下；(c)为1#、8#工况下；
[0021]图4为利用本专利技术计算方法n＝4时，前池出口流速分布云图，其中(a)为1#、2#、7#、8#工况下；(b)为3#、4#、5#、6#工况下；(c)为2#、3#、6#、7#工况下；
[0022]图5为利用本专利技术计算方法n＝6时，前池出口流速分布云图，其中(a)为2#、3#、4#、5#、6#、7#工况下；(b)为1#、2#、4#、5#、7#、8#工况下；
[0023]图6为利用本专利技术计算方法n＝8时，前池出口流速分布云图；
[0024]图7为本专利技术物理模型实验n＝2时，不同工况下的泵站进出口面流速分布云图；其中(a)为4#、5#工况下的泵站进出口面流速分布云图；(b)为2#、7#工况下的泵站进出口面流速分布云图；(c)1#、8#工况下的泵站进出口面流速分布云图；
[0025]图8为本专利技术物理模型实验n＝4时，不同工况下的泵站进出口面流速分布云图；其中(a)为1#、2#、7#、8#工况下的泵站进出口面流速分布云图；(b)3#、4#、5#、6#工况下的泵站进出口面流速分布云图；c为2#、3#、6#、7#工况下的泵站进出口面流速分布云图；
[0026]图9为本专利技术物理模型实验n＝6时，不同工况下的泵站进出口面流速分布云图；其中，(a)2#、3#、4#、5#、6#、7#工况下的泵站进出口面流速分布云图；(b)1#、2#、4#、5#、7#、8#工况下的泵站进出口面流速分布云图；
[0027]图10为本专利技术物理模型实验n＝8时，1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#工况下的泵站进出口面流速分布云图。
具体实施方式
[0028]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0029]本专利技术公开了一种多机组泵站机组最优运行方案的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0030]步骤1：计算运行组合方式：泵站设计总流量为Q，泵站机组数量为N，单机流量为Q/N，由此确定泵站流量梯级为Q/N，2Q/N，3Q/N...nQ/N...Q，即开1台机组、2台机组、3台机组...n...N台机组，n台机组运行的组合方式为种。
[0031]步骤2：建立泵站最优组合方案的计算模型，泵站最优组合方案的计算模型以各种组合下的每台机组进水流道入口处的流速分布均匀度及速度加权平均角度的离散度最小为目标，以流速分布均匀度允许最小值、速度加权平均角度允许最小值为约束建立计算模型。
[0032]模型具体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多机组泵站机组最优运行方案的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：计算运行组合方式：泵站设计总流量为Q，泵站机组数量为N，单机流量为Q/N，由此确定泵站流量梯级为Q/N，2Q/N，3Q/N...nQ/N...Q，即开1台机组、2台机组、3台机组...n...N台机组，n台机组运行的组合方式为种；步骤2：建立泵站最优组合方案的计算模型，泵站最优组合方案的计算模型以各种组合下不同工况水位的每台机组进水流道入口处的流速分布均匀度及速度加权平均角度的离散度最小为目标，以流速分布均匀度允许最小值、速度加权平均角度允许最小值为约束建立计算模型；步骤3：最优运行方案判别方法，计算泵站在某一排水需求流量下，机组各组合方案的σ1、σ2值，推荐最优组合方案。2.根据权利要求1所述的多机组泵站机组最优运行方案的计算方法，其特征在于，所述步骤2的模型具体为：具体为：具体为：其中，σ1为不同机组运行方案任一组合方案的所有开机机组进水流道口处的流速分布均匀度的离散值；σ2为不同机组运行方案任一组合方案的所有开机机组进水流道口处的水平向速度加权平均角度的离散值；V
ui
为不同机组运行方案下任一开机机组...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐鹏飞，王丽，郭瑞，林农，李铁，王向荣，林旭，胡林生，金阳，陈冬冬，邢杰，颜柏杨，白春雨，王翔，
申请(专利权)人：淮安市水利勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：