排水泵站优化调度方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供排水泵站优化调度方法及装置，能够充分优化泵站调度方案，可有效降低能耗，最大化泵站运行效益，使泵站保持高效运行。排水泵站优化调度方法包括：步骤1、收集资料；步骤2、根据收集的历史实测降雨资料和历史预报降雨资料，构建预报降雨校正模块，对预报降雨数据进行校正；步骤3、构建SWMM模型，包括水文模块和水动力模块；步骤4、根据步骤1收集的资料，构建最优调度模型；步骤5：当面临强降雨事件时，首先根据降雨校正处理后的预报降雨数据，通过SWMM模型模拟获得泵站来流过程，确定优化调度模型各状态阶段的泵站来流量，进而对优化调度模型进行求解，输出单位排放流量最小的能耗的调度方案，最大化泵站运行效益。最大化泵站运行效益。最大化泵站运行效益。

【技术实现步骤摘要】
排水泵站优化调度方法及装置


[0001]本专利技术属于防洪排涝控制
，具体涉及排水泵站优化调度方法及装置。

技术介绍

[0002]为应对日益频繁的极端气候影响，不少城市都建设了较为完善的防洪排涝设施，其中排水泵站在地势低洼，积水无法通过重力作用自流排出区域发挥着重要作用。然而，随城市化进程发展，防洪排涝系统日益复杂，排水泵站能耗日益增加，目前依靠经验进行泵站调度的方式难以满足科学调度的需求，亟需优化泵站调度方法，充分发挥泵站的排洪排涝功能，提高泵站运行效益、降低能耗。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了排水泵站优化调度方法及装置，能够充分优化泵站调度方案，可有效降低能耗，最大化泵站运行效益，使泵站保持高效运行。
[0004]<方法>
[0005]本专利技术提供的排水泵站优化调度方法，包括以下步骤：
[0006]步骤1：收集资料；
[0007]步骤2：根据收集的历史实测降雨资料和历史预报降雨资料，构建预报降雨校正模块，对预报降雨数据进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.排水泵站优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：收集资料；步骤2：根据收集的历史实测降雨资料和历史预报降雨资料，构建预报降雨校正模块，对预报降雨数据进行校正；步骤2.1，将历史实测降雨和预测降雨资料按预定分期进行整理；步骤2.2，根据各分期资料，分别构建降雨校正公式：式中，R为校正后时段降雨量；为预报时段降雨量；a、b、c、d为实验确定的待定常数；步骤3：根据步骤1收集的资料与步骤2校正的预报降雨数据，构建SWMM模型，包括水文模块和水动力模块；步骤4：根据步骤1收集的资料，构建最优调度模型；式中，S
i
表示第i阶段从状态可行域中选定某一确定状态变量值时，第i阶段至最末阶段n的累计排放流量；为表示由面临阶段i的至最末阶段n，抽取单位水量所消耗的最小能耗值；S
i+1
表示第i+1阶段从状态可行域中选定某一确定状态变量值时，第i+1阶段至最末阶段n的累计排放流量；表示第i+1阶段至最末阶段n，抽取单位水量的最小能耗值；{Q
i
}第i阶段泵站所能提供的决策流量组合；Q
i
在第i阶段下，当选定i+1阶段决策方案时，所对应的决策流量；η
sti
为在i阶段决策流量Q
i
对应的泵站效率；H
st
为泵站扬程；ρ为水的密度；g为重力加速度；为逆序求解初值条件，设置为0；步骤5：当面临强降雨事件时，首先根据经步骤2降雨校正处理的预报降雨数据，通过SWMM模型模拟获得泵站来流过程，确定优化调度模型各状态阶段的泵站来流量，进而对优化调度模型进行求解，输出单位排放流量最小的能耗的调度方案，最大化泵站运行效益。2.根据权利要求1所述的排水泵站优化调度方法，其特征在于：其中，在步骤3中，进行SWMM模型自动率定及验证，包括以下子步骤：步骤3.1，确定需率定SWMM模型参数及其取值范围，包括汇水区面积、汇水区坡度、不透水区占比、地表下渗能力、管道糙率；步骤3.2，根据步骤1中的历史降雨资料、管道流量监测资料和泵站流量监测资料，设定率定场次数；步骤3.3，确定优化目标函数，以SWMM模型模拟流量过程与管道实测流量过程间的吻合程度为优化目标；步骤3.4，使用PySWMM载入SWMM模型，将步骤3.1中所确定参数进行矩阵化处理，通过引入网格搜索算法进行参数组合；自动遍历所有参数组合，运行SWMM模型，并在每轮程序运行完毕时，计算步骤3.3所确定的优化目标函数，当优化目标函数超过设定阈值时，储存当前参数组合；若均小于阈值时，根据实际情况调整步骤3.1中的参数取值范围或降低步骤3.3
中的优化目标函数的阈值，而后重新进行步骤3.4；步骤3.5，以步骤3.4中存储的参数组合为SWMM初始条件，选取设定率定场次数的额外历史降雨事件进行模型验证，优选出最佳的模型参数，完成SWMM模型率定。3.根据权利要求1所述的排水泵站优化调度方法，其特征在于：其中，步骤4包括如下子步骤：步骤4.1，进行调度问题序列化，分别确定阶段变量、状态变量和决策变量；阶段变量根据调整时间进行离散，根据泵站排放模式变换间隔进行确定；状态变量选取为第i阶段至最末阶段n的累计流量S
i
作为状态变量：式中，S
i
表示第i阶段从状态可行域中选定某一确定状态变量值时，第i阶段至最末阶段n的累计排放流量；Q
i
为第i阶段的泵站排放流量；n为累计阶段数量；步骤4.2，确定所建优化模型系统方程；S
i+0
＝S
i
‑
Q
i
，式中，S
i
表示第i阶段从状态可行域中选定某一确定状态变量值时，第i阶段至最末阶段n的累计排放流量；S
i+1
表示第i+1阶段从状态可行域中选定某一确定状态变量值时，第i+1阶段至最末阶段n的累计排放流量；Q
i
为第i阶段的泵站排放流量；步骤4.3，确定模型指标函数和最优目标函数，为在满足防洪排涝要求条件下，充分降低泵站能耗；指标函数为：最优目标函数为：步骤4.4，确定决策约束条件为：Q
min,i
≤Q
i
≤Q
max,i
，式中，Q
i
为在i阶段泵站的排放流量；Q
min,i
和Q
max,i
分别表示在i阶段泵站的所允许的最小排放流量和最大排放流量；步骤4.5，确定状态约束条件为：式中，Q
max,k
为泵站在k阶段最大排放流量；为累计需排流量；为k阶段的来流流量；Q
k
为k阶段排水泵站的排水流量；步骤4.6，构建最优调度模型：
步骤4.7，进行优化调度模型求解。4.根据权利要求3所述的排水泵站优化调度方法，其特征在于：其中，在步骤1中，收集的资料包括：研究区基础资料，包括地形资料、土地利用资料、土壤下渗能力、管网资料、排水布设泵站信息、历史实测降雨资料、历史预报降雨资料、管道流量监测资料及其泵站流量监测资料；和各排水泵站基础信息，包括机组数量、泵站单机组扬程、泵站各机组的效率特性曲线；在步骤2中，分期为按季度划分；a、b、c、d根据目标区域具体的历史实测降雨资料与预报降雨资料采用最小二乘法确定。5.排水泵站优化调度装置，其特征在于，包括：资料获取部，收集资料；校正部，根据收集的历史实测降雨资料和历史预报降雨资料，构建预报降雨校正模块，对预报降雨数据进行校正；首先，将历史实测降雨和预测降雨资料...

【专利技术属性】
技术研发人员：周聂，朱一松，黄雅丽，刘炳义，陈华，周龙才，邹星，叶志明，吴飞，刘婉春，贺继华，秦平，陈朦，石诚彬，
申请(专利权)人：讯飞智元信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：