泵站单机组优化调度组合改进粒子群算法

开展泵站节能降耗优化模型算法研究、实现泵站经济运行具有重要的现实意义。动态规划法在泵站优化调度模型求解中较为常用,针对动态规划法决策变量离散处理对精度的影响,引入决策变量在可行域内随机生成并不断更新的粒子群算法,并提出“Sobol序列优化初始种群+实时调整惯性权重+正余弦替代学习因子”多策略融合的改进方法,通过4种基准函数性能测试,验证了改进粒子群算法在搜索能力和计算精度上有显著提升。在此基础上,将改进粒子群算法应用于某大型调水泵站以耗电费用最小为目标的单机组变速优化模型求解中,得到不同时段的最优决策方案及相应的目标最优值,并与动态规划法计算结果进行对比,2种方法最优决策过程基本一致,最优目标值精度相当。结果表明:粒子群算法组合改进策略是可行的,计算结果是可靠的,可以作为泵站优化调度模型求解的一种有效方法。

高邮灌区参考作物腾发量预报模型研究

【目的】探索高邮灌区的参考作物腾发量(ET_(0))预报方法,提升灌溉预报精度。【方法】基于高邮灌区2003—2017年实测气象数据及2016—2017年气温预报数据,以FAO-56 Penman-Monteith(PM)计算的ET_(0)为基准,将气温预报数据代入率定后的Blaney-Criddle(BC)、Hargreaves-Samani(HS)、McCloud(MC)和简化的PM(PMT)模型,比较不同模型的ET_(0)预报精度。【结果】基于上述4种模型进行ET_(0)预报时,1~7 d预见期的平均均方根误差分别为1.07、1.00、1.16、0.99 mm/d,绝对误差平均值分别为0.85、0.74、0.94、0.75 mm/d,相关系数平均值分别为0.79、0.81、0.76、0.81。【结论】HS和PMT模型的预报精度最好,优于BC和MC模型,MC模型的预报精度最差。建议采用率定后的HS和PMT模型对高邮灌区ET_(0)进行预报。

基于DPSA传统分解聚合模型的并联泵站优化

针对多决策变量复杂非线性系统优化问题,引入基于DPSA的传统分解聚合模型进行并联泵站叶片全调节优化运行研究.首先将大系统分解为若干个子系统,采用DPSA法对各子系统进行优化;再以各子系统分配水量作为关联变量将各子系统回归方程进行聚合,并由聚合模型确定整个系统的最优解;最后通过关联变量将系统最优解反馈到各子系统,从而得到各子系统相应优化调度过程.通过在江都并联泵站叶片全调节优化中的应用,实现了系统总费用最小时的优化调度过程,确定了各站各时段开机台数及叶片角度的最优组合方案,表明了方法的可行性.同时以单位提水费用为指标,按考虑峰谷电价与不考虑两种情况,分析了江都站不同日均扬程、不同运行负荷下,叶片全调节相对定角恒速的优化运行效果,其中考虑峰谷电价节省费用较多,在满负荷、80%负荷6、0%负荷运行情况下,不同日均扬程单位费用节省率均值分别为7.52%2,2.19%,25.89%.

江都站不同型号机组变速优化运行效果分析

以江都站不同型号机组、不同日平均扬程、不同运行负荷组合生成45种方案,并对每一种方案以单机组提水耗电费用最小为目标,采用动态规划法,分别按考虑分时电价与不考虑分时电价进行变速优化计算,同时进行考虑分时电价的常规运行计算,最后以单位提水费用作为分析指标,对不同型号机组变速优化运行效果进行比较分析,其结论为考虑分时电价、长江潮位影响等因素的站群优化理论研究提供决策依据,同时为大中型泵站改造与经济运行提供参考。

江都站不同型号机组叶片全调节优化运行效果分析

以单机组运行耗电费用最小为目标函数,采用动态规划法,对江都站不同型号机组、不同日平均扬程、不同运行负荷组合生成的45种方案,分别按考虑分时电价与不考虑分时电价,进行叶片全调节(变角)优化计算,同时进行相应的常规运行计算,最后以单位提水费用作为分析指标,对不同型号机组变角优化运行效果进行比较分析,其结论为考虑分时电价、长江潮位影响等因素的站群变角优化研究提供决策依据,同时为大中型泵站改造与经济运行提供参考。

Excel在水稻生育期灌溉制度计算中的应用

随着水稻节水灌溉模式的推广,如果水稻生育期灌溉制度逐日推算仍采用以往人工判断、计算的方法,其过程不但繁琐费时,且容易出错。提出利用Excel软件,在电子表格中输入相应的函数表达式,将判断推算过程由计算机自动完成,提高了计算精度与工作效率。

新沂山丘区雨水利用蓄水设施复蓄次数的确定

为合理选择山丘区雨水集蓄利用蓄水设施的复蓄次数,结合江苏省新沂市山丘区雨水利用规划的实例,提出蓄水设施复蓄次数的确定方法与步骤,主要包括微型蓄水设施的聚合概化、雨水集蓄利用潜力分析、蓄水设施规模系列的生成、复蓄次数的确定与应用,同时提出推算中应注意的问题。应用实例表明,所采用的方法是可行的,推算结果是合理的。

动态规划逐次渐近法在江都三站叶片全调节优化中的应用

以南水北调东线江都三站为例,建立站内多机组叶片全调节优化数学模型,采用动态规划逐次渐近法寻找目标值最优时的各阶段开机台数及叶片安放角度最优组合方案,并运用基于整数线性规划的试验选优法对计算结果进行验证,验证结果表明计算结果可靠,所采用方法可行。

新沂市丘陵山区雨水集蓄利用灌溉调度优化研究

雨水集蓄利用是近年来缺水型山丘区补充水源的有效措施之一,成为促进当地农业经济发展和农民脱贫致富奔小康的根本途径,其理论研究尚需进一步探讨和完善。该文结合新沂市山丘区雨水集蓄利用规划的实例,采用自优化模拟模型对其雨水利用灌溉调度进行了优化研究,达到了预期目的,实现了丘陵山区雨水集蓄利用灌溉系统的优化调度过程。

渠系网络图在大型灌区规划中的应用

渠系规划是大型灌区续建配套与节水改造规划的重要内容。简要介绍了渠系网络图的特点、绘制的方法和绘制的意义 ,通过在灌区规划中的应用表明 ,采用这种图形能从整体上直观清晰地反映灌区灌排渠系布置情况 ,既便于规划中有关设计参数的推求 ,又便于灌区管理人员参考。

缺水型山丘区雨水集蓄利用规划的几点建议

针对缺水型山丘区水资源的现状特征及综合治理的要求,该文从技术理论并重、种植结构调整、工程规模优选、引提工程配套、节水措施推广、生物措施并举等多方位多角度进行了分析,提出了山丘区雨水集蓄利用工程规划应注意的问题和建议。

关于灌区改造渠道防渗的几点思考

渠道防渗是灌区改造的重要内容 ,该文简要介绍了我国渠道防渗的发展概况 ,并着重分析了混凝土衬砌渠道所产生的负面效应和推广低压管道灌溉的发展趋势 。

江苏淮北山丘区生态治理模式最优决策序列研究

为提高山丘区生态治理模式最优决策序列的可靠性和科学性,以江苏省淮北山丘区为例,根据当地的自然、社会、经济等特征,提出了以小流域为单元的山丘区生态治理模式若干决策系列,并运用模糊层次分析法,建立了多层次、多目标、多决策的层次结构模型,通过求解模型各决策因素对生态治理模式影响的权重,确定满足多目标前提下的最优决策序列,为山丘区生态治理提供了决策依据。研究结果表明,最优决策序列是满意的,采用的方法是可行的。

新沭河堤防防渗处理开槽施工的几点体会

结合新沭河堤防防渗处理工程开槽施工中遇到的实际情况 ,分别对垂直铺塑技术开槽前工作面的平整压实、开槽中泥浆密度的严格控制和中途停铺的妥善处理、开槽后的铺膜回填等三个阶段作了阐述 ,并提出了相应的控制、预防和处理的技术方案 ,从而有效地控制了槽壁的稳定和膜底高程 .

输水渠道线路优化与漫游数学家模型

在传统漫游数学家模型的基础上,以线路定性方案、渠段纵坡为决策变量,工程总投资为目标函数,考虑渠段线路状态转移和渠道首末水位约束,提出了阶段函数已知情况下的长距离输水渠道线路优化二维动态规划模型。实例证明该法对长距离输水渠道线路系统的优化比传统线路方法更优越。

提水灌区输水明渠纵横断面优化设计

根据提水灌区的特点 ,以梯形断面为例 ,采用非线性模型进行渠道横断面 (主要是边坡 m)和提水扬程 ( H)优化 ,采用动态规划模型进行纵断面优化 (主要是各渠段纵坡 I)的优化 ,这一方法可克服目前提水灌区输水渠道设计中的经验性 ,且可节省大量投资。

关于新沭河堤防防渗处理工程开槽施工的几点体会

该文针对新沭河堤防防渗处理工程开槽施工中遇到的实际情况 ,采取了相应的技术方案 ,保证了槽壁的稳定和铺塑的质量。

基于DPSA方法的江都四站单机组优化运行

提出了考虑峰谷电价与水位变幅等因素的水泵叶片全调节与变频变速组合优化(以下简称组合优化)运行的动态规划数学模型,以日开机运行总耗电费用最小为目标函数,各时段水泵开机的叶片安放角和机组转速为决策变量,规定时段内抽水总量为约束条件,通过动态规划逐次逼近法(即DPSA)确定最优解.以江都四站为例,对单机组组合优化运行与定桨恒速运行进行了比较分析.结果表明,在典型潮位过程(12月至2月份平均潮位过程),设计日均扬程(7.8~3.8 m),机组以100%,80%和60%总水量(机组额定运行时的水量)作为约束时,组合运行优化结果与定桨恒速运行相比,考虑峰谷电价时可节省电费0.99%~35.00%,不考虑峰谷电价时可节省电费0.26%~17.23%.优化效果良好,为南水北调泵站优化运行提供了新的思路.

不同排涝情景下泵站单机组变角优化运行研究

排涝泵站在区域排水中发挥了重要作用,开展排涝泵站优化运行研究,具有重要的现实意义。针对排涝泵站的不同排涝情景(日常排涝、超标准排涝、预降阶段、抢排阶段),构建了泵站单机组一定时间内排水量最大、耗电费用最小的非线性多目标变角优化数学模型,采用一维动态规划法求解,得到一系列与不同耗电费用所对应的各时段开停机、叶片安放角度的决策方案,以及最大排水量和单位费用排水量。选择某圩区排涝泵站单机组日运行优化为例,分析了不同停机次数约束对变角优化结果的影响,并分别对日常排涝、超标准排涝、预降阶段和抢排阶段等不同排涝情景提出了优化运行建议。研究结论为排涝泵站汛期优化调度方案的决策提供了参考。

不同转速离散规则的单机组变速优化影响规律研究

提高程序收敛速度和最优解精度是优化算法研究的重要内容.结合南水北调东线江都站不同型号机组变频变速非线性优化模型,分析了动态规划法求解中决策变量转速在同一离散区间不同离散步长、不同离散区间同一离散步长及不同离散区间不同离散步长等不同离散规则下,对不同型号机组、不同运行负荷变速优化算法的影响规律.结果表明,不同运行负荷下采用变区间变步长的离散规则,可以在保证机组变速优化算法精度（单位提水费用相对基准方案偏差小于0.25％）的同时,显著提高程序的收敛速度（程序运算时间相对基准方案缩短70％～75％）.