Algorithm of Dynamic Operation Process of Hydraulic Automatically Operated Canals with Constant-Downstream Level Gates

On the basis of analysis the governing process of downstream water level gates AVIO and AVIS, a mathematical model for simulation of dynamic operation process of hydraulically automated irrigation canals instalIed with AVIO and AVIS gates is presented, the main point of this rnathematical model is firstly applying a set of unsteady flow equations （St. Venant equations here） and treating the condition of gate movement as its dynamic boundary, and then deeoupling this interaction of gate movement with the change of canal flow. In this process, it is necessary to give the gateg open-loop transfer function whose input is water level deviation and output is gate discharge. The result of this simulation for a practical reach has shown it has satisfactory accuracy.

三峡五级船闸运行级数及补水判断程序

三峡五级船闸是目前世界上规模最大的通航设施.船闸投入运行的级数需根据不同上、下游水位的组合来确定.本文分析推导了在满足各闸室设计允许的最高、最低通航水位及输水阀门最高工作水头条件下,根据实测的上、下游水位判断运行级数、计算补水量的方法和数学模型,解决了监控系统自动生成船闸运行级数、自动判断补水及补水量计算等问题.

串联输水渠系控制解耦算法优化与仿真

串联输水渠系耦合特性表现为针对单一渠池设计的控制器串联使用后控制性能较差。解耦算法可在一定程度上增强渠池的独立控制性能。该研究针对基于比例-积分-微分(Proportional-Integral-Differential,PID)反馈控制的上游方向解耦算法提出优化方案,首先对控制解耦算法中的解耦系数的选取范围进行验证;其次针对相邻渠池长度差异较大的情况,在算法中引入放大系数以提升解耦效果;最后通过对不同取水流量规模、渠道上下游运行流量减半的算例进行仿真分析,验证优化方案的控制性能。结果表明:1)解耦系数的合理取值范围为0.8~1.0;2)放大系数可选用相邻渠池水面面积之比;3)当串联渠系上下游设计过流能力差异较大时,放大系数的修正能显著提升控制效果。该研究提出的优化解耦算法可应用于不同规模复杂渠道系统的解耦控制器设计,对于灌区及引调水工程输水系统的智能化调度有一定参考价值,工程应用时建议结合具体渠道的特点,根据渠道的特性和用途综合考虑系数的取值。

大型输水渠系蓄量非叠加非充分补偿优化算法

针对推算大型输水渠道系统前馈控制规则时,蓄量叠加补偿算法使闸门提前较长时间开启,过渡过程时间较长的问题,提出蓄量非叠加当地补偿算法,对两个规模相差近15倍的渠系建模进行验证.结果表明:渠系规模较大时,蓄量非叠加当地补偿算法有效减小了渠首闸提前开启时间.在大型实际渠系一般取水工况下,该算法渠首闸提前开启时间、过渡过程时间较蓄量叠加补偿算法分别缩短了81.95%和48.88%,渠系控制动态性能有所优化.考虑用水所需变化流量较大的工况,进一步提出蓄量非叠加非充分补偿优化算法,达到更好地减小渠首闸提前开启时间,提高渠系控制性能的目的.在大型实际渠系用水需求流量变化较大的工况下,该算法渠首闸提前开启时间较蓄量非叠加当地补偿算法减小68.55%,过渡过程时间较短,动态性能相对最优.在蓄量补偿比例β选择合适的前提下,蓄量非叠加非充分补偿优化算法可在满足供水需求的同时有较好的渠系控制效果.