Optimal Dispatching of Large-scale Water Supply System

This paper deals with the use of optimal control techniques in large-scale water distribution networks. According to the network characteristics and actual state of the water supply system in China, the implicit model, which may be solved by utilizing the hierarchical optimization method, is established. In special, based on the analyses of the water supply system containing variable-speed pumps, a software tool has been developed successfully. The application of this model to the city of Shenyang (China) is compared to experiential strategy. The results of this study show that the developed model is a very promising optimization method to control the large-scale water supply systems.

基于KingWater全组态平台在供水智能调度系统的开发与应用

结合供水企业实际需求案例,从优化调度以及智能控制两个方面对城市的供水系统进行了详细地分析和介绍,并针对如何实现智能化控制,降低企业运营成本,缩短系统开发周期,降低开发运维成本,使项目快速落地。通过采用面向工程师的全组态开发平台KingWater,快速完成供水智能调度系统及信息化系统的开发、部署与应用,开发运行效果表明:所开发的系统具有较好的易用性、可靠性和可扩展性并能高效实现随需而变。

山区应急供水装备路径规划系统设计与应用

灾后救援保障中,应急供水扮演着至关重要的角色.然而,由于山区地形和地貌条件复杂多变,现场指挥调度尤为关键,关系着救援人员能否迅速展开保障装备进行应急供水作业.文中基于多智能体强化学习(multi-agent proximal policy optimization,MAPPO)算法进行了路径规划系统的设计,并进行了试验仿真验证,根据奖励图结果确认该路径规划系统的可行性,并实现系统运行可视化,证明该路径规划系统可以初步满足山区应急供水装备路径规划需求.在此基础上,结合Mask2Former图像分割模型优化山区应急供水装备路径规划系统,将地物信息输出结果和路径规划结果相结合,有效避免了单一路径规划算法在受到环境影响时结果波动较大的问题,提高了路径规划的鲁棒性和可靠性.将该路径规划系统集成至山区应急供水装备指挥平台,以解决山区应急供水路径规划问题,为山区应急供水装备的实际运行提供了有力支持.

基于抗旱保供的金沙江下游-三峡梯级2022年极枯水年优化调度反演分析

在全球气候变化加剧演变的背景下,今后干旱威胁或将成为常态。聚焦2022年长江流域性干旱,以金沙江下游-三峡梯级水库为研究对象,在流域雨水情和水库调度实况分析的基础上,以水资源高效利用为目标,通过优化水库群调度方式,反演分析进一步减轻旱灾的可行性,为今后调度方式的优化提供参考。分别以梯级水库少弃水兼顾防洪安全和梯级水库零弃水为原则设定两种方案,模拟分析梯级补水和发电效益,结果表明两种方案下梯级水库在抗旱保供电关键期防洪风险可控,且能为下游分别多补水85.6×10^(8)、157.6×10^(8)m^(3),增发电量58×10^(8)、98×10^(8)kW·h;全年分别减少梯级弃水141×10^(8)、215×10^(8)m^(3),增发电量74×10^(8)、122×10^(8)kW·h。可见在预报极枯来水条件下,梯级水库采取缓消落方式存蓄部分水量,可有效提高供水、供电保障程度。

小型反渗透系统的设计及其运行性能分析

为解决当前煤矿供水系统配套的小型反渗透系统能耗大、效率低的问题,在简单概述小型反渗透系统的基础上,首先优化了其一级一段和一级两段系统的操作参数,并比对优化效果,然后在预测煤矿供水量的基础上,对小型反渗透系统的启停进行优化调度,并评估了优化调度前后的运行费用。

数字孪生太浦河防洪及供水“四预”业务应用设计与实现

针对太浦河防洪及供水保障数字孪生系统建设要求,基于UE引擎、GIS、无人机航拍数据、监测信息及共享信息等多源异构数据构建平原感潮地区数据底板;通过太浦河模型平台和可视化引擎,形成以事件为驱动的太浦河防洪及供水预报、预警、预演、预案的“四预”孪生系统,并建立太浦河历史水情、雨情、工情、水质等信息与调度预案方案间的映射关系,关联提示方案预案并实现智能推荐应急处置。场景化构建太浦河防洪及供水“四预”全过程,服务太浦河综合调度需要,可为平原感潮地区数字孪生“四预”业务应用建设提供案例参考。

基于级联效应的水库调度决策多维综合评估

水库防洪、兴利调度的核心为水库水位的科学控制。受复杂现实环境因素影响,如应急突发事件、水资源供需不确定性等,实际调度过程中各时段水库水位往往偏离初始优化路径,进而影响后续调度决策以及防洪、兴利效益目标,即水库水位控制决策受扰动后的级联效应现象。文中提出考虑影响持续性、全局损失性以及系统失效性3个方面的水库调度决策级联效应评估指标体系,以此为基础,采用TOPSIS方法量化月尺度水库调度决策级联效应,应用K-means算法划分级联效应强度等级,并在泾河流域东庄水库供水调度中进行应用。结果表明:1)相对于影响持续性指标与系统失效性指标,全局损失性指标对东庄水库调度决策的变化更加敏感,其中在枯水期尤为显著;2)水库调度决策扰动产生的综合级联效应在10月份最为显著,5-7月份相对较弱,重点管控10月水库水位有利于避免水库水位偏离初始优化路径时大规模负向级联效应的产生。

极端枯水条件下梯级水库蓄水调度策略--以金沙江下游-三峡梯级为例

以发电效益最大为目标,探究适应极端枯水条件的金沙江下游和三峡梯级水库蓄水策略。结合蓄水效益最大规则和三峡供水调度需求,提出了极端枯水条件下梯级水库蓄水调度方式,以蓄水位目标为控制边界拟定不同水量分配原则的蓄水方案,选择典型极端枯水进行模拟调度和效益分析。结果表明:梯级水库蓄满的临界天然来水条件为8月—9月上旬来水不少于97%频率的典型来水(1994年),9月中旬—11月来水不少于90%频率的典型来水(1992年);极端枯水条件下,梯级水库通过开展联合补水调度,能够满足三峡向下游供水的调度需求;梯级水库无法全部蓄满情况下,优先蓄满金沙江下游梯级水库可使发电效益更大,推荐优先蓄满白鹤滩水库,其次溪洛渡水库。

青岛西海岸新区农村供水智慧水务中心调度平台系统应用的设计

智慧水务是数字水务发展的第三阶段,建设智慧水务平台已成为水务公司提高自动化、信息化水平的重要手段。本文介绍了青岛西海岸新区农村供水智慧水务中心调度平台的建设内容、技术路线、系统应用,以及取得的建设成果。为其他地区农村供水智慧水务平台建设提供建设思路。

巴音郭楞管理局水利信息化系统建设探索

新一代信息技术与水利业务的深度融合可为水利治理能力现代化提供有力支撑。结合巴音郭楞管理局对管辖范围内水利业务和信息化建设融合的需求,介绍水利信息化系统的建设背景及“1+2+3”信息化建设方案。围绕以智慧水利建设推动水利现代化管理体制改革的总体建设目标,阐述信息化系统的设计思路、总体框架、网络结构及建设内容,包括现地监测监控、网络与安全、支撑平台、一体化管控平台应用、智能应用等系统。为避免水利信息化工程建设与实际运行管理脱节,导致出现信息化系统荒废问题,通过调整巴音郭楞管理局组织机构,以便顺应并服务于水利信息化,可对类似水利工程的信息化建设提供参考。

溪源水库汛限水位调整与防洪调度影响分析

溪源水库下游河道行洪能力的改变,使原有汛限水位难以保证防洪供水等效益的发挥。依据溪源水库实际情况,借助风险理论对水库的防洪供水风险因子进行识别,并从防洪度汛、经济效益等方面论证水位调整的可行性。结果表明,当水库的主次汛期汛限水位增至88.0m时,其最高水位和泄流量均低于设计标准,且其防洪风险率低于0.03%,工业供水效益和生活供水效益增量明显。今后应更加注重水库水资源调度的科学性和合理性,加快溪源泄洪洞建设。

供电远动系统时钟对时问题的影响及优化方案

随着高速铁路的不断发展,铁路供电系统稳定运行和快速应急处置的需求越来越强烈,同时也对供电远动系统运行分析水平的要求越来越高。各类告警、报文的准确性是进行快速故障判断和故障分析的基础。本文介绍了日常运行过程中供电系统时钟同步的作用及工作方式,分析了被控站时钟发生异常对调度主站产生的影响,并提出了相应优化方案。

渠首工程除险分析及加固补强技术研究

以新疆叶县江卡渠首除险加固项目作为研究背景,针对工程现状泄洪闸冲沙闸老旧损毁严重、泄洪道冲刷岸坡垮塌的现状,在工程地质条件基础上,对河道的冲淤演变进行了分析,复核了渠首的规模和调动能力,并提出拆除闸室底板浆砌石而后浇筑混凝土,拆除重建冲砂闸和泄洪闸后消能设施及导流堤,对上游导流堤进行护坡加固的系统方案。有效解决了江卡渠首的稳定性安全问题。

串联水库联合供水的风险分析

为干流多个串联水库与地下水库联合对区域供水系统建立风险分析模型。以系统分析的思想为基础 ,考察来水和用水的不确定性 ,利用地表水和地下水联合调配数学模型 ,采用随机模拟技术对串联水库联合供水的风险进行定量描述。对石家庄地区的分析计算结果表明 ,该方法充分考虑了区域工农业需水量约束和生态环境需水约束 。

南水北调中线工程水量仿真调度模型研究

南水北调中线工程是一个大型复杂调水系统,本文在分析其调水特点的基础上,应用系统科学的方法建立了该系统的水量仿真调度模型,合理地确定了系统网络结构和模型计算原则,并通过加入辨识模块和控制修正模块,使模型能快速找出满意解。通过仿真计算,得出了引汉水给沿线各省市的分配水量。对比分析引汉前后的供水情况,表明引汉水与当地水源的联合调节,可使沿线各省、市各用水部门的供水保证率有较大提高。

多泥沙河流供水水库水沙联合优化调度的研究与应用

【目的】分析多泥沙河流供水水库中供水与排沙减淤之间的矛盾,为此类水库合理调度运行方式的确定提供技术支撑。【方法】运用水沙数学模型与优化理论的基本思想,构建多泥沙河流供水水库水沙联合优化调度耦合模型,并将该模型应用于亭口水库这一典型多泥沙河流供水水库调度运行方式的优化比选研究中。【结果】成功构建了多泥沙河流供水水库水沙联合优化调度耦合模型,该模型由水库优化调度动态规划子模型及泥沙冲淤计算子模型2部分构成,子模型之间通过参数及数据的相互传递,实现对模型定解条件的影响,从而组成一个耦合模型。该模型在亭口水库调度运行方式优化比选研究的应用表明,亭口水库适宜采用"蓄水运用,汛期低水位相机排沙"的调度运行方式。【结论】所构建模型具有较强的合理性及较广的适用性,为多泥沙河流水库水沙联合调度运行方式的制定提供了一条行之有效的解决途径。

水库群供水调度预警系统研究及应用

针对水库供水调度的实时性和不确定性,通过分析入库径流超越机率,以缺水率最小为目标函数,建立水库群供水调度模型,并应用基于免疫进化的蚁群算法对模型进行求解,绘制水库群供水调度操作规线;应用模糊数学、信息熵等原理,确定现状水库供水指标D、未来供水水情指标S以及水库供水预警指标和应变措施,建立了水库群供水调度预警系统。实例计算表明,本文建立的水库供水预警系统能够合理、有效地为调度操作人员提供正确、及时的决策。

不确定条件下的多水源联合供水调度模型

本文针对城市供水调度系统中存在的不确定性与复杂性,运用区间两阶段随机规划的方法,建立了多水源联合供水调度的优化模型。该模型以供水调度系统成本最小为目标函数,引入概率分布及区间数表示不确定性,模拟了地表水源、地下水源、外来水源等多种水源联合供水过程,并对多种水源的调水目标进行优化。以区间形式给出优化结果,为决策者提供宽裕的决策空间。利用该方法,可充分考虑系统中不确定因素对系统成本的影响,更真实的反映多水源联合供水系统的实际情况。

水库群实时供水优化调度研究

在充分考虑水库群供水调度的实时性、不确定性的基础上,建立了实时供水优化调度模型,该模型包括中长期供需水预测、中长期水库供水优化调度、实时供需水预测、短期优化调度和实时调度修正5个模块,实现了宏观总控、长短嵌套、实时决策、滚动修正的水库群供水调度。实例计算结果表明,该模型能满足水库供水实时调度运行的需要,调度结果合理、可靠。

缺水型大城市多水源调配管理技术体系与方法研究

针对缺水型大城市多水源供水系统日益庞杂带来的规范化和精细化调配管理问题,通过强化最严格水资源管理制度对城市多水源统一调配和管理的指导作用,从前期调配评估、调配系统构建、调度规程制定、调配方案编制四方面,探讨了缺水型大城市多水源调配管理技术体系,提出了城市水源-工程-单位-用户四层供水系统网络拓扑结构、城市供用耗排水量流转关系、水资源调配工程与管理体系、水资源日常调度规程、多水源联合调度模型等关键技术问题的解决思路与方法。将该技术体系应用于北京市水资源统一调配管理,结果表明:北京市供水系统可划分为4类水源-11类供水工程-4大水管系统-5大用户的网络拓扑结构。在此基础上,可构建由36家机关单位组成的水资源三级调度管理体系,按照调度会商-决策-实施-调整为核心的调度流程,依据统筹用水管控、水源配置、水量调度原则编制的水量调配方案开展日常水量调度工作。研究成果可为水行政主管部门推进水资源精细化调配管理工作提供技术支撑。