复杂供水系统优化调度的数学模型与求解方法研究

从供水管网系统整体优化和最小供水费用的角度出发,结合复杂供水系统的生产调度特点,建立了复杂供水系统整体优化调度的数学模型.利用多维编码的遗传算法求解数学模型,对其编码规则、染色体的评估以及遗传操作进行了深入的研究.并给出了详细的求解步骤.采用Matlab软件编写了基于遗传算法的优化调度程序.对某市供水管网系统的生产调度进行了仿真研究.仿真结果表明,应用遗传算法求解管网系统优化调度,可以得到问题的全局最优解,并将调度结果和自来水公司实际生产情况比较,采用优化调度程序进行生产调度可以节省运行费用.

复杂重力流供水系统水力过渡过程分析与水锤防护设计

临平自来水厂供水工程起点位于千岛湖引水工程余杭分水点,供水对象为临平、仁和、宏畔、塘栖4个水厂,管道直径1.4~2.6 m,总长度30.9 km,远景供水规模43万m^(3)/d,采用全程重力流供水方式,供水用户多、线路复杂,水力过渡过程计算分析复杂、水锤防护设计难度大。首先采用华东院自主开发的供水工程水力过渡过程仿真计算软件Hysimcity进行建模及计算分析,确定供水系统水力过渡过程中压力变化情况;接着针对供水系统各个部位的水力学特点以及整个系统的水力学特性,开展整个输水系统的水锤防护设计。最终确定在临平、仁和、宏畔、塘栖水厂前设置直径1 m的超压泄压阀及各个水厂阀门一段直线关闭的联合水锤防护方案,有效解决了多用户重力流供水系统的水锤问题。

分布式供水泵群水锤防护计算研究

为减轻分布式泵群停电产生的负水锤对供水系统的危害,提出了一种单向塔和空气阀联合防护的方案,明确了单向塔的防护效果,给出了主管集中段设置空气阀的基本公式,并以坦桑尼亚城市供水工程为研究对象,通过数值模拟的方法,验证了其合理性。研究结果表明:单向塔和空气阀的联合防护相较于单一的单向塔防护,效果更好,可以大幅减少工程造价;单向塔直径和连接管直径均需结合实际工程进行参数优选。

基于变频恒压节水灌溉系统的设计

针对干旱地区灌溉存在灌溉系统自动化程度低、水电资源浪费严重、系统整体不可靠、水泵使用寿命低等缺点,利用PID控制和变频调速技术,设计出大田节水灌溉系统解决这些问题。控制流程先使用位式控制作为粗调,再使用变频控制作为细调,从而实现了复杂系统的恒压供水。最后对该系统数学建模,利用Matlab/simulink进行了仿真,结果表明,设计出的复杂恒压供水系统控制响应速度快、超调量小、控制精度高,可满足现代化农业节水灌溉的需求。