基于试验-整数规划方法的泵站多机组变速优化

以国家南水北调东线源头泵站江都四站为例,进行泵站多机组变速优化运行探讨。提出了考虑峰谷电价、长江潮汐变化的站内多机组日变速优化运行非线性模型:在水泵设计叶片安放角不变的情况下,以站内机组耗电费用最少为目标函数,时段为阶段变量,水泵转速、开机机组台数为决策变量,日提水量为约束条件。提出了各阶段水泵转速试验选优、机组开机台数线性整数规划优化的方法对模型进行求解。优化运行结果表明:考虑峰谷电价,日均扬程7.8～3.8m,与额定运行相比,100%负荷运行时,单位提水费用节省介于-3.58%～-2.14%之间,说明在此条件下,变速优化运行效果不足以抵消变频器损耗,80%、60%负荷运行时,单位提水费用节省分别介于11.38～15.71%、24.79～29.17%之间,优化效果明显;不考虑峰谷电价,日均扬程7.8～3.8m,与额定运行相比,只有在日均扬程较低、提水负荷较小(5.8m,60%负荷;4.8m、3.8m,80%、60%负荷)时,变速优化具有一定的效益,在其余日均扬程、提水负荷条件下,变速优化运行效果均不足以抵消变频器损耗。为受潮汐影响的大型泵站多机组变速优化运行提供了新的思路。

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。

南水北调工程江都抽水站变角经济运行研究

针对江都抽水站泵站扬程经常变化的特点,提出了利用已有的叶片全调节功能实现泵站变角经济运行的方式,即在满足泵站所需抽水流量的前提下,根据实际扬程,以泵站装置效率最高为目标,确定水泵叶片角度和开机台数.江都抽水站实施变角经济运行后,泵装置效率提高最高可达6.84%.

江都四站站内多机组变角优化运行方式研究

以南水北调东线源头泵站江都四站为例,建立了考虑峰谷电价的站内多机组日变角优化运行非线性规划模型.以站内机组耗电费用最少为目标函数,时段为阶段变量,水泵叶片角、开机机组台数为决策变量,日抽水量为约束,采用动态规划逐次逼近的方法,对江都四站进行计算分析,确定了不同水量约束条件下泵站机组的开机台数与水泵叶片角.结果表明,该模型可有效解决站内机组优化运行问题,效果良好.

江都抽水站更新改造工程技术

分析、总结江都抽水站改造的主要技术,包括泵站引河流态改善、水泵形式选择与流道改造、主机组轴承选用、新材料轴承应用、水泵叶片调节系统改进、变电所改造设计方案的优化,以及FSR大容量高速开关新技术应用、三站发电方式选择及技术改进、泵站自动化系统技术改进等,并针对其中存在的问题提出相应的措施。

江都三站进水流道优化数值计算及模型试验研究

针对江都三站进水流道存在的问题,采用三维紊流数值模拟计算的方法对其进行了优化水力计算,并采用透明流道模型试验的方法对数值模拟的结果进行了验证。计算和试验结果表明:优化方案与现状进水流道相比,不仅消除了流道内的涡带,而且进水流态均匀、水力损失小,已达到正常进水流道的水平,可应用于江都三站改造。

南水北调东线江都泵站Y形导流墩改造方案研究

江都抽水泵站因早期的设计原因,引河口水流方向与主河道轴线成垂直状态,致使引河口处进流流态较差、泥沙淤积严重,不仅影响水泵机组运行效率,而且还使机组的振动、噪声增大,从而影响机组的安全稳定运行。为改善引河口处进流条件,减少泥沙淤积,根据多年运行经验和对进口流态的现场观察,设计最终提出在引河口处增设"Y"形导流墩和底坎的改造方案。改造方案实施后,现场观测资料表明,引河口处流态得到改善,泥沙淤积减缓,机组运行效率提高,振动和噪声减小,达到了工程改造的预期目的。

三江营水情变化对江都排灌站影响的数理分析

采用数理统计方法 ,对 1 95 0～ 1 999年长江三江营的水位进行了均值和方差检验 ,并对其旬平均高(低 )潮位进行了分析和比较 .结果表明 :三江营的水情已发生变化 ,应引起工程设计、管理及防洪部门的重视 .同时根据数理统计结果 ,对江都排灌站的经济运行、机组安全和防洪问题进行了讨论 .

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。

江苏江都三站更新改造技术探讨

位于江苏省境内的江都三站是南水北调东线源头工程的大型泵站之一,为满足设计规划调水运行的要求,在南水北调东线一期工程建设过程中,对该站开展了较全面的更新改造。改造过程中,在水泵选型、进水流道改造、出水流道加固、站下引河整流等方面,完成了包括确定自密实混凝土最优配比在内的多项技术创新。通过改造,不仅恢复了原设计功能,而且改善了机组的运行状态,提高了机组运行效率和运行管理水平,取得了较为理想的效果。

南水北调江都三站水泵装置更新改造三维流动数值模拟及优化计算

根据南水北调东线水源保证率的要求,江都三站更新改造工程对水位组合重新进行了核算。根据水位组合,采用CFD的方法对江都三站水泵装置内部的三维流动进行了数值模拟研究,同时进行了进水流道的优化水力计算,并对江都三站水泵装置最优方案的水力性能进行了模型试验验证。数值计算和模型试验结果表明:江都三站的进水流道经过优化,不仅消除了流道内的涡带,而且进水流态均匀,可使水泵装置的能量性能满足设计要求。

南水北调东线工程江都泵站运行优化研究

江都泵站是南水北调东线工程水源泵站的一部分。针对泵站扬程变化的特点,利用水泵调节叶片的功能,建立了泵站优化运行的数学模型,并用遗传算法求解。对于不同的日总泵流量和日总泵水量,为了使泵站运行成本最小,分别确定了一天中不同时段运行的泵组数量和运行负荷。结果表明,在每天抽一定水量时,调整叶片角度和时变电价的方案,与常规运行方案(按一定的抽水流量设计叶片角运行的泵站方案)相比较,电气费用节省4.73%~31.27%;在泵送流量一定的情况下,通过调整叶片角度,节省了2.03%~5.79%的电费。

南水北调东线江都站改造工程的施工管理

介绍了江都站改造工程的特点和难点,重点研究了改造工程施工对运行管理的影响及工程实施情况,并对该改造工程提出了相应的建议。

江都站改造工程处理施工与运行矛盾的成功实践

江都站作为南水北调东线工程从长江取水的起点泵站，工程作用重要、运行十分频繁。本次按设计规划进行综合改造，涉及的工程数量多、范围广，施工对工程运行的影响较大，与运行的矛盾十分突出，为此，通过制订科学合理的总体实施方案、加强施工进度和安全管理、抓好工程调度运行管理、制订切实可行的应急措施等，妥善地处理了施工与运行的矛盾，在保证改造工程顺利实施的同时，工程效益也得到了充分发挥。

江都第三抽水站油压装置油泵运行方式分析

以南水北调东线一期江都第三抽水站改造工程为例,针对其油压装置油泵运行方式如何选择的问题,基于绝热过程方程式,采用对比的方法,分析了断续运行方式和连续运行方式的年用电费用、设备投资、设备寿命、技术经济性。结果表明:断续运行是油泵运行方式的最佳选择。

江都水利枢纽工程的技术改造

指出江都水利枢纽工程存在的主要问题,回顾了各项技术改造项目,分析了技术改造取得的工程效益,并总结了江都水利枢纽技术改造的经验,包括采取整体提升改造方案,科学选择泵型,提高抽水站下游水位等工程措施,对老化工程进行更新加固改造.实践证明,改造后的江都一站、二站等工程,经济效益和社会效益都明显提高.

江都站真空破坏阀断流的研究

主要介绍了江都站对真空破坏阀结构与装置位置等不断改进的过程,认为:完善的真空破坏阀断流设计,不仅可以消除启动振动,而且真空破坏阀通风面积可以大大缩小。

南水北调江都三站进水流道改造施工关键技术

针对江都三站进水流道改造施工,研究C25粉煤灰自密实混凝土配合比设计、模板组合装配技术以及保证混凝土浇筑到位、防止产生裂缝、保证新老混凝土结合面黏结强度等技术措施,并将上述技术成果集成创新与组合,应用于江都三站进水流道改造。结果表明,混凝土强度、密实性、新老混凝土黏结以及流道混凝土表面平整度、流线等施工质量均满足要求,为类似工程改造施工提供有益的借鉴和参考。

抽引江水与抽排涝水时江都抽水站流量变化

为探究近年来河道水草滋生对泵站流量的影响,基于建站以来江都抽水泵站运行的实测资料,分析了主汛期间4座泵站流量的变化情况。结果表明:①1983年前,抽引江水与抽排涝水时4座泵站流量均不受影响,各站水位流量关系均为稳定的单一线;1987年开始,抽排涝水时间较长时流量总体偏小,抽引江水与抽排涝水时各站的水位流量关系需要分别定线推流。②抽引江水时,水草杂物对4座泵站流量影响的程度基本一致;抽排里下河涝水时,四站临近河口且机组流量最大,流量减小的幅度为4座泵站中最大。③近年来抽引江水运行时间越长,流量减小程度越大,但小于抽排涝水时的影响。研究结果对防汛抗旱、工程安全运用和水资源合理调配具有重要的现实意义。