基于Java的排涝泵站站内优化调度软件开发

【目的】针对安装全调节轴(混)流泵的排涝泵站开发计算软件确定运行中的最优开机台数组合和各机组的叶片角度,以获得最高装置效率或最大流量。【方法】根据实测的扬程和电动机输入功率等运行参数,结合水泵性能曲线推算水泵流量和流道阻力参数,研究装置效率随叶片角度变化规律。以平均装置效率最高或总流量最大为目标函数,建立动态规划模型进行站内运行优化调度,获得最优的开机组合和运行机组的叶片角度。在集成环境IntelliJ IDEA下,采用Java开发了通用的可视化的计算软件。【结果】对某排涝泵站,通过软件获得并分析了装置效率随叶片角度(或流量)的变化曲线,给出了在Hsy=5.3 m条件下不同需要流量下的优化运行方案。当需要流量为32 m^(3)/s时,与各机组均以+1.0°叶片角度的简单决策方案相比,软件给出的优化方案装置效率提高了0.76%。【结论】实际工程应用表明所开发的软件性能稳定,计算精确,实用性强。

基于GIS和SWMM的西安市北郊片区排涝模拟与排水系统优化

为解决西安市北郊河道超载风险问题,通过SWMM和GIS技术构建管网-泵站-河道耦合模型,在不同设计降雨重现期(1、2、5、10、20、50年)下对该区域排水系统进行模拟,进而分析下游河道水位变化规律并提出雨水分流调配与调整泵站调度的协同优化措施。结果显示:在5、10、20和50年降雨重现期下,随着降雨峰值的到达,整个系统88%的排口都存在顶托现象,最长持续时间160min。在重现期为1、2、5和10年降雨条件下,协同优化的措施使得河道峰值流量分别下降了17.6%、4.9%、3.7%和2.6%,河道水位平均下降了35cm,排水系统的超载节点分别减少了16.7%、31.4%、34.2%和27.5%,超载管段的数量分别减少了25.0%、28.6%、30.8%和25.3%。

基于电源优化规划的河南省抽蓄电站规模分析

河南电网目前调峰电源所占比重少,主要依靠火电机组深度调节来满足调峰需要,影响电网的安全经济运行。抽水蓄能电站具有削峰填谷双倍调峰作用,是电网中经济可行的调峰电源。采用电源优化扩展规划模型,对规划水平年不同电源方案进行优化比选,分析满足电网电力电量和调峰需求的抽蓄装机规模。结果表明:建设抽水蓄能电站能够有效减小火电机组调峰深度,减少系统煤炭消耗,保障电网安全经济运行。

石湾站排灌结合新型布置形式的实践与思考

排水和灌溉是平原湖洼区泵站的主要功能。泵站枢纽布置往往需要把二者结合起来,以充分发挥泵站的作用。石湾站枢纽布置提出了灌溉出水涵与已有泵站建筑物结构相结合的新型布置形式,既解决了排灌结合站共用排涝涵洞问题,又解决了灌溉涵基础下回填土质量控制不严引发不均匀沉降大的问题,保障了泵站正常运行,可为类似泵站布置设计提供参考。

考虑源-荷不确定的抽水蓄能电站容量鲁棒优化配置

针对风—光—火—抽蓄联合发电系统中抽水蓄能电站的容量配置问题,建立了联合发电系统经济运行模型,模型旨在最小化弃风弃光量、最小化系统发电成本及最小化抽水蓄能电站建设成本及运行成本。考虑系统新能源出力及负荷的不确定性,引入min—max—min结构的两阶段鲁棒优化模型,得到新能源出力及负荷最恶劣场景下系统的最小运行成本,根据运行成本最小确定抽水蓄能电站容量。利用某一市级电网实际数据,基于列与约束生成算法对模型进行求解,计算结果验证了模型和算法的有效性,为系统的规划建设及运行提供参考。

电力市场多时间尺度决策的抽蓄电站容量优化配置

针对抽蓄电站市场定位不明确和投资回报难以保障的问题,提出一种电力市场多时间尺度决策的抽蓄电站容量优化配置方法。上层以抽蓄电站投资回报率最大为目标建立容量规划模型;下层模拟抽蓄电站参与市场,在第1阶段中长期市场中,风力发电、光伏发电计及风险约束租赁一定容量的抽蓄,组成风−蓄、光−蓄联盟,与火电共同向电网报量报价,建立以电网购电成本最小为目标的统一出清模型;第2阶段现货市场中,考虑中长期市场出清约束,抽蓄电站利用租赁后剩余容量参与电能量市场和辅助服务市场,建立以电网购电成本和辅助服务费用之和最小为目标的出清模型。将中长期市场和现货市场的出清结果反馈给上层,进一步优化抽蓄电站容量配置。算例分析表明所提模型能够有效促进风电和光伏的消纳,充分利用抽蓄电站的灵活性资源,提升其盈利能力。

含高渗透新能源电力系统中考虑变时段控制的火/储/荷日前优化调度

新能源高渗透电力系统中以风电、光伏为代表的新能源具有的不确定性,使得火电机组难以满足调度计划的精度需求。为提高火电机组调度计划的准确性,提出考虑变时段控制的新能源高渗透电力系统中火/储/荷日前优化调度策略:首先使用高斯混合模型将净负荷按时序特性聚类成3种时段类型,然后按各时段特点设计火-储-荷的变时段控制规则以优化日前调度,利用需求响应优化抽水蓄能电站利用率;其次以系统总成本最小为目标,综合考虑所提策略形成的各类型机组约束建立火-储-荷调度模型,形成火-储-荷的日前调度计划;最后通过算例分析验证所提策略的有效性。

水风光蓄互补发电系统中风光容量配置研究

【目的】大力发展新能源,进行能源供给侧改革,是应对能源危机和生态环境问题的根本措施,有助于“双碳目标”的实现。调节性水电具有良好的调蓄能力,可以作为调节电源与风光电源联合运行,从前端减缓风光不稳定出力对电力系统的冲击,促进新能源集中上网消纳。但在如今大力发展清洁能源的背景下,仅靠常规水电站已无法调节规模巨大的风光发电。故考虑引入抽水蓄能电站,与常规水电站联合运行,构建水-风-光-蓄多能互补发电系统。【方法】基于研究区域亟需扩大风光发电规模的需求和互补发电系统并网过程中的弃风、弃光问题,从互补发电系统的配置容量和优化运行考虑,构建了多能互补发电系统容量配置的双层规划模型,外层模型以可接入风光规模最大和弃风光功率最小为目标函数,内层模型考虑了电源侧系统出力与电网负荷的匹配度,以源荷匹配度最大和系统在典型日售电收入最大为目标函数,分别采用粒子群算法和逐步优化算法对其进行优化求解。旨在获得系统可接入的风光资源的最优比例和容量配置。将该模型应用于金沙江上游川滇段清洁能源基地。【结果】结果显示:系统在有无抽蓄电站接入时接入风光规模的最佳比例均为0∶1。系统在接入抽蓄后,在弃风光率为0%的条件下,风光接入比例分别为1∶0、1∶1和1∶0时,相较于未接入抽蓄时,风光可接入规模分别提升了74%、68%和75%;在弃风光率为5%时,分别提升了52%、66%和65%;在弃风光率为10%时,分别提升了41%、60%和63%,均有大幅度提升。【结论】结果表明:系统应尽可能少地接入风电,尽可能多地接入光伏发电,且系统接入抽水蓄能电站后,抽蓄电站与常规水电联合运行,可充分发挥系统的调节能力,从而大幅度提升系统可接入的风光规模。同时在满足外层模型中互补发电系统中风光项目的容量最优的条件下,能够改善系统运行条件,使系统出力过程与负荷过程高度匹配,验证了研究方法与模型的有效性。研究成果可为水风光蓄互补发电系统的容量配置提供参考。

外江潮位变化背景下望虞河沿江泵站设计参数优化探究

望虞河是太湖流域北排长江的重要通道,多年实测水文资料表明,在望虞河进行排水调度时,启用泵站排水的机会占比可达总排水时间的25.9%,这表明望虞河沿江泵站在流域防洪体系中发挥着重要作用。结合水泵特性曲线计算表明,望虞河沿江泵站现状设计扬程(2.5 m)较实际运行扬程偏高,其中泵站排水能力超出装机设计流量20.0%的运行时间占总排水时间的65.9%。依据泵站设计规范和相关地方标准,结合水文资料分析,建议将泵站设计扬程调整为1.78 m。优化后的设计扬程更符合泵站实际运行环境,同时可以减少电耗等泵站运行成本,延长泵站使用寿命,对于望虞河工程效益的发挥具有重要意义。

合流制排水系统截流运行量质特征浅析

文中对上海中心城区某合流制排水系统现状截流量与截流水质变化开展分析和探讨。选取上海某合流污水输送系统与覆盖该区域供水的水厂。通过水厂日供水与合流泵站纯旱天截流量比值分析,拟合了雨天条件下的旱天截流量本底值和变化曲线。分析得出全年雨天截流量(含雨后影响流量)占全年截流总量的16.7%,以及不同降雨条件下雨后对截流量的影响为1~3 d的结论。分析合流污水输送系统末端水质情况,梳理6项水质指标逐月变化和4项水质指标相关性比值。分析认为月度水质总体变化趋势和当月降雨量、截流量及放江的关联度较大,水质指标相关性分析总体正常可控。

既有泵站增容工程基坑施工控制研究

既有泵站增容工程基坑一般存在距既有建筑物近、紧邻河道、地质条件复杂等特征,易出现施工安全问题。结合谢村排涝泵站增容工程泵室基坑施工,针对可能存在基坑失稳和影响既有建筑物等问题,通过对工程资料分析,优化了混合支护方式、考虑外河水条件的降排水、基坑变形监测分析的施工控制方案。该方案基坑降排水措施效果良好,既有建筑物变形满足设计要求,达到了预期效果,成果可供类似工程参考。

汤阳桥排渍泵站计算机监控系统功能优化设计研究

城市排渍泵站主要承担城市排涝的主要任务,是城市防洪保安的重要基础设施。文章结合长沙高铁新城汤阳桥泵站计算机监控系统设计案例,分析大中型排渍泵站计算机监控系统的功能设计与优化,具体包括对系统设计中的泵站设备控制方式、自控模式的设计逻辑、系统监视和控制范围进行分析,然后提出取消细格栅除污机的自动控制模式、扩展计算机监控系统监控范围等系统功能优化措施,以供类似工程设计借鉴参考。

排水泵站智能化控制系统完善设计

本文主要介绍了在原有已建设排水泵站智能化控制系统基础上,根据运行管理需求及泵站特点,对原有系统进行完善设计,在满足生产运行管理需求的同时,最大限度地降低工程投入,利用已有设备设施及系统进行二次扩容。

城市污水主干排水系统优化调度分析——以华东某市污水主干管为研究案例

排水系统智能化调度是实现污水系统安全平稳运行的重要举措,尤其针对一些工程措施无法或尚未实施的区域。通过对污水主干管实现智能化调度的关键因素分析,并以华东某市污水主干管为研究案例,结合排水模型和大数据挖掘优化污水主干管系统运行,将末端污水厂旱天溢流天数降低了15%,从而优化污水干线系统运行工况。

“互联网+排涝泵站群”远程网络管控系统设计

以常熟辛庄片区排涝泵站群为载体,结合"互联网+水利自动化+优化网络安全控制"的理念,采用分散控制、统一管理的模式,利用浏览器、手机APP为远程终端服务软件,以PLC作为现场控制核心,基于WEB以及移动子网开发了一套排涝泵站群数据采集与监视控制系统(supervisory control and data acquisition system,SCADA);文中重点就系统设计过程中的一些关键技术进行了阐述,如系统通信网络安全自检模块设计、远程水泵工作状态数据采集以及远程水泵智能启停控制实现等;通过该系统在实际现场的应用调试发现,其运行安全可靠,实现了利用浏览器或手机移动终端进行各排涝子站分管区域的水情监测、泵站工作状态数据监测、排涝子站的水泵机组多模式控制等智能化功能,给泵站的实时监管带来了便利,创造了很大的社会价值。

并网型风光互补系统容量优化配置方法

并网型风光互补系统利用风、光资源的互补特性,以跟踪调度曲线为输出目标。合理配置风光储的容量,既可提高互补系统跟踪调度曲线的能力,又能获得较好的经济效益。以抽水蓄能电站为储能装置,借助HOMER软件将月平均气象数据离散成小时平均数据,基于风电、光电的出力模型和互补系统的控制策略,建立了考虑风光互补性、风光资源利用率、跟踪调度曲线等约束,以工程寿命内总收益最大为目标函数的容量优化配置模型,并提出了一种变步长循环离散求解方法。算例验证了模型和算法的合理性。

风蓄联合系统的抽水蓄能容量优化

为了提高风蓄联合系统内风电场运行的经济性,有必要对抽水蓄能进行容量优化。首先计及风电特性给出了风蓄联合运行策略,以减小风电随机性对电网稳定性的影响;其次,给出了计算风电并网功率的数学模型,可作为调度员拟定发电计划的依据;以联合系统的安装和运行维护总成本最低为目标,结合机会约束规划理论建立了抽水蓄能容量优化模型,并采用混沌粒子群优化算法进行求解。算例分析表明了该方法的合理性。

风光互补发电系统中抽水蓄能电站的优化配置

在发电系统并网效能优化设计的研究中,风力发电和光伏发电的功率输出具有很强的随机性和波动性,考虑二者时间上和空间上存在互补性,可以构成风光互补发电系统,同时配置一定的抽水蓄能电站作为储能装置形成风光抽水蓄能联合运行系统。以风光-抽水蓄能系统的经济收益最大化为目标,建立抽水蓄能电站容量配置的优化模型,采用一种改进的粒子群算法对模型求解。最后,通过仿真表明,适当容量的抽水蓄能电站可提高风能和太阳能的利用率,同时增加风光发电系统的经济收益。

杭州三堡排涝泵站排水口防护方案优化研究

杭州三堡排涝泵站作为与京杭运河主要交通枢纽-杭州三堡船闸相结合的大型水利枢纽工程,在工程设计过程中必须科学合理处理好两者间的关系。以二线船闸下游引航道作为研究对象,通过物理模型试验方法研究分析了大流量排涝时航道内水流流态和流速分布情况以及河床的冲淤变化,在此基础上对航道防护方案进行优化,达到了减少泵站施工期和运行期对航道的不利影响和保证航道安全、节约投资等目的。

大型立式水泵机组供排水系统改造

为了保证大型水泵机组可靠经济运行,针对南水北调东线沙集泵站,分析原供排水系统存在的问题,对电机轴承油冷却器冷却供水系统和水泵橡胶轴承润滑供水系统不同方式进行比较,重点对工程改造采用的闭式冷水机组循环冷却水系统进行了计算分析。结果表明:闭式冷水机组循环冷却水系统,因其水质好,不结垢、无泥沙淤积,长时间运行冷却传热效率高,水流阻力小,无进流堵塞问题,系统冷却运行可靠、节能,环境温度越低、主水泵机组运行台数越少,系统节能效果越显著。三台主机组运行,环境温度为15℃时,供排水系统能耗较改造前下降33.76%,环境温度为0℃时节能68.08%,系统可靠性高、节能效果显著,值得推广应用。