受潮汐影响的沿江中小型提水泵站优化规划

　　摘要：以泵站开机机组耗电费用最少为目标函数，各时段机组开机流量为决策变量，提水水量为约束条件，建立了受潮汐影响的长江沿岸中小型提水泵站优化运行模型，并采用大系统试验选优方法进行求解。研究结果表明：在特定的潮汐和分时电价条件下，沿江工况不可调泵站开机方式主要受分时电价影响，在高电价时应适当减少开机流量，低电价时应适当加大开机流量，以减少机组运行费用。研究结果可以为受潮汐影响的提水泵站优化管理运行提供参考。 　　关键词：提水泵站；试验选优；动态规划；优化运行 　　中图分类号：TV 675 文献标识码：A 文章编号：1672-1683（2014）01-0135-03 　　我国长江下游沿岸有着数量众多的中小型提水泵站，从运行管理的角度出发，这些泵站大都采用半调节或无调节水泵，可视为工况不可调机组，其基本运行特点是在一定的扬程条件下，出流量为定值，且长江潮汐的变化对泵站运行流量、效率有着直接的影响。近年来，不少专家和学者对泵站选型、优化运行方式进行了大量的研究，取得了丰硕的成果[1-5]，但结合分时电价，针对长江沿岸工况不可调机组的优化运行方式开展研究尚不多见。 　　目前，试验选优方法已在大型泵站选型与优化调节[7-9]、灌区输配水控制方式[10-11]、地面水与地下水联合调度[12]、水闸规划设计[13]、草叶产量的预估[14]等方面得到了广泛应用。但较少见到该方法应用于中小型提水泵站的优化。本文 　　拟根据中小型提水泵站工况不可调的特点，结合长江潮汐变化，考虑分时电价，采用大系统试验选优方法对这些泵站运行方式进行优化，为受潮汐影响的长江沿岸中小型泵站运行管理提供参考。 　　3 结语 　　本文针对长江沿岸中小型提水泵站工况不可调的特点，在满足一定提水水量要求的条件下，采用大系统试验选优方法，对工况不可调提水泵站群进行了开机方式的优化，寻求最小的开机费用。根据优化结果，在设定的潮汐和分时电价条件下，长江沿岸工况不可调泵站群开机方式受电价影响较大，受潮汐影响较小；在满足水量要求的前提下，高电价时，应选择小流量开机方式，低电价时，应充分调动提水动力以降低运行费用。 　　我国长江沿岸提水泵站数量众多，且大多为工况不可调机组，本文对这些地区提水泵站机组的优化运行，具有一定的借鉴意义。 　　参考文献（References）： 　　[1] ZHANG Li-hua，CHENG Ji-lin.Research on Optimal Operation by Adjusting Blade Angle in Jiangdu No.4 Pumping Station[C].The 10th Asian International Conference on Fluid Machinery，Kuala Lumpur Malaysia，2009. 　　[2] 冯旭松，关醒凡，井书光，等.南水北调东线灯泡贯流泵水力模型及装置研究开发与应用[J].南水北调与水利科技，2009，7（6）：32-35.（ FENG Xu-song，GUAN Xing-fan，JING Shu-guang，et al .Development and Application on Hydraulic Model and Equipment of Bulb Tubular Pumps in the Eastern Route of the South-to-North Water Transfer Project [J].South-to-North Water Transfers and Water Science & Technology，2009，7（6）：32-35.（in Chinese）） 　　[3] Y Tatebayashi，K Tanaka，T Kobayashi.Screw-Type Centrifugal Pump Performance Improvement by Restraining Back Flow in Screw-Type Centrifugal Pump[J].Journal of Turbomachinery，2005，127：755-762. 　　[4] 程芳，陈守伦.泵站优化调度的分解协调模型[J].河海大学学报（自然科学版），2003，31（2）：136-139.（CHENG Fang，CHEN Shou-lun.Decomposition-coordination Model for Optimal Operation of Pumping Stations[J].Journal of Hehai University （Natural Sciences ），2003，31（2）：136-139.（in Chinese）） 　　[5] MAHDI Moradi-Jalal.Optimal Design and Operation of Irrigation Pumping Stations[J].Journal of Irrigation and Drainage Engineering，2003，129（3）：149-154. 　　[6] 鄢碧鹏，纪晓华.灌排泵站优化规划设计的多因素模拟试验选优 [J].灌溉排水，1999，18（3）：21-25.（YAN Bi-peng，JI Xiao-hua. 　　Optimal Experimental Simulating Methods For The Planning of Pumping Station System[J].Irrigation and Drainage，1999，18（3）：21-25.（in Chinese）） 　　[7] 张礼华，程吉林，张仁田.基于试验-整数规划方法的泵站多机组变速优化[J].农业工程学报，2011，27（5）：156-159.（ZHANG Li-hua，CHENG Ji-lin，ZHANG Ren-tian.Research on Optimal Operation for Multi-units with Variable Speed in One Pumping Station Based on the Theory of Experimental and Integer Programming Method[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2011，27（5）：156-159.（in Chinese）） 　　[8] 龚懿，程吉林，张仁田.基于试验选优方法的多机组叶片全调节优化运行研究 [J].灌溉排水学报，2010，29（4）：42-46.（GONG Yi，CHENG Ji-lin，ZHANG Ren-tian.Optimal Operation Method on Multiple Pump Units with Adjustable-blade Based on Experimental Optimization Metho[J].Journal of Irrigation and Drainage，2010，29（4）：42-46.（in Chinese）） 　　[9] 许夕保，陈斌，程吉林.试验选优方法在自流灌区续灌分级控制上的应用[J].灌溉排水学报，2004，23（2）：52-54.（XU Xi-bao，CHEN Bin，CHENG Ji-lin.The Application of the Experimental Optimization Method by Stage Control of Continuous Flow Irrigation in Gravity Irrigation District[J].Journal of Irrigation and Drainage，2004，23（2）：52-54.（in Chinese）） 　　[10] 程吉林，金兆森，沈洁.高维动态规划试验选优及其在大型渠道工程系统设计中的应用[J].水利学报，1993，（2）：40-47.（CHENG Ji-lin，JIN Zhao-sen，SHEN Jie.An Expermental Method of Mutidimensional Dynamic Programming and Its Application in Cannal Engineering System [J].Journal of Hydraulic Engineering，1993，（2）：40-47.（in Chainese）） 　　[11] 程吉林，刘胜松，周振红.地面水与地下水联合调度非线性模型的求解方法[J].水利学报，1997，（10）：53-56.（CHENG Ji-lin，LIU Shen-song，ZHOU Zheng-hong.A Solution of Non-linear Model in Conjunctive Use of Ground and Surface Water [J].Journal of Hydraulic Engineering，1997，（10）：53-56.（in Chinese）） 　　[12] 杨鼎久，程吉林.水闸规划设计的计算机模拟试验选优[J].江苏农学院学报，1996，17（3）：83-86.（YANG Ding-jiu，CHENG Ji-lin.Optimization of Computer Simulation in the Planing of Sluice[J].Journal of Jiangsu Agricultural College，1996，17（3）：83-86.（in Chinese）） 　　[13] 徐向宏.农业科学研究中正交试验选优分析的新方法[J].草业科学，2011，28（4）：679-682.（XU Xiang-hong.Improving the selection method of repeated orthogonal test in the agricultural science research[J].Pratacultural Science，2011，28（4）：679-682.（in Chinese）） 　　[14] 张礼华，龚懿.基于大系统分解协调技术的中小型圩区除涝排水规划探讨[J].中国农村水利水电，2010，（10）：142-144.（ZHANG Li-hua，GONG Yi.Study of Draining Scheme on Middle and Minitype Polder Area Based on Large System Decomposing and Harmonization Technique [J].China Rural Water and Hydropower，2010，（10）：142-144.（in Chinese）） 　　[15] L Cooper，Mary W Cooper.Introduction to Dynamic Programming [M].Pergramon Press.1981. 　　[16] 高允彦.正交及回归试验设计方法[M].冶金工业出版社，1988.（GAO Yun-yan.Methods of Orthogonal and Regression[M].Metallurgical Industry Press.1988）.（in Chinese））