[发明专利]一种基于调度设计联合优化的给水管网优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及给水管网调度、设计优化的技术领域，尤其涉及一种基于调 度设计联合优化的给水管网优化方法。

背景技术

随着工业生产能力的提高，城市人口的不断增加，以及人民生活水平的 不断改善，对城市供水系统的要求也越来越高，供水系统的规模在不断扩大， 复杂性随之提高。我国数以百计的城市给水系统消耗的电能是很大的，传统 的经验调度方式能耗浪费甚大，已不能适应现代社会发展的需求。如果采用 优化调度，不仅能节省大量能源，而且使管网能在合理的状态下运行，既保 证供水的要求，也使管网的压力更为合理。面对日益复杂的供水系统，如何 在满足供水水量、水压及水质要求的前提下，最大限度地提高供水系统的经 济效益和社会效益，是摆在所有供水部门面前的重要课题。随着科学技术的 不断进步，数学规划、现代控制理论及计算机技术等的不断发展，有力地促 进了大型系统的控制和管理水平的提高，使供水系统借助计算机工具进行科 学的调度管理成为可能。

现有的供水系统调度优化方法仅针对水源流量、扬程优化，供水系统设 计优化仅针对管网直径进行优化，无法满足多水源向区域供水时，各水源点 供水水量、水压组合与管网直径组合对供水系统经济最优的要求。

为此，申请人进行了有益的探索和尝试，找到了解决上述问题的办法， 下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有技术的不足而提供一种基于调度 设计联合优化的给水管网优化方法，该优化方法实现多水源供水系统水源供 水水量、水压组合与管道直径组合的最优，使得投资偿还期内建造及运行费 用即总费用最低。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种基于调度设计联合优化的给水管网优化方法，包括以下步骤：

步骤1，采集管网基本参数和确定优化计算参数；

步骤2，根据管网基本参数和优化计算参数，通过优化算法生成一组各水 源流量Q_R1，Q_R2，…Q_RS；

步骤3，根据管网基本参数和优化计算参数，通过优化算法生成一组管道 直径组合D₁，D₂，…D_P；

步骤4，基于最高时工况下进行水力计算，获得各水源压力；

步骤5，每一管道在其直径下根据与之相对应的水源流量和水源压力对其 在各工况下进行水力计算，获得每一管道的节点压力；

步骤6，判断每一管道的节点压力是否全部满足最小允许水头，若判断为 是，则进入步骤7，若判断为不是，则返回步骤3；

步骤7，计算管网总费用W，根据以下公式进行计算：

目标函数：W(D₁,D₂,D₃…D_P；Q_R1,Q_R2,…Q_RS)

约束条件：