[发明专利]服务于控制漏损的供水管网优化调度模型建立方法

说明书

本发明公开了一种服务于控制漏损的供水管网优化调度模型建立方法，属于城市供水管网优化调度技术领域，包括：1)将管网供水量分为各用水点的实际需水量与漏损水量两部分，先不考虑漏损水量，以实际需水量作为各节点初始需水量设置；2)建立供水管网直接优化调度模型，运用遗传算法求解当前需水量条件下管网的优化运行方案；3)计算当前方案下管网的漏损水量，得到当前管网的漏损量及漏损率；4)分配各管段漏损水量至管段关联节点，更新节点需水量；5)比较漏损水量变化，当相邻变化值小于允许变化值时，终止计算，输出优化方案，否则返回2)，对节点需水量更新后的管网进行2)至5)的步骤，循环，直至漏损水量变化值满足允许变化值要求。

技术领域

本发明涉及城市供水管网优化调度技术领域，具体地说，涉及一种服务于控制漏损的供水管网优化调度模型建立方法。

背景技术

供水管网监测点布置是指在供水管网中安装一定数量的压力、流量传感器，用于管网模型率定，运行工况检测、压力管理，为管网调度分析提供数据支持。目前关于供水管网监测点优化布置主要包括模糊聚类和灵敏度分析两类。

供水管网的优化调度即在保证供水水量、水压、水质要求的前提下，依据管网运行状态数据，制定出科学、合理的运行调度方案，降低运行费用的同时提高供水可靠性，并且得到良好的经济和社会效益。

随着国内地理信息系统、在线监测系统的建立健全，从实际具体的管网出发，利用管网区域的基础资料等，建立供水管网的水力模型并进行优化调度模型的研究与应用，对于水务公司的科学现代化管理起着尤为重要的作用。

目前对于供水管网优化调度主要分为直接优化调度和间接优化调度，其中直接优化调度可行性更强。

最开始，学者将优化问题转化为拉格朗日对偶问题，采用动态规划进行求解，后不断涌现在分解协调法、水泵特性曲线、目标函数、水龄约束等上做出的改进。

二十一世纪之后，智能算法不断被应用求解优化调度问题，遗传算法、多目标进化算法(SPEA2)、NSGA-П、POS算法等都被应用于管网优化计算。学者们不断在算法、计算时长上做出改进，但是以上的目标函数都只局限于泵站运行费用的极小化，没有考虑到漏损方面造成的经济损失，而管网漏损也是目前国内供水管网运行管理的一大突出问题，其造成的经济损失不容乐观，也应考虑在管网优化运行方案的控制目标之内。

发明内容

本发明的目的为提供一种服务于控制漏损的供水管网优化调度模型建立方法，通过遗传算法用于直接优化调度模型的求解，得到管网优化运行方案，以更好地降低管网管段压力，减少管网漏损水量。

为了实现上述目的，本发明提供的服务于控制漏损的供水管网优化调度模型建立方法包括以下步骤：

1)初始化需水量，设置供水管网当前的供水量，以各用水点实际需水量部分作为管网各节点初始需水量进行设置；

供水管网当前的供水量，主要分为有效供水量即各用水点的实际需水量与管网漏损水量两部分。首先不考虑管网漏损水量部分，以各用水点的实际需水量q_{i_actual}部分作为管网各节点初始需水量。

2)根据分配的管网各节点需水量，建立供水管网直接优化调度模型，运用遗传算法求解当前需水量条件下的供水管网优化运行方案；

应用直接优化调度模型，运用遗传算法求解当前需水量条件下的管网优化运行方案，以最小化水厂泵站电耗费用与管网漏损水量费用之和为目标函数，前半部分为电耗费用，后半部分为漏损费用，如下式所示：

式中：Q_ij——i泵站j号水泵的供水量；

H_ij——i泵站j号水泵的出水扬程；