[发明专利]一种低于设计标准降雨下的感潮排涝泵站优化运行方法

说明书

本发明公开了一种低于设计标准降雨下的感潮排涝泵站优化运行方法，以遭遇低于设计标准暴雨下城市感潮排涝泵站排水周期内排水耗电费用最小为目标，构建目标函数，并对目标函数添加约束条件，使得机组实现安全运行且机组在稳定高效运行下的排水耗电费用最小，同时通过将初始扬程和水动力计算水位逐次逼近后泵站抽排流量下的实时扬程作为泵站流量计算依据，实现排涝泵站运行时各机组各时段扬程、流量、效率的实时准确抓取，提高了模型求解时重要参数即扬程、流量、效率等的计算精度，并将重要参数耦合入遗传算法进行数学模型求解，得到各时段各机组优化运行方案，即叶片安放角组合，对城市排涝泵站工程优化运行决策调度具有重要的理论和现实意义。

技术领域

本发明水利工程感潮排涝优化技术领域，尤其是一种低于设计标准降雨下的感潮排涝泵站优化运行方法。

背景技术

近年来，我国区域性极端短历时强降雨发生频率显著增加，大中型城市排涝泵站作为城市建设的重要基础设施，在保护人民生命财产安全，保障城市基础设施功能方面发挥重要作用。此类工程具有工况可调节(变角调节、变速调节)、单机流量大、季节性运行时间长等特点，特别是在汛期和短历时极端降雨条件下排涝时能源消耗巨大，在遭遇设计标准以下暴雨时，合理分配泵站各机组各时段排水量，实现系统在功能正常发挥前提下的节能优化运行，具有十分重要的理论和现实意义。以往排涝泵站研究大部分是以预先假定的时段平均扬程作为流量等重要参数的计算依据，实际情况下，排水泵站运行导致的排水区河网水位下降，势必影响到泵站站上水位，进而直接影响排水期各时段泵站提水扬程，导致既定扬程发生偏移，影响排涝泵站性能特性的准确确定及泵站实际运行效益的发挥。

同时，对于受潮汐影响的城市感潮排涝泵站，在运行过程中站上、站下水位分别受泵站排水和潮汐影响均在同步变化，导致各时段扬程变化更加复杂，模拟计算时间较长，优化精度较差，无法准确获得各时段泵站实时扬程、流量数据。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于，提供一种低于设计标准降雨下的感潮排涝泵站优化运行方法，符合具有叶片可调功能的城市排涝泵站在排水周期内满足排水需求前提下降低费用的实际需求，实现机组安全、稳定、高效运行下的排水耗电费用最小化，并实现排涝泵站运行时各机组各时段扬程、流量、效率的实时准确抓取，提高模型求解时重要参数的计算精度。

技术方案：本发明提供了一种于设计标准降雨下的感潮排涝泵站优化运行方法，包含以下步骤：

(1)以城市感潮排涝泵站遭遇低于设计标准降雨时给定排涝周期内的排水耗电费用最小为目标，建立目标函数；

(2)给定目标函数的约束条件，以此构建感潮排涝模型；

(3)针对泵站优化运行过程中各时段扬程与站上河道水位变化的复杂相关性，构建耦合扬程-水位逐次逼近的遗传算法，求解感潮排涝模型，获得满足泵站站下水位变化、站上感潮水位均与泵站运行扬程实时匹配的泵站优化运行方案。

进一步的，步骤(1)中，目标函数为：