城市供水管网节水状态下的优化调度.pdf

城市供水管网节水状态下的优化调度 杨 芳， 张宏伟， 牛志广 (天津大学环境科学与工程学院,天津 300072) 摘 要：从限量供水、适度降压及寻求供水效益最佳的角度建立了节水状态下的城市供水管网优化调度 模型并选用混合离散变量组合型算法求解。该模型经实例考核获得满意的结果。　 关键词：供水管网； 节水状态；优化调度　 中图分类号：TU991.33 文献标识码：C 文章编号：1000-4602(2002)03-0082-03 市供水优化调度方案是在预知未来若干小时城市用水量的前提下，以满足城市供水量和供 水压力为目 的，根据管网构造并借助系统优化方法计算得出。在节水状态下，供水时负荷可按节水规划确定，也可采 用较为成熟的方法进行预测［1、2 ］，但其管网模拟计算及 优化计算模型应区别于正常状态。 1 节水状态下管网模拟仿真计算 1　1 宏观模型的建立 已有的宏观模型均是从管网的特性出发，运用统计回归方法建立起能够表达管网变化特性的水厂供水 压力、供水量及管网压力、监测点压力之间的数学表达式［3、4 ］。在节水状态下，由于城市供水采取了 限量和降压的措施，故不宜采用已有模型。现提出并建立可用于节水状态优化调度计算的管网性能宏观模 型，具体形式如下： 式（1）可转化为以下形式的矩阵： 式中 　 HCi(k+1)——管网第(k+1)时刻第 i 个压力监测点的相 对压力，MPa 　 Q (k+1) 3 D ——管网第(k+1)时段水源可提供的总供水量，m /s 　 HCi(k)——管网第 k 时刻第 i 个压力监测点的相对压力，MPa 　NJ——管网中压力监测点数量　 　 Ai0 、Ai1 、Ci1、…、CiNJ——回归系数，可采用多元线性回归分析法确定 1.2 实例计算与模型验证 实例中管网对应的水厂个数 NS=3 ，压力监测点个数NJ=9 。现选用该管网连续96 组样本数据采用多元 线性回归分析的方法拟合了应用于节水状态的管网性能宏观模型的回归系数，并对回归结果进行了检验与 相关性分析(见表 1)。　 由表 1 可见，该模型较准确地描述了管网在节水状态的动态变化，平均相对误差为 3%～5% 。 表 1 宏观模型回归结果分析 偏相关系数 项目 V(1) V(2) V(3) V(4) V(5) V(6) V(7) V(8) V(9) V(10) 水厂一 0.998934 0.999205 0.986800 0.968321 0.930791 0.714244 0.995995 0.947504 0.895358 0.992087 水厂二 0.963899 0.958816 0.263653 0.619591 0.677675 0.805732 0.873555 0.683777 0.291739 0.287552 水厂三 0.995806 0.995487 0.559385 0.909746 0.950690 0.974189 0.974189 0.936347 0.639321 0.747566 项目 偏差平方和 q 平均标准偏 差 s 复相关系数 r 回归平方和u 水厂一 0.098240 0.032158 0.434809 0.022871 水厂二 0.607031 0.079936 0.267837 0.046911 水厂三 0.079501 0.028928 0.348485 0.010987 2 节水状态优化调度 节水状态下的城市供水优化调度是根据采取限量供水和适度降压措施后管网水量负荷及管网压力的实 时变化状况，按预定的优化目标将水源、水泵与管网有机结合起来，通过合理分配各水厂、泵站的供水量 最终确定出系统内水泵的最佳状态组合(即水泵开停台数、单泵流量) ，从而达到系