2024年 01期

基于动态规划法的调水工程闸泵切换优化调度方案

Optimal Dispatching Schemes of Gate and Pump Switching in Water Transfer Project Based on Dynamic Programming Method

摘要(Abstract):

针对跨流域调水工程运行线路中经验型闸泵切换启闭形式的问题,选取位于山东省德州市中心城区潘庄引黄灌区马颊河左岸辛店闸至沟盘河水库整条线路为研究区域,基于动态规划的正向递推法,以调水线路经济最优、调水最快为目标函数分别建立2个调水过程模型;利用Python语言对2个调水过程模型进行计算,确定不同运行阶段的闸泵切换方式、开启时刻及开启时长,得到流量与水位相结合的经济优且调水快的闸泵切换优化调度方案。结果表明,沟盘河水库初始水位为影响总运行费用及总调水时间的主要因素,闸泵切换优化调度方案可使运行费用降低20%,总调水时间缩短8%,提升了调水线路的经济效益与运行效率。

关键词(KeyWords): 优化调度;闸泵切换;动态规划法;调水过程模型;

基金项目(Foundation):山东省自然科学基金项目(ZR2021ME069);

作者(Author): 孟钰婕,刘吉贵,王维平,曲士松

DOI: 10.13349/j.cnki.jdxbn.20230322.004

参考文献(References):

[1] YU M, WANG C R, LIU Y, et al. Sustainability of mega water diversion projects: experience and lessons from China[J]. Science of the Total Environment, 2018, 619/620: 721-731.

[2] MA Y S, CHANG J X, GUO A J, et al. Optimizing Inter-basin water transfers from multiple sources among interconnected River basins[J]. Journal of Hydrology, 2020, 590:1-15.

[3] 刘新征. 跨流域调水技术经济问题研究:以位山闸引黄调水为例[D].泰安: 山东农业大学, 2010:1-4.

[4] 薛萍, 卢龙彬, 雷晓辉, 等. 基于遗传算法的单级泵站机组流量优化分配模型[J]. 济南大学学报(自然科学版), 2022, 36(6): 675-680, 2.

[5] CHEN W P, TAO T, ZHOU A J, et al. Genetic optimization toward operation of water intake-supply pump stations system[J]. Journal of Cleaner Production, 2021, 279:1-11.

[6] 郭永灵, 张海晨, 朱兴林. 基于动态规划法的单级泵站日经济运行优化模型[J]. 中国农村水利水电, 2020(1):192-196.

[7] 董加新, 王智, 王玉川, 等. 多级泵站系统能耗的计算方法[J]. 中国农村水利水电, 2021(5): 43-48.

[8] 曹晨星, 赵春龙, 翟超, 等.水电站进水口快速闸门设计分析与优化[J]. 西北水电, 2022(2): 71-75, 85.

[9] 黄草, 刘启, 付蔷, 等. 洞庭湖北部地区多闸泵系统水资源优化配置模型及应用研究[J]. 长沙理工大学学报(自然科学版), 2022, 19(2): 37-48.

[10] 钱睿智, 陈静, 李章林, 等. 扬州市中心城区河网闸泵联合调度优化研究与应用[J]. 江苏水利, 2019(12): 18-22.

[11] 卓灵. 南方地区“一库两站”复杂水资源优化配置模型的改进遗传算法研究[D].扬州:扬州大学, 2022: 33-37.

[12] 吴海龙. 强排自排一体化闸站控制调度研究与应用[D].扬州:扬州大学,2022: 15-20.

[13] 赵靓芳. 城市河道流域的排水系统内涝模拟及河道闸泵的优化调度模型研究[D].广州:华南理工大学, 2019: 45-52.

[14] 张利婷, 袁保惠. 应用动态规划法对单泵装置的实时控制[J]. 内蒙古水利, 2011(3): 145-146.