跨流域調(diào)水泵站（群）運(yùn)行系統(tǒng)優(yōu)化理論與方法研究

以南水北調(diào)東線工程江蘇境內(nèi)典型泵站為例，開(kāi)展了單機(jī)組、泵站多機(jī)組、并聯(lián)站群、梯級(jí)站群優(yōu)化運(yùn)行數(shù)學(xué)模型及其求解方法研究。為南水北調(diào)東線大型泵站(群)的改造和優(yōu)化運(yùn)行提供理論依據(jù)；同時(shí)，可豐富和發(fā)展跨流域調(diào)水泵機(jī)組的優(yōu)化運(yùn)行理論。 （1）首次系統(tǒng)提出了泵站單機(jī)組、多機(jī)組、并聯(lián)泵站（群）、梯級(jí)泵站（群）優(yōu)化運(yùn)行模型及求解等一整套優(yōu)化理論方法。 ① 針對(duì)單機(jī)組葉片全調(diào)節(jié)、變頻變速、葉片全調(diào)節(jié)與變頻變速組合日優(yōu)化運(yùn)行模型，提出了一整套單機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行的動(dòng)態(tài)規(guī)劃、試驗(yàn)選優(yōu)方法。 ② 提出了泵站同型號(hào)、不同型號(hào)多機(jī)組葉片全調(diào)節(jié)（或變頻變速）優(yōu)化運(yùn)行的試驗(yàn)-線性整數(shù)規(guī)劃、分解-動(dòng)態(tài)規(guī)劃聚合等優(yōu)化方法。 ③ 提出了泵站多機(jī)組葉片全調(diào)節(jié)與變頻變速組合優(yōu)化運(yùn)行下基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃逐次逼近的大系統(tǒng)分解-動(dòng)態(tài)規(guī)劃聚合方法。 ④ 提出了并聯(lián)泵站（群）日優(yōu)化運(yùn)行的大系統(tǒng)分解-動(dòng)態(tài)規(guī)劃聚合、大系統(tǒng)二級(jí)分解-動(dòng)態(tài)規(guī)劃聚合等優(yōu)化方法。 ⑤ 針對(duì)梯級(jí)泵站（群），采用并聯(lián)泵站（群）優(yōu)化運(yùn)行模型與級(jí)間輸水渠道一維非恒定流模擬相結(jié)合，提出了上下梯級(jí)泵站提水揚(yáng)程與泵站運(yùn)行的綜合優(yōu)化方法。 （2）首次獲得了在南水北調(diào)東線工程源頭泵站揚(yáng)程變幅范圍內(nèi)，從能耗分析角度，葉片全調(diào)節(jié)優(yōu)化方式與變頻變速優(yōu)化方式的適用范圍。 （3）針對(duì)受潮汐影響的泵站，考慮峰谷電價(jià)，開(kāi)展了最優(yōu)開(kāi)機(jī)時(shí)刻研究，獲得了月內(nèi)每日最優(yōu)開(kāi)機(jī)時(shí)刻的分布規(guī)律。 （4）選取典型泵站，獲得不同日均揚(yáng)程、不同提水負(fù)荷下江都四站、淮安四站、淮陰三站、江都一站~江都四站并聯(lián)站群、淮安一、二、四站并聯(lián)站群、淮陰一、三站并聯(lián)站群的一系列日優(yōu)化運(yùn)行方案。 （5）發(fā)表學(xué)術(shù)論文16篇，其中EI收錄11篇；完成博士論文3篇。 2100433B

由于全球能源、水資源日益稀缺，跨流域調(diào)水泵站（群）運(yùn)行系統(tǒng)優(yōu)化已成為相關(guān)學(xué)科關(guān)注的熱點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于跨流域調(diào)水系統(tǒng)優(yōu)化理論與方法的研究主要集中在水資源優(yōu)化配置、水生態(tài)環(huán)境等方面，也有不少學(xué)者對(duì)跨流域調(diào)水泵站（群）的運(yùn)行系統(tǒng)優(yōu)化方法開(kāi)展了研究，但在構(gòu)建各類優(yōu)化模型時(shí)均作了大量簡(jiǎn)化。課題組擬在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上，采用復(fù)雜系統(tǒng)優(yōu)化理論，開(kāi)展跨流域調(diào)水泵站（群）運(yùn)行系統(tǒng)優(yōu)化理論與方法研究。擬通過(guò)國(guó)家南水北調(diào)東線工程江蘇段的部分典型泵站（群）優(yōu)化運(yùn)行分析，提出一整套適用于一般跨流域調(diào)水泵站（群）的單機(jī)組、站內(nèi)、站群運(yùn)行優(yōu)化數(shù)學(xué)模型與求解方法，豐富和發(fā)展跨流域調(diào)水泵站（群）運(yùn)行復(fù)雜系統(tǒng)優(yōu)化理論，為此類系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度決策支持系統(tǒng)開(kāi)發(fā)提供技術(shù)支撐。開(kāi)展該項(xiàng)目的研究，對(duì)我國(guó)2萬(wàn)多座大中型泵站的優(yōu)化運(yùn)行具有巨大的潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

《大中型灌排泵站節(jié)能運(yùn)行技術(shù)研究》在“大中型排灌泵站改造與高效運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備”課題研究的基礎(chǔ)上，分析研究了我國(guó)大中型排灌泵站更新改造與安全高效運(yùn)行技術(shù)，重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容包括離心泵三維數(shù)字化水力優(yōu)化設(shè)計(jì)、寬運(yùn)行范圍軸流泵水力模型開(kāi)發(fā)與應(yīng)用、低揚(yáng)程泵站進(jìn)水流道數(shù)字化設(shè)計(jì)、軸（混）流泵機(jī)組工況調(diào)節(jié)、大型低揚(yáng)程水泵的優(yōu)化選型、大型灌排泵站多目標(biāo)優(yōu)化選型技術(shù)、泵站（群）優(yōu)化調(diào)度理論及應(yīng)用、泵站改造與運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)體系研究以及大中型灌排泵站節(jié)能技術(shù)綜合示范應(yīng)用等。

運(yùn)用新興分形分維理論對(duì)大中形輸水工程線路優(yōu)化開(kāi)展探索研究；在對(duì)大中型輸水工程線路已定情況下，對(duì)工程系統(tǒng)（綜合考慮各渠段、梯級(jí)泵站和其它工程的規(guī)劃和主要設(shè)計(jì)參數(shù)）的優(yōu)化理論開(kāi)展研究。開(kāi)拓性地提出關(guān)于線路和工程系統(tǒng)優(yōu)化規(guī)劃設(shè)計(jì)的基本理論和方法；該理論對(duì)其它工程線路規(guī)劃和復(fù)雜定笥定量混合系統(tǒng)決策具有重要學(xué)術(shù)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 2100433B

本書(shū)對(duì)流域梯級(jí)水電站群運(yùn)行管理模式，梯級(jí)水電站群快速聯(lián)合優(yōu)化運(yùn)行理論、方法、應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)研究與分析，既有理論上的創(chuàng)新，又具有很強(qiáng)的實(shí)用性和可操作性，是我國(guó)開(kāi)展流域梯級(jí)水電站群聯(lián)合運(yùn)行研究與應(yīng)用的重要成果，并會(huì)對(duì)我國(guó)流域梯級(jí)水電站群聯(lián)合運(yùn)行的推動(dòng)發(fā)揮重要作用。