给水管网的优化调度仿真

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大城市的供水管网往往是随着用水量的增长而逐步形成了多水源给水系统,通常在管网中设有水库和加压泵站。这种给水系统如不采用集中调度的措施,很容易使各方面的工作得不到协调,从而影响经济而有效地供水。管网调度的目的是安全可靠地将水压、水量、水质均符合要求的水送往每一用户,以期最大限度地降低生产成本,取得较好的社会效益和经济效益。供水系统管网优化调度是指根据系统获得的历史和实时运行信息,确定系统今后一个调度周期中各时间段内各种调节装置的运行状况,在保证系统服务质量的前提下使供水费用最低。  优化调度可分为直接优化调度和两极优化调度,直接优化调度是以各泵站投入运行的水泵单机流量和开机台数为变量,将水源、水泵及管网作为一个有机整体来建立模型;两极优化调度又可分为管网级优化调度及泵站级优化调度,管网级优化调度是在管网布置已定,通过对用水量的预测,确定各水源的供水量和供水压力;泵站级优化调度是根据各水源的供水量和供水压力,来确定各个水泵的工作状态,选择费用最小的泵组合。  本文首先针对供水管网的三个方程,分别采用了不同的算法进行解算,这样就为给水管网的优化调度提供了前提。接着本文根据两级优化调度中的管网级优化调度提出了通用的给水管网调度模型,然后本文在具体的实例中运用微分进化算法对这个模型进行求解,结果显示微分进化算法能够快速的得到一个很理想的解。  本文以泵的开关以及水厂的出水水头为变量建立直接优化调度模型,运用遗传算法求解直接优化调度模型,对于模型中的约束条件运用罚函数法的方法进行处理,放到目标函数中,通过变换转换为适用度函数,经过20次遗传运行,取最好的结果,然后进行作图。结果表明遗传算法能够很好的求解给水管网的直接优化调度问题。
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