大型污水输送泵站的智能控制模型和优化运行研究

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1、摘要随着计算智能技术的迅速发展，计算智能技术在各种泵站的控制、优化调度中得到了广泛的应用。大型污水输送泵站在城市污水排放系统中担负着重要的任务，降低泵站的能源消耗，采用先进的自动化技术是提高泵站效益的主要措施。本文在分析上海市污水治理二期工程M2泵站优化运行现状和舵泵站自身特征的基础上，提出了基于遗传算法的泵站优化调度。遗传算法是把自然界中基于自然遗传和自然选择的机制引入到数学中，提出的一种全局寻优方法。该方法对优化设计的限制较少，可以从多个初始值开始，沿多条路径进行搜索，实现全局或近似全局最优的结果。泵站的运行效率主要受扬程、机组台数和变频泵的调速比等因素的

2、影响，需要根据水位变化和进水池的流量选择合适的机组台数和变频调速比来提高泵站效率。因此，本课题利用遗传算法的基本原理，以泵组总功率最小为目标函数，建立泵站优化调度问题的数学模型，设计了基于遗传算法的泵站优化调度，并开发了相应的优化调度软件。通过实际的计算结果表明：该算法适用于解决泵站这种很难用解析式表达的非线性系统。仿真结果和实际运行证明该优化算法与传统的优化算法相比具有很大的优越性，能够实现优化调度的目标。关键词：优化调度，遗传算法，污水泵站，程序设计AbstractABSTRACTWiththefastdevelopmentofComputationalI

3、ntelligencetechnology,ithasbeenused诵delyincontrolandoptimizationofthepumpingstations．Thelargesewagepumpings蜥∞s黜playinganimportantrolenowadaysinthecity’sdrainagesystem．Reducingenergycostandusingmodernautomationtechnologycouldobviouslyincreasetheeconomicefficiency．Afterdi∞u咖thecurrent

4、situationandthecharacteristicsofM2sewagepumpingstation,anoptimalschedulingmodelbasedontheGeneticAlgorithmwasproposed．TheGeneticAlgorithmisaglobaloptimizationmethodwhichUSeSthemechanismofthenaturalinheritandthenaturalselection．Ithaslessrestrictiononoptimizationdesignandhastheabilityo

5、fgettingoptimizationorquasi-optimizationresults，bystartingfromnumbersofinitialvaluesandsearchingthrou曲differentpath．Becausetheefficiencyofpumpingstationismainlydeterminedbytheliftofwaterpump，thenumberofpumpsandthespeedratiosoff：requencyconversionpumps，itCanbeimprovedbyselectingthepr

6、operpumpsandratios．AccordingtotherulesoftheGeneticAlgorithm，theauthorfoundthemathmodel,usingthetotalpowerofthepumpsastheobjectivefunction．Withtheproposedmodel，solutionsbased011thegeneticalgorithmwefeobtainedandrelevantoptimalschedulingsoftwarewasdeveloped．Theresultshaveshowedthatthe

7、GeneticAlgorithmisappropriatefortheoptimizationofnon-linearsystcgnsuchasthelargesewagepumpingstation．Comparedwiththetraditionaloptimizationmethods．thisalgorithmhasgreatadvantagesandcouldachievetheexpectedgoal．Keywords：optimalscheduling，geneticalgorithm,sewagepumpingstation,programde

8、signⅡ学位论文版权使用授权书本人完