大型城市供水系统经济调度方法的研究

《大型城市供水系统经济调度方法的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号UDC密级学位论文大型城市供水系统经济调度方法的研究作者姓名：张国祥指导教师：汪定伟申请学位级别：博士学科类别：工学学科专业名称：系统工程论文提交日期：2006年1月20日论文答辩日期：2006年2月27日学位授予口期：答辩委员会主寐Ⅳ干叶{．评阅人：荠君砬，研坪．I靶延毒，，锋玖}，币晰{．互轴东北大学2006年1月东北大学博士学位论文摘要大型城市供水系统经济调度方法的研究摘要供水系统是维持城市发展和人民生活稳定的基本保障系统。随着社会的不断发展，城市人口的不断增加，人民生活水平的不断提高，使得城市供水系统的规模不断扩大，复杂性也大大提高。面对日益复杂的供水系统，如

2、何在满足供水水量、水压及水质要求的前提下，合理优化的利用各种水资源，最大限度地提高供水系统的经济效益和社会效益，是纂蠢所有供水部门共同的重要课题。在城市供水系统中，水源泵站的调度是保证整个系统正常运行的重要环节。近些年来，随着信息技术的发展，特别是用于管网监测的SCADA系统以及以SCADA系统为核心的供水管网地理信息系统(GIS系统)的发展，使得掌握整个管网的实时运行状态成为了可能。本文在研究当前技术条件下传统优化调度方法的基础上，进一步研究了基于CBR(基于案例的推理)的城市供水优化调度方法。具体的研究内容有以下几个方面：(1)城市用水量预测研究。分析城市历史用水量信息

3、，针对用水量的变化规律，提出了基于周时变系数的日用水量预测模型和神经元网络预测水量的方法。通过大量源于实际的数据仿真计算表明，两种预测方法都能基本满足供水调度对水量预测精度的要求。(2)供水管网模型的研究。分析微观模型法和宏观模型法的特点，提出了适用于大型多水源复杂供水系统的宏观管网模型。分析模型的数学求解过程，提出了多元回归和逐步回归两种模型求解方法。通过仿真计算能够表明，所建管网模型能够比较准确、科学地模拟供水管网的实际情况，对指导供水调度决策有一定作用。(3)供水优化调度决策方法研究。分析离心泵工况点的确定方法，首先提出了用于供水调度决策的直接优化模型及其基于遗传算法

4、的求解算法设计。然后进一步研究了更为适用于大型供水系统的两级优化调度方法，分别提出了～级调度的多目标模型和二级调度模型以及相关的算法设计和仿真计算。(4)供水调度中CBR应用的研究。首先提出基于CBR的供水调度系统的思想和框架，将以往城市供水实践中成功应用的调度整理为调度案例库中的案例存储下来；在面对新的调度问题时，根据新问题的特征在调度案例库中搜索最匹配的～II—查!!查兰堕主兰堡笙查——————塑i—墨案例；并对匹配案例的解决方法进行调整作为新问题的解决方法。然后提出了供水调度系统中CBR各关键技术的实现方法，包括案例表示、案例匹配、案例重用与修改和案例维护方法。实践表

5、明在CBR调度方法的支持下，整个供水系统经济运行效果取得了较为明显的改善。(5)基于CBR的供水调度软件设计研究。分析整个调度系统的组成和结构，提出该系统的具体设计，包括流程分析、功能模块设计、数据库设计等a目前该软件已经在实际调度中应用，并取得了不错的效果。关键词：城市供水，供水调度，水量预测，神经元网络，管网模型，多元回归，逐步回归，两级优化，遗传算法，基于案例的推理——I[I——东北大学博士学位论文AbstractStudyonEconomicSchedulingMethodsforWaterSupplySysteminLargeCityAbstractWatersu

6、pplysystemisoneoftheframestructuretoguaranteecitydevelopmentandpeoplestableliving．Withthesocietydevelopment，thecitypopulationgrowthandthelivingstandardsrising，thewatersupplysystemextendscontinually．Thewatersupplysystembecomesmorecomplex．Itisacriticalproblemtothedepartmentofwatersupplyhowto

7、greatlyenhighentheeconomicprofitandsocialbenefitofwatersupplysystem，andtomeettherequirementsofwateramount，pressureandqualityinthecomplexoperationenvironment．Inthecitywatersupplysystem，theschedulingofpumpstationsisakeytoguaranteethenormaloperationofthesystem．In