《基于模型的管网优化运行控制技术》

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所属类别:饮用水安全保障技术技术来源:自主研发适用范围:供水管网安全评价与管网改造、管网仿真模拟与科学化运行管理。

基本原理:

采用安全系统工程的原理与方法,对管网系统中存在的危险、有害因素进行辨识和分析,确立以能够全面、客观、准确反映管网供水安全总体状况的各类影响因子为主的评价指标系统;利用模糊综合评价的方法构建管网安全评价体系,计算出体系的安全评价等级;判断管网系统发生事故的可能性及其严重程度,从而为制定防范措施和供水管网优化改造提供科学依据。

关键技术:

1、多水源供水管网仿真建模与模拟分析技术通过分析多水源切换供水条件下混合供水区域的供水特征及水质变化规律,对管网图形、属性及动态参数等信息进行模拟,采用自主研发的管网负荷测试装置及阻力系数测试装置对管网大用户用水负荷、管道C值等参数进行测试,为供水管网仿真建模及模型校核提供数据基础;构建基于微观模型理论的开放式区域供水管网仿真模型,及基于智能优化算法的校核模型,实现供水管网仿真模型的基础校核和边界流量的自适应动态精准校核;在上述研究的基础上,采用Microsoft Visual Studio系统自主研发了《城市供水安全保障平台》,通过动态水力模拟计算,实现了全面掌握供水管网的水流方向、节点压力、管段流量、管段流速等参数的仿真模拟;通过动态水质模拟计算,实现了较为准确的掌握相应水力工况下管网典型水质指标的模拟分析;所研发的多水源供水管网仿真建模与模拟分析技术为城市供水管网安全保障与科学管理运行提供了重要理论依据与技术支持。

2、多水源切换供水条件下的供水管网优化运行技术在对多水源调配、控制节点水龄等进行研究的基础上,以供水管网安全评价及仿真模拟数据为基础,针对黄河下游城市供水管网运行管理缺乏科学可靠的理论依据、以人工调度为主、管网压力分布不均、管网水质安全难以保障、“黄水”现象时有发生等问题,以最大程度满足实际供水需求、降低能耗且通过多水源调配降低“黄水”发生几率等为目标,以各加压站出水流量及压力、水泵运行组合及调速泵调速比等为决策变量,构建综合考虑供水水质、供水安全性及经济性的具有工况适应性的多水源多目标优化调度模型;在此基础上,采用Microsoft Visual Studio系统自主研发了《城市供水优化运行系统》,完成了用水量预测、离线调度、在线调度、推荐调度方案与方案评估以及在线工况数据获取与更新等功能,实现了基于模型的管网优化运行控制技术。

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