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1、城市污水排放系統(tǒng)是城市化建設(shè)不可或缺的重要組成部分。針對(duì)目前城市污水排放系統(tǒng)所面臨的進(jìn)水量不確定、調(diào)度功能缺乏、易引起污水外溢或高揚(yáng)程大耗能排水等問(wèn)題,本文提出了一種基于流量的城市排水協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度策略并加以實(shí)現(xiàn)。該策略以防止污水溢出和優(yōu)化節(jié)能為控制目標(biāo),致力于解決舊城管道受多種因素制約不易改造的情況,通過(guò)協(xié)調(diào)調(diào)度全局污水流量,提升管道通流能力,從而實(shí)現(xiàn)城市污水安全節(jié)能排放的控制效果。
本文首先介紹了城市污水排放系統(tǒng)目前國(guó)內(nèi)
2、外的研究成果及所面臨的問(wèn)題;根據(jù)污水管網(wǎng)系統(tǒng)特性及控制結(jié)構(gòu),詳細(xì)研究了基于機(jī)泵群控制的城市泵站排水控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,并以分布式泵站的無(wú)溢出排放和節(jié)能運(yùn)行為雙重目標(biāo),分析了降低揚(yáng)程與優(yōu)化機(jī)組運(yùn)行效率的綜合節(jié)能機(jī)理并提出了協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度控制的思想。借助各泵站機(jī)泵指數(shù)律調(diào)速特性構(gòu)建了實(shí)時(shí)流量?jī)?yōu)化計(jì)算方法,對(duì)排水系統(tǒng)各泵站的輸入流量作測(cè)算;并依據(jù)歷史流量數(shù)據(jù)作模糊推理,確定各泵站最佳目標(biāo)水位與輸入流量的對(duì)應(yīng)關(guān)系,給出控制策略并以整個(gè)城市泵站排水系
3、統(tǒng)為研究對(duì)象,探討了全局綜合協(xié)調(diào)優(yōu)化控制策略。其基本技術(shù)路線及依據(jù)為:將現(xiàn)場(chǎng)采集獲得的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、各泵站的輸入流量及目標(biāo)水位作為初始條件,依據(jù)各級(jí)泵站之間(或泵站與污水處理廠之間)污水流入、排出流量與進(jìn)水池水位的關(guān)系模型,在調(diào)度方程及約束條件下協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度泵站間的流量關(guān)系,實(shí)現(xiàn)全局流量的合理分配,以期提高城市污水排放系統(tǒng)的安全性能與獲取好的節(jié)電效果。此外,為提高排水系統(tǒng)的安全容錯(cuò)控制性能,還討論了網(wǎng)絡(luò)或下位機(jī)故障時(shí)的單級(jí)泵站優(yōu)化控制策略及
4、PLC后備保護(hù)控制策略。最后,在既定策略下對(duì)控制系統(tǒng)加以實(shí)現(xiàn),涉及軟硬件各方面的工作。其中軟件工作有C/S結(jié)構(gòu)下控制軟件設(shè)計(jì),上、下位機(jī)控制的主控制程序與PLC控制的后備保護(hù)控制程序包納了數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)通信、控制策略、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、人機(jī)交互界面等各種功能;并依據(jù)理論模型和實(shí)際策略做多種不同的流量調(diào)度路徑和相關(guān)水位跟隨控制的仿真測(cè)試,效果良好。依托于杭州市留下和磁帶廠兩污水泵站的硬件改造平臺(tái)作現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試,并對(duì)過(guò)程中出現(xiàn)的傳感器失靈、控制信號(hào)失
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