泵站單機(jī)組葉片調(diào)節(jié)運(yùn)行若干優(yōu)化方法研究及實(shí)現(xiàn).pdf

1、南水北調(diào)工程是解決我過北方地區(qū)水資源嚴(yán)重短缺的重大舉措，是關(guān)系到我國經(jīng)濟(jì)、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目。其輸水線路長、揚(yáng)程大、流量大，涉及到自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域，是一項(xiàng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、形式多樣的多水源、多地區(qū)、多目標(biāo)的高維的復(fù)雜系統(tǒng)，通過合理的管理、決策可以產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。本文采用科學(xué)方法對(duì)南水北調(diào)的東線的源頭江都排灌站的相關(guān)模型進(jìn)行分析，建立特征模型，應(yīng)用已有的管理科學(xué)理論、提出新的優(yōu)化方法，給出求解過程演示和相關(guān)理

2、論證明，并作出總結(jié)比較。
　　 江都排灌站[1-6]是南水北調(diào)東線一期工程源頭泵站，受潮汐影響，受峰谷電價(jià)的影響，一天的幾個(gè)時(shí)段內(nèi)，揚(yáng)程和電價(jià)是變化的。以江都四站為例，考慮要滿足水量約束、功率約束、裝置效率約束，根據(jù)揚(yáng)程，電價(jià)的變化來求出各個(gè)時(shí)段的對(duì)應(yīng)的優(yōu)化的葉片角度，是本文所需解決問題的核心。
　　 特征建模方面:
　　 在已有的單機(jī)組葉片角調(diào)節(jié)日運(yùn)行優(yōu)化優(yōu)化理論[1]的基礎(chǔ)上，對(duì)應(yīng)用于分析處理模型的擬合、插值

3、等數(shù)值方法進(jìn)行了闡述、演示，應(yīng)用已知的江都四站的性能參數(shù)、已知的現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)該單變量決策非線性模型進(jìn)行了分析，提取輸入變量、輸出變量之間的作用關(guān)系，進(jìn)行特征建模，用費(fèi)用矩陣和水量矩陣、多段圖的形式來表示模型，將水量約束、效率約束、功率約束等及決策變量都在矩陣和網(wǎng)絡(luò)流多段圖中體現(xiàn)出來。
　　 在優(yōu)化方法方面:
　　 (1)基于方向?qū)?shù)的概念，以費(fèi)用-水量的微增率為指示參數(shù)，找出費(fèi)用隨著水量增加最慢的方向，找出滿足水量要求，

4、而費(fèi)用最小的一組決策變量。獨(dú)立提出一種高效的非線性目標(biāo)函數(shù)，離散變量約束的一種求解方法，在文中稱為找尋有效可行方向算法。給出了理論的詳細(xì)說明和提出思路。
　　 (2)將一天SN個(gè)時(shí)段的對(duì)應(yīng)一個(gè)SN維的葉片角組合，包含對(duì)應(yīng)的一天24小時(shí)的費(fèi)用、水量等信息，作為一個(gè)個(gè)體。將遺傳算法作適應(yīng)性調(diào)整并應(yīng)用于求解單機(jī)變角優(yōu)化模型。尋常優(yōu)秀的祖先個(gè)體，采用多個(gè)體交叉的方法，采用均勻概率的變異，進(jìn)行求解。求解過程中將約束條件中的水量約束體現(xiàn)在遺

5、傳算法的選擇優(yōu)良個(gè)體的函數(shù)中，將效率約束、功率約束等條件體現(xiàn)在對(duì)個(gè)體的處理中，有效地靠近或得到全局最優(yōu)解。
　　 (3)將并行優(yōu)化的思想成功地應(yīng)用在該模型中。在全局范圍內(nèi)隨機(jī)產(chǎn)生的多個(gè)個(gè)體，選出較優(yōu)的個(gè)體，以這些優(yōu)良的個(gè)體作為出發(fā)點(diǎn)，在各自的周圍尋優(yōu)，更優(yōu)則替換，匯總比較，直到不能找到更優(yōu)的為止。
　　 文中將三種算法的提出思路、求解過程、用C語言進(jìn)行了程序運(yùn)行示例，給出了求解結(jié)果，對(duì)求解過程進(jìn)行了詳細(xì)闡述。給出三種算法