人工免疫算法在引水工程中的應(yīng)用-論文.pdf

《人工免疫算法在引水工程中的應(yīng)用-論文.pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。

1、第14卷第2期濰坊學(xué)院學(xué)報(bào)Vo1．14No．22014年4月JournalofWeifangUniversityApr．2014人工免疫算法在引水工程中的應(yīng)用崔玲玲，王林葉，陳志銀(1-濰坊學(xué)院，山東濰坊261061；2．山東省膠東調(diào)水工程棘洪灘水庫管理處，山東青島266100)摘要：當(dāng)前，跨流域調(diào)水工程的泵站在運(yùn)行調(diào)度中普遍存在效率低、能耗大的一系列問題，隨著我國調(diào)水工程建設(shè)的增多，針對泵站的優(yōu)化調(diào)度節(jié)能降耗越來越受到水利部門的重視。傳統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度中采用的動(dòng)態(tài)規(guī)劃法已經(jīng)不能很好的解決多約束條件下的泵站優(yōu)化調(diào)度，本文通過人工智能領(lǐng)域的成熟技術(shù)一人

2、工免疫算法解決非線性的泵站優(yōu)化調(diào)度問題，由于人工免疫算法具有良好的魯棒性、智能性、收斂性等特性，在求解泵站總耗能最小的數(shù)學(xué)模型中體現(xiàn)了很好的效果。關(guān)鍵詞：人工免疫；節(jié)能降耗；算法；數(shù)學(xué)模型中圖分類號：TP311文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1671-4288(2014)02-0036-05眾多的跨流域調(diào)水工程距離長，涉及的范圍大，流經(jīng)的地形復(fù)雜，依據(jù)不同地理地形，引水方式也不同，常見的有自流式和提水式兩種方式，目前在我國大部分調(diào)水工程都是采用提水式為主，由于輸水河流路線長，所以通常要通過多級提水提高揚(yáng)程，因此需要依靠梯級泵站調(diào)水。梯級泵站調(diào)水是為解決受

3、水區(qū)高程變化較大，從引水區(qū)的較低高程逐漸向受水區(qū)的較高海拔送水，并且由于輸水距離較長，自流式引水或者單級泵站提水都無法實(shí)現(xiàn)長距離調(diào)水。只有通過多個(gè)泵站的串聯(lián)提水，把一個(gè)高揚(yáng)程轉(zhuǎn)化為多個(gè)低揚(yáng)程，從而使泵站提水成為可能。但梯級泵站正常運(yùn)行耗電量巨大，運(yùn)行費(fèi)用高，同時(shí)梯級泵站是一個(gè)各方面相互影響的復(fù)雜系統(tǒng)，由于梯級泵站在運(yùn)行過程中存在著各泵站間水位、流量、揚(yáng)程、各站機(jī)組數(shù)量、沿途分水等諸多因素，使其在優(yōu)化調(diào)度上存在較大困難，在實(shí)際運(yùn)行中往往由于調(diào)度決策不當(dāng)，造成能源的大量浪費(fèi)，降低了整個(gè)調(diào)水系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。對梯級泵站進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度越來越受到水利部門的重視

4、。泵站的優(yōu)化調(diào)度主要是研究泵站科學(xué)管理的優(yōu)化技術(shù)和調(diào)度決策，即在事先制定的調(diào)度計(jì)劃周期內(nèi)，按照事先制定的調(diào)度原則，在滿足水位、水流等各種約束條件的前提下，使泵站運(yùn)行的總耗能最小，泵站需要根據(jù)當(dāng)前以及上游的水文情況確定當(dāng)前泵站的工作方式，包括確定不同型號水泵機(jī)組的開啟臺數(shù)、不同機(jī)組間的組合、運(yùn)行機(jī)組的水泵葉片角度、變電站的工作方式等。1泵站優(yōu)化調(diào)度模型泵站的優(yōu)化運(yùn)行主要是通過系統(tǒng)工程的視角，研究泵站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方案，在符合調(diào)水要求的前提下，對某個(gè)泵站內(nèi)的運(yùn)行調(diào)度方案追求一種機(jī)組運(yùn)行的最優(yōu)狀態(tài)，即在完成調(diào)水任務(wù)的前提下，能耗最小、輸水河滿足水溢出量最少

5、、開停機(jī)次最少。1．1泵站優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行算法泵站站內(nèi)優(yōu)化主要考慮能耗最小，最為運(yùn)行的目標(biāo)函數(shù)，轉(zhuǎn)變成的數(shù)學(xué)模型應(yīng)該具有在滿足各種約束條件下泵站運(yùn)行的目標(biāo)函數(shù)達(dá)到最大或者最小。1．1．1站內(nèi)機(jī)組間的流量分配合理利用能量消耗最小的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行站內(nèi)各機(jī)組的流量的合理分配，也就是要求實(shí)際的運(yùn)行使得各機(jī)組的運(yùn)行達(dá)到設(shè)計(jì)流量的最佳效率，對于泵站內(nèi)各機(jī)組的進(jìn)出水的流量條件幾乎一樣的情況下，對于不相同型號的機(jī)組或者說即使型號相同但是經(jīng)過長時(shí)間的運(yùn)行后，設(shè)備性能已經(jīng)出現(xiàn)明顯差別的機(jī)組，應(yīng)根據(jù)每臺機(jī)組的不同性能分配合理的流量。1．1．2各臺機(jī)組運(yùn)行的最優(yōu)化組合*收稿日

6、期：2O13—12—26作者簡介：崔玲玲(1979一)，女，山東昌樂人，濰坊學(xué)院計(jì)算機(jī)工程學(xué)院講師。一36—第2期崔玲玲，王林葉，陳志銀：人工免疫算法在引水工程中的應(yīng)用在泵站內(nèi)安裝的多臺機(jī)組，對某一個(gè)揚(yáng)程和流量的條件下，不同的機(jī)組以及不同的運(yùn)行組合，在完成一定調(diào)水任務(wù)后，所消耗的泵站能耗是不同的，在眾多的泵站機(jī)組組合中，總有一組的機(jī)組組合是最節(jié)能的，這一組的機(jī)組運(yùn)行總是效率最高，能耗最少，被稱之為最優(yōu)組合，所以在滿足調(diào)水任務(wù)的前提下，進(jìn)行泵站機(jī)組的優(yōu)化組合，能夠達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的。1．1．3泵站的各機(jī)組運(yùn)行的最優(yōu)工況不論哪個(gè)泵站一定會裝置不同型號

7、的機(jī)組，以滿足在不同流量的條件下，進(jìn)行流量分派，在同一揚(yáng)程下，機(jī)組的組合不同，水泵的流量、功率、效率等方面的性能就不同。在泵站的機(jī)組長時(shí)間運(yùn)行后，機(jī)組的封閉性、震動(dòng)等方面的影響都會造成水泵在實(shí)際工作時(shí)產(chǎn)生不同的效果，所以，在安排合理調(diào)度方案之前應(yīng)該根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)對每臺機(jī)組的運(yùn)行工況進(jìn)行分析處理，找出相應(yīng)的能量消耗最小的調(diào)度方案，在泵站最優(yōu)調(diào)度方案時(shí)，分為單泵最優(yōu)工況點(diǎn)和多機(jī)組工況點(diǎn)的確認(rèn)。每臺機(jī)組工況的調(diào)節(jié)可以采用調(diào)速、調(diào)角、車削葉輪外徑等方法來實(shí)現(xiàn)改變機(jī)組的運(yùn)行特性曲線，最終實(shí)現(xiàn)運(yùn)行要求。對于以葉角可調(diào)的軸流泵或?qū)~式混流泵為主的泵站而言，采用變

8、角變速調(diào)節(jié)和選擇運(yùn)行機(jī)組臺數(shù)相結(jié)合的調(diào)節(jié)方式是經(jīng)濟(jì)合理的。常用的優(yōu)化調(diào)度算法有動(dòng)態(tài)規(guī)劃法，遺傳算法、模糊決策法等。近年來，隨著計(jì)算機(jī)人工