泵站能效累计运行时间多目标优化调度

供水泵站优化调度模型及应用邱雅旭发布时间：2021-08-18T13:59:22.523Z 来源：《基层建设》2021年第16期作者：邱雅旭[导读] 目前，如何采用各种新的技术和算法对供水泵站的调度进行优化一直是有关研究领域所关注的内容深圳市水务（集团）有限公司广东深圳 518000摘要：目前，如何采用各种新的技术和算法对供水泵站的调度进行优化一直是有关研究领域所关注的内容。

基于此，本文以某地区供水泵站为例，结合该泵站的实际情况建立了泵站优化调度模型，并通过遗传算法，实现了对该供水泵站的优化，优化结果表明，优化后的能耗相比有了显著的降低，其有助于改善供水泵站的运行效率和质量。

关键词：供水泵站；优化调度；遗传算法前言泵站是城市供水系统中的关键组成部分，对泵站的合理调度，是满足城市供水需求的关键。

但从目前来看，很多地区的供水泵站仍然沿用以往的经验进行人工调整调度，这种调度方式目前已经难以满足需水量瞬息多变的情况，容易出现供水不足或供水浪费的情况。

为此，应当应用相关的算法，建立相关的优化调度模型，对供水泵站进行深度优化，以提升供水效果。

1项目基本概况某供水系统工程位于区域内河流干流上，主要承担着向50公里外的某城的供水任务，下设一个泵站。

由于该地区河流水流量时空分布不均，在不同季节的变化较大，因此，尽管该供水系统已经使用了变频泵，但泵站效率仍然较低，在枯水期时泵站效率仅为57%左右，可见，该供水泵站亟待进行优化改进。

2供水泵站优化调度模型设计2.1水泵特性曲线拟合该供水系统工程使用变频泵，使用的水泵与定速运行时并无差异，根据水泵相似定律可知：Q/Qe=S；H/He=S2；N/Ne=S3其中，S为转速比，Q、H和N分别为水泵在调速运行时的流量、扬程和轴功率，而Qe、He和Ne则分别为水泵在额定速度下运行时的流量、扬程和轴功率，由此可知，离心泵的特性曲线为：H=HxS2+SxQ2N=a0S3+a1S2Q+a2SQ2η=b0+b1Q/S+b2Q2/S2其中，Hx、Sx、a0、a1、a2、b0、b1、b2均为特性曲线方程的待定系数。

基于能耗的柔性作业车间调度多目标优化算法作业车间调度是制造企业中重要的环节，通过调度可以使生产任务完成时间缩短，生产效率提高。

随着工业化和信息化的不断进步，柔性制造系统作业车间的生产装备和生产流程变得越来越复杂，对作业车间的调度也提出了更高的要求。

传统的作业车间调度通常是单目标优化，即优化完成时间或者优化设备利用率。

但是实际生产中存在多个目标需要优化，如生产周期、能耗、成本等，因此需要进行多目标优化调度。

本文针对能耗方面的调度问题，提出了一种基于能耗的柔性作业车间调度多目标优化算法。

该算法将能耗作为主要优化目标之一，通过与其他优化目标的协调达到最优解。

具体来说，算法首先通过分析生产任务的属性、能耗模型和设备特性，确定出生产任务的调度顺序和时间，然后利用贪心算法和模拟退火算法对任务进行优化调度。

算法将生产车间分为若干个区域，每个区域运行时设备的负载和电耗都被统计，通过建立基于能耗预测模型的任务分配优化模型，来优化生产车间的能耗利用率和任务完成质量。

具体算法流程如下：1. 根据生产任务的设备要求和生产周期，确定任务的调度顺序和时间，并将任务分配到预设的区域中。

2. 采用贪心算法对任务进行优化调度，使任务的完成时间尽可能缩短。

3. 根据能耗预测模型，计算各个设备运行所需的能耗，并利用模拟退火算法进行优化调度，使任务的能耗尽可能降低。

4. 对调度结果进行评估，通过考虑生产周期、完成时间和能耗三个指标来确定最优解。

通过本文提出的基于能耗的柔性作业车间调度多目标优化算法，能够有效地提高生产车间的能耗利用率和任务完成质量。

并且，该算法可以灵活处理不同的生产任务需求，适应度高，具有广泛的适用性，对于柔性制造系统的调度优化有着重要的意义。

电力系统多目标优化调度随着电力需求的快速增长和新能源技术的快速发展，电力系统的调度变得越来越复杂。

在传统的电力系统中，主要的目标是实现能源供应的安全和稳定。

然而，随着对环境保护和可持续发展的越来越高的要求，电力系统的调度目标也在不断演变。

多目标优化调度是一种有效的方法来解决电力系统面临的这些挑战。

多目标优化调度的主要目标是在满足电力需求的前提下，最大限度地优化调度方案。

这意味着需要在经济性、环境保护和能源利用效率之间找到平衡点。

首先，让我们来看看经济性方面。

电力系统的调度需要考虑电力的生产、传输和消费的成本。

传统的电力系统主要依赖于传统的化石燃料，如煤炭和石油。

然而，这些燃料对环境的影响较大，并且价格不稳定。

因此，多目标优化调度需要考虑到替代能源的使用和价格的稳定性。

例如，光伏和风力发电等新能源技术的引入可以降低电力的生产成本，并减少对传统化石燃料的依赖。

其次，环境保护也是多目标优化调度的重要考虑因素。

随着全球气候变化的加剧，各个国家都在致力于减少温室气体的排放。

区域内的电力系统也需要满足相应的环保要求。

多目标优化调度可以帮助电力系统从传统的高碳能源向低碳能源转型。

通过优化发电、传输和消费的方式，可以有效地降低温室气体的排放，减少对环境的污染。

最后，能源利用效率是多目标优化调度的另一个关键目标。

传统的电力系统存在能源浪费的问题，例如传输损耗、电力设备效率低下等。

多目标优化调度可以通过优化能源的生产、传输和消费方式，提高能源利用效率。

例如，通过合理规划输电线路和变电站的布局，可以降低传输损耗；通过智能电网技术的应用，可以实现对终端用户的精准控制，提高用电效率。

虽然多目标优化调度在解决电力系统问题方面具有重要的意义，但其实现并非易事。

多目标优化调度问题具有复杂的约束条件和非线性的优化目标函数。

各个目标之间存在着相互制约和矛盾，需要综合考虑多个因素来寻找最佳的调度方案。

因此，为了实现电力系统的多目标优化调度，需要综合运用数学建模、算法优化和电力系统知识等多个学科领域的技术手段。

基于多目标动态规划的泵站优化调度方法摘要：以原水泵房运行费用最低，清水池水位最高和开泵方案切换次数最少为目标函数，建立了原水泵房优化调度的多目标模型。

将清水池水位分段，利用清水池水位分段数和开泵方案的切换次数联合划分状态空间，运用动态规划方法，结合具体实例，对该模型进行了求解，在人工调度中已考虑利用分时电价和清水池容积以降低运行费用的基础上，采用多目标动态规划方法能够降低运行费用约1.5-2%。

关键词：原水泵房；清水池；多目标动态规划；优化调度随着峰谷电价政策的施行，不同调度时段的电价差异较大，导致在不同调度时段，同样的耗电量所需要支付的电费差距较大。

因此根据新的电价政策调整不同调度时段的泵房调度策略，可以达到降低电费成本，提高水厂的经济效益的目的[1]。

在实际的工程应用中，调度员所需要综合考虑水池蓄水量，泵站运行时间和开启次数以及泵站运行费用等多种因素。

原水泵房优化调度是一类复杂的有约束非线性规划问题，由于连续变量与离散变量的综合作用，以及水泵模型的多变量耦合、强非线性特征的影响，使其建模和求解难度较大。

以往的研究倾向于将泵房优化调度问题简化为一个求解运行费用最低的单目标问题，导致模型求解的结果可能无法满足其它实际条件[2]。

1.原水泵房优化调度的数学模型根据实际情况，以原水泵房运行费用最低为第一目标函数，以清水池水位最高和开泵方案切换次数最少为并列第二目标函数。

建立原水泵房优化调度的多目标模型。

1.1 目标函数1.1.1原水泵房的运行费用：1.1.2调度周期结束时清水池的水位：1.1.3开泵方案切换次数：其中，——第调度时段号水泵的开关状态参数，0表示开，1表示关；开泵方案计算公式表明任一水泵的开启或关闭，开泵方案切换次数都会增加一次。

1.2 约束条件1.2.1处理构筑物处理能力限制为了确保水厂安全运行，在整个调度周期中，原水泵房的送水量必须满足各级水处理构筑物的处理能力限制。

1.2.2清水池水位限制原水经处理构筑物处理后，进入清水池，再由送水泵房将清水池的储存水送至用户。

新能源电力系统多目标优化调度模式的探究随着环境保护意识和能源危机的加剧，新能源电力系统的建设和优化调度成为了当今能源领域的热点。

为了解决传统电力系统的问题，例如高污染、能源短缺和能源供给不稳定等，新能源电力系统逐渐成为了一个可行的选择。

新能源电力系统利用太阳能、风能、水能等可再生能源来发电，这些能源具有显著的环境优势和持续性，可以有效地减少对化石燃料的依赖。

由于这些可再生能源的不稳定性和间歇性，新能源电力系统的调度管理面临着很多挑战。

多目标优化调度模式在新能源电力系统中发挥了重要的作用。

多目标优化调度模式将多个目标作为优化的决策变量，并通过寻找这些目标之间的最优平衡来解决新能源电力系统的调度问题。

这些目标可以包括经济性、环保性、可靠性和可持续性等方面。

在多目标优化调度模式中，需考虑到新能源电力系统的运行成本、发电效率、碳排放量和电力供应等目标。

通过优化各个目标之间的权衡关系，可以得到最优的调度策略，提高新能源电力系统的整体性能。

多目标优化调度模式的实现可以借助于数学建模和优化算法。

数学建模是将新能源电力系统的调度问题抽象为一个数学模型，通过引入约束条件和目标函数来描述新能源电力系统的各个方面。

优化算法则是基于这个数学模型，寻找最优解的方法。

近年来，很多研究人员利用多目标优化调度模式对新能源电力系统进行了研究。

研究结果表明，多目标优化调度模式可以在保证新能源电力系统经济性的前提下，减少碳排放量，提高电力供应的可靠性和可持续性。

多目标优化调度模式仍面临着一些挑战。

如何准确地建立数学模型是一个复杂的问题。

新能源电力系统中涉及到很多非线性、离散和不确定的因素，如何将这些因素综合考虑进入数学模型是一个亟待解决的问题。

多目标优化调度模式的计算复杂度较高，需要求解大规模的优化问题，并对结果进行分析和解释。

电力系统中的多目标优化调度研究一、引言电力系统在现代社会中具有重要地位和作用，为满足各种用电需求，电力系统需要进行合理的调度，以提高发电效率和保障电力供应的可靠性。

多目标优化调度是电力系统调度中的重要问题之一，通过合理地配置电力资源，实现调度目标的最优化。

二、电力系统中的调度问题在电力系统中，调度问题主要涉及到发电机组的启停调度、负荷分配以及能源优化配置等方面。

这些问题包含着多个目标，如经济性、可靠性和环境友好型等。

因此，需要进行多目标优化调度，以实现各种目标之间的均衡。

三、多目标优化调度方法1. 传统的多目标优化方法传统的多目标优化方法包括权衡法、加权和法和综合法等。

权衡法通过设定不同目标的优先级和权重，将多目标优化问题转化为单目标优化问题。

加权和法则是在权衡法的基础上引入优化决策变量权重的方法。

综合法则则通过将多个目标函数综合成一个综合目标函数来进行优化。

2. 智能优化算法随着智能优化算法的发展，人工智能技术在电力系统调度中得到了广泛应用。

智能优化算法包括粒子群算法、遗传算法、蚁群算法等，它们可以通过模拟优化过程中的自然现象和智能行为来解决多目标优化调度问题。

这些算法具有较强的全局搜索能力和较好的收敛性，能够有效地解决电力系统中的多目标优化调度问题。

四、多目标优化调度的应用1. 能源优化配置多目标优化调度可以帮助电力系统实现能源优化配置，通过合理地配置发电机组的启停调度和负荷分配，实现电力系统的能源高效利用。

同时，优化调度还能够减少能源消耗，并降低对环境的影响，实现可持续发展。

2. 经济性优化多目标优化调度可以在保证供电可靠性的前提下，最大程度地降低供电成本。

通过合理地调度发电机组的启停和负荷分配，实现电力系统的经济性优化。

这不仅能够提高电力系统的效益，还能够提供更加经济实惠的电力供应。

3. 可靠性保障多目标优化调度可以通过合理地调度发电机组和负荷，实现电力系统的可靠性保障。

通过考虑到各种故障和负荷波动等因素，优化调度可以最大程度地降低电力系统中的潮流损耗和电压波动，提高电力系统的供电可靠性。

水利优化调度系统解决方案一、方案概述现代大型水利泵站担负着灌溉、排涝、航运补水、城市供水等多方面的任务,采用综合自动化系统可以集控制、运行、管理于一体,大大提高泵站的效率。

因而采用一套良好的综合自动化系统是建设现代化大型泵站的必然选择。

针对现代化大型水利泵站的现状和需求，北京亚控科技发展有限公司，结合多年的实际项目经验和先进的数学算法，研发出一套成熟的水利泵站优化调度系统，并且本系统已经在国内数个具有代表性的水利泵站中成功应用。

二、方案亮点经实践证明，本系统在大型水利泵站中应用，表现出优化调度、节能降耗、设备均衡利用、供水追踪等优点。

优化调度――结合供水成果及能耗，在约束条件下，优化调度方案。

节能降耗――在某实际案例中，对于无变频调速系统支持的全定速泵泵站，通过合理地选取机组的开停状态，达到了一定程度的节能效果，计算数据显示节能率能够达到10%左右。

设备均衡利用――均衡利用设备，并且使设备运行在最佳曲线状态，不仅能提高设备工作效率，即能延长设备使用寿命。

供水追踪――可视化追踪供水过程和达成情况。

图1 优化调度图2 供水追踪图3设备均衡利用三、系统架构数据采集系统图4 调度系统软件架构图水利泵站优化调度系统由四个层级组成，最低层是数据来源，如手工录入数据，从PLC采集数据，直接从仪表获取数据，或者从第三方SCADA系统读取数据。

第二层是数据采集系统，支持与各种硬件和软件通讯。

第三层是后台服务系统，主要包括数据库平台，SCADA监控平台和调度平台。

最上层是应用层，包括监控系统和调度系统的操作客户端、临检界面、报警界面、统计界面及门户。

另外，本系统还可以通过各种接口与第三方平台数据交换。

四、系统功能图5 水利泵站优化调度系统图4.1用水量预测以用水单位、泵站、管网的大量实时、历史数据为基本依据，结合季节、气候、节假日，以及当天的实际输水量等约束条件，计算出下一个班次或次日24小时或者更长时间内供水区域内可能的用水量。

泵站优化调度系统的设计思路研究作者：陈希强来源：《大观》2014年第12期摘要：随着我国国民经济的快速增长，粗放型的经济增长模式导致了对能源需求的急剧膨胀，能源的供给严重的滞后于能源需求的增长速度，泵站要想跟进时代的发展，想要走进社会发展的前沿就必须优化调度，让泵站的使用效率达到最高。

而泵站优化一定要有新的创意来满足泵站设计的思路研究，实现可持续发展，最终达到经济效益和社会效益的双丰收。

通过本文的论文，笔者希望起到抛砖引玉的作用。

关键词：原则；可持续发展；创新；多水源供水系统一、泵站设计的原则泵站系统的总体原则应该是在工作时满足抽水能力和启动、停机断流、随时开关、工况调节这些功能，同时也应具有较高的安全可靠性和运行效率，不污染河流，不影响环境。

有时工程的投资量大，影响面广，供水的可靠性甚至直接影响受水区工农业生产和人民生活用水；在这期间不是所有的水泵都是没问题的，但是在操作过程中总会有一些预料之外的状况发生，这会对水泵带来一定的损害，增加了维修的费用。

这就要在购买时认准可靠品牌；然后就是在使用过程当中要操作得当，保养得当。

在使用的时候如果一级泵站抽水的流量不能够满足需求，将会影响整个系统，甚至整个调水工程的正常运行。

因此，选择质量可靠的水泵以及制定合理的方案是非常有必要的。

其次，水泵是非常好安装的，因此不会因为安装不便而浪费时间；同时其也有良好的维修性，在水泵运行过程之中，如果操作不当或者正常磨损导致机器不工作，但是为了工程进度保持原来的进程，这时快速修复的水泵，对机器内部发生的故障能够很快查明原因并且予以排除，就成了首选。

国外泵站在运行、治理方面自动化程度高，监控系统完善。

这样，不仅提高了泵站运行的安全可靠性和经济性，又节约了人力资源，同时为工程的维护提供了可靠依据。

目前我国的水泵水力的效率可以说已经达到或者是接近发达国家的先进水平，再有明显的提高可能性应该很小，但是，要在现有基础上实现泵站的高效运行就得采取相应的措施，而这些措施主要就是优化调度和变化工况经济运行，泵站应根据自身特点选用机组来调节功能。

泵站能效累计运行时间多目标优化调度唐玉玲;郑贵林【摘要】A multi-objective optimal scheduling approach of pump stationsis proposed in this paper , with the purpose to get better energy efficiency and reduce the gaps between the accumulative running times of pump units .An intake pump station of a water treatment plant is taken as a case study , where the constraints of the corresponding optimization problems are formulated.Particle swarm optimization technique is further proposedto solve the optimization problems .The simulation results convince the feasibility of the proposed approach , which can balance the two objectives and satisfy the requirements of the optimization of intake pump stations .%为了获得泵站高能源效率并使各泵组累计运行时间趋于一致，分别建立了峰谷电价下泵站能源费用及泵组累计运行时间差两个目标函数，以水厂取水泵站为研究对象，建立了优化问题的约束并提出了基于粒子群优化的求解方法。

仿真结果表明：所提出的多目标优化调度方法切实可行，能实现两个优化目标的平衡，且满足取水泵站优化调度需求。

工业泵站优化调度技术研究一、引言工业泵站是一个重要的工业组件，其安全性和稳定性直接关系到生产效率和工作质量。

优化调度技术是工业泵站中的关键技术之一，它能够提高工作效率，降低生产成本，增强安全性和稳定性。

本文将围绕工业泵站的优化调度技术展开讨论，分为以下几个方面。

首先，我们介绍工业泵站的基本组成和工作原理。

其次，我们详细讲解如何利用优化调度技术提高工作效率和降低生产成本。

最后，本文将总结工业泵站优化调度技术的应用前景和发展趋势。

二、工业泵站的基本组成和工作原理工业泵站是由一系列泵和阀、管道等组成的系统，它的作用是将液体从一个地方输送到另一个地方。

通常，泵站包括进水口、出水口、进水管道、出水管道、泵和阀等组成部分。

其工作原理就是将液体从水源或其他容器中吸取到泵内，然后通过管道输送到目的地。

泵的选择根据输送介质、输送距离和输送高度来确定。

泵的阀门的开启和关闭通过一些自控制部件来实现。

三、如何利用优化调度技术提高工作效率和降低生产成本1.泵站数学模型利用数学模型可以更好地理解工业泵站的运行机理，从而更好地控制和管理泵站。

数学模型可以通过分析输入和输出变量之间的关系，制定合适的计算法则，从而预测和控制泵站的运行情况。

2.数据处理技术利用数据处理技术可以对大量数据进行分析和处理，从而快速定位问题和找到解决方案。

数据处理可以通过各种算法和工具来实现，例如神经网络、模糊逻辑、遗传算法等等。

3.优化调度算法优化调度算法包括各种算法和方法，它们可以在保证安全稳定的前提下，通过控制泵站的状态和输出，使得系统的工作效率达到最优化。

常见的优化调度算法包括贝叶斯优化、遗传算法、模拟退火等。

4.远程监控技术利用远程监控技术可以实现对泵站运行状态的实时监测和控制，从而提高泵站的安全性和稳定性。

远程监控技术可以通过各种传感器、智能设备和软件系统来实现。

四、工业泵站优化调度技术的应用前景和发展趋势工业泵站的优化调度技术是当前工业制造的重要方向之一，主要体现在以下几个方面。