我国地域辽阔,自然条件复杂,水资源在时间和空间上的分布与工农业及生活的用水需求存在很多矛盾。为了解决这些矛盾,我国兴建了许多跨流域调水工程,这些调水工程在为经济发展及人民生活服务的同时,也消耗大量的能量。泵站工程是调水工程的主体工程,它的能源消耗在泵站运行成本中所占比例最大。所以如何降低泵站的能源消耗,提高其运行效率,减小运行费用,实现泵站经济运行就成为必须研究和解决的问题。 泵站经济运行是以泵系统为研究对象,在满足扬程流量的基本要求下,寻找一种相对最佳的运行方式,使其产生的效益相对最大。我国平原河网、沿江、沿湖地区大部分泵站所安装的泵都为可调节叶片的轴流泵。当扬程和抽水流量给定时,这类泵站可通过调节水泵的叶片角度,控制水泵的流量,并合理确定开机台数,通过机组间的优化组合,使整个泵站的能耗最少,达到整体最优、经济运行的目的。 本文介绍了泵站经济运行的研究现状及研究方法,并系统分析了各种泵站经济运行数学模型适用情况及其优缺点。针对原型泵装置性能现场测试费用较高且难以实施的问题,建立了基于模型试验的原型泵装置性能的换算公式,对不同换算方法得到的结果进行了比较和分析。以江都排灌站为例,根据泵站总耗能最小原则,分析了泵站站间和站内经济运行,建立了相应的优化数学模型,采用遗传算法求解,求解过程通过MATLAB语言编程实现。对江都四站1999年实际运行资料进行优化计算后,预期总消耗功率可减少3.39%左右。此外,针对泵站的流量和扬程变化较为频繁而一般的优化计算方法速度较慢的问题,以上述江都一站仿真优化结果为样本,利用人工神经网络对其训练和学习,建立合理的神经网络结构,并对相似工况进行预测,预测结果较为理想,平均误差为1.99%。 该课题得到江苏省科技厅社会发展项目(No.LK0409132)的资助。