Practical Optimal Control of Large-scale Water Distribution Network

According to the network characteristics and actual state of the water supply system in China, the implicit model, which can be solved by the hierarchical optimization method, was established. In special, based on the analyses of the water supply system containing variable-speed pumps, a software has been developed successfully. The application of this model to the city of Hangzhou (China) was compared to experiential strategy. The results of this study showed that the developed model is a promising optimization method to control the large-scale water supply systems.     

城市供水系统优化运行模型的研究

鉴于城市供水系统中产水与配水的费用关系和系统优化理论，将整个城市供水系统中各水厂处理工艺优化运行与管网优化调度作为一个系统优化问题加以考虑，从取水到配水进行统筹优化，提出了同时包含产水和输配水的供水系统优化运行模型的概念并建立了相应的数学模型，经过试算发现，该模型在现有生产条件和生产习惯的前提下，可大幅度降低整个供水行业的生产费用，具有显著的社会和经济效益。     

城市供水系统的优化调度模型研究

阐述了优化调度模型的3个基本组成部分：优化调度模型，用水量预测模型和管网宏观模型。分析调度系统的建模方法，为选择优化调度方法提供依据。     

城市供水系统优化调度模型

城市供水系统优化调度是在以满足用户的条件下使得整个供水系统运行达到效益最佳为目的。通过对系统运行过程中各个环节的收益费用进行分析,建立一定约束条件下的优化调度数学模型,然后采用相应的算法进行求解从而得出理论上的满意结果。该模型在现有生产条件和生产习惯的前提下,可大幅度降低整个供水行业的生产费用,具有显著的社会和经济效益。     

模糊线性规划在供水管网优化中的应用

供水管网优化设计时,目标函数中某些参数往往是变化的、不确定的,即这些参数具有模糊性。针对这一特点,利用模糊理论建立了管网系统优化设计的模糊线性规划数学模型,在求解模型时,可通过适当的变换,将模糊线性规划问题转化成一般线性规划问题,采用单纯形法求解。与普通线性规划问题相比,这一方法可使设计结果更为符合实际情况。     

不确定条件下多元供水系统优化模型

针对多元供水系统供需两方面都存在较强不确定性的特点,提出了不确定随机多目标（ISMOP）模型,用于水资源优化配置与科学管理．该模型以经济收益最大和新鲜水消耗量最小为目标,以相关的社会、经济、水资源及环境因素为约束,以各部门对水资源的需求量和水厂建设规模为决策变量,用交互式多目标求解方法和不确定机会约束2阶段法进行求解．将该模型应用于华北某经济开发区多元供水系统优化研究中,获得了水资源合理配置方案及与之相匹配的水厂建设规模．研究表明,ISMOP模型用于区域多元供水系统管理中具有科学性、实用性和可操作性,可以为优化决策提供方法支持．     

基于协同进化遗传算法的水库群供水优化调度研究

针对水库群供水优化调度问题,介绍了一种改进的协同进化遗传算法。该算法针对求解高维、复杂的水库群优化调度时多约束条件难以处理、计算机时长、易陷入局部最优解等缺陷,建立了相应的罚因子的评价机制,生成了两类进化子种群,运用改进遗传算法同时对不同种群进行操作,并将其应用在滦河下游六水库联合供水优化调度中。实例计算结果表明,用该算法求解水库群供水优化调度问题,结果可靠、合理,计算效率高。     

基于遗传算法的供水系统一级优化调度研究

根据多水源多水塔供水系统的网络特性，以测压点压力宏观模型、水源供水量和水头之间的关系模型，替代管网水力平衡方程，并以泵站的供水压力、水塔初始水头为决策变量，建立了供水系统一级优化调度模型．采用罚函数法将各种约束转化为目标函数，然后利用乘除法将多目标优化转化为单目标优化问题，最后利用遗传算法求解．针对遗传算法容易早熟等不足，将遗传算法和模拟退火技术相结合，并采用自适应交叉和变异率的解决方法．算例计算表明，该算法具有较强的适用性．     

变频恒压给水系统的优化设计

山西晋城煤业集团机关供水系统为例,分析了目前变频恒压供水系统设计、改造中存在的一些问题,并基于二进制变流量水泵组合稳压理论,提出了变频调速恒压给水优化设计方案,提高了系统的性能价格比。