考虑渠道水力损失的梯级泵站日优化调度研究

张 召，雷晓辉，田 雨，王 浩1,

(1.水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，南京 210098；2.河海大学水利水电学院，南京 210098；3.中国水利水电科学研究院，北京 100038)

调水工程是解决区域性水资源供需矛盾，优化水资源配置的重要手段。梯级泵站调水工程是实现低水位水源到高水位受水区水体输送的基本载体。此类工程运行能耗大、费用高，有较大的节能需求和潜力[1]。因此，开展梯级泵站系统的优化调度研究具有重要意义。

梯级泵站优化调度的实质是在输水任务一定的条件下，寻求各类损失在输水总能耗中所占比重最小的运行方案。各类损失包括泵站内部的水力损失、机械损失、容积损失[2]和输水渠道或管道的沿程和局部水力损失[3]。在泵站系统的优化调度方面，国外学者更多关注了以管道为载体的泵站输水系统，并考量了管道水力损失引起的扬程变化[4-6]。国内学者的研究以明渠调水工程为主，着重计算了泵站内部的损失，而对渠道水力损失则鲜有考虑或进行了简化处理。比如，文献[7,8]探索了峰谷分时电价模式下运行费用与机组启动次数的内在联系，但未考虑增减流量引起的输水渠道水位(水头)变化对优化扬程的影响。文献[9,10]将级间水位作为优化变量，忽略级间水力坡降，确定各梯级间最佳的调蓄水位，使梯级泵站系统的总能耗最小。文献[11,12]在构建优化调度模型时，认为泵站进、出水池水位与泵站流量密切相关，并假定呈线性关系。然而，水体在渠道输送的过程中不可避免地会造成能量损失[13]，特别是过水建筑物较多时，局部水力损失会显著增加。……