摘要：泵站作为城市综合性水利工程，是城市调水中必不可少的一部分。在满足居民用水需求的同时，对于改善流域周围生态环境也有一定的作用，泵站在运行过程中会产生较大的能耗，造成电能的浪费，从而造成泵站运行成本的增加。研究分析泵站运行能耗对泵站的优化运行具有重要意义。

本文主要研究南通市九圩港提水泵站在保证扬程、流量满足要求且泵站能安全稳定运行的前提下，对九圩港流域的河道进行换水，改善河道的水质。根据收集到的泵站工程设备资料，分析泵站的现有运行方案，根据不同的优化目标建立数学模型，通过粒子群算法和模拟退火算法得出优化结果。主要研究结论和成果如下：

（1）根据主机泵型号和泵装置的性能曲线等资料，可得到泵装置各参数之间的具体关系，通过对泵站现有运行方案的分析，在不降低泵站每日抽水量的前提下，根据高扬程少抽水，低扬程多抽水的原则改变泵站开机运行台数，优化泵站用电量。根据泵站典型日水位变化情况，对九圩港泵站进行优化运行计算，结果表明，对于相同体积的抽水量，用电量降低了3.71%~11.71%。 

（2） 根据泵站典型日水位变化情况，以泵站日用电量最少为优化目标，以总抽水量为约束条件，考虑为每台机组增设变频器，建立数学模型，利用模拟退火粒子群算法进行优化计算。结果表明，变频变速优化运行后泵站抽水每万吨的用电量降低了0.88%-10.73%。考虑分时电价，以日运行费用最低为优化目标，可得到更好的优化结果。

关键字：泵站系统；优化运行；换水；粒子群算法；

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摘  要

Abstract

1 绪论-1

1.1研究背景和意义-1

1.2研究现状-2

1.2.1泵站优化运行国内外研究现状-2

1.2.2河道换水国内外研究现状-3

1.3研究内容-4

2工程概况-5

2.1 主机组-5

2.2输变电设备-7

2.3 辅助设备-7

2.4 河道概况-9

3 泵站系统能耗分析与计算-10

3.1主泵机组能耗-10

3.2辅助设备能耗-11

3.2.1供水系统能耗-11

3.2.2清污系统能耗-12

3.2.3泵站照明能耗-12

3.2.4站用变压器能耗-12

3.3输变电系统能耗计算-13

3.3.1输电损耗-13

3.3.2变压器损耗-15

3.4河道输送水损失-15

3.4.1蒸发损失-15

3.4.2渗漏损失-16

3.4.3水力损失-16

3.5能耗计算-17

4泵站优化运行计算-20

4.1现有运行方案-20

4.1.1泵站运行方案分析-20

4.1.2运行方案与潮位计算-21

4.2增设变频器泵站优化运行分析-26

4.2.1以用电量最低为优化目标-27

4.2.1.1数学模型-27

4.2.1.2模型求解方法-28

4.2.1.3计算结果分析-29

4.2.1.4运行费用计算-30

4.2.2以运行费用最低为优化目标-31

5总结与展望-32

5.1总结-32

5.2展望-32

参考文献-33

致谢-36