D市多水源供水管网系统水源事故时优化调度研究(16)

哈尔滨工业大学硕士学位论文

后采用遗传算法来求解多水源供水系统的优化运行问题。Savic[27]以能量费用和维护费用为目标，运用多目标遗传算法求解同一模型。此外，Ivalermir[28]、Baran[29]等也采用遗传算法对供水管网系统的水泵进行了优化运行计算。

GA算法具有强大的并行搜索能力，可以同时处理离散和连续的变量。GA算法的全局寻优能力与初始化、适应度评价、选择、交叉、变异等操作有关，可以与其它局部寻优方法进行组合，它是一种比较有应用前景的方法。

1.2.2.2 国内研究进展

国内学者从上世纪七十年代开始将计算机技术应用于城市供水系统的模拟及运行管理，对供水系统的优化调度也进行了大量研究，取得了不少成果。

1981年刘遂庆采用回归分析法预测了城市管网系统的用水量，并对泵站出口流量及压力进行优化计算，最终确定了水泵机组的最优化组合调度方案，构建出符合我国城市用水特点的供水优化调度模式[10]。1986年姜乃昌[30]提出了利用管网宏观水力模型对供水泵站进行优化调度的思想，并指出供水泵站的水泵最佳运行组合方式是变速调节，这样有利于节省大量电耗。1989年钟伟俊等[31]提出对含加压泵站的供水管网系统的递阶优化算法，并于1990年将分解协调算法应用于含有水池和水塔的管网系统，但该算法仅适用于由少量管段组成的简单供水系统。1991年，王增义、张宏伟[32]采用约束非线性混合离散变量优化法，对泵站出口流量和压力己知的供水管网系统进行求解，以水泵的优化开启方案。1995年，武福平[33]采用二级优化对供水管网系统进行调度研究，第一级优化中利用综合约束函数双下降法求解得到供水泵站出口的最优流量和压力值，第二级优化中，根据第一级优化得到的泵站出口压力和流量，采用枚举法确定出运行费用最低的水泵组合运行方案。2001年，吕谋、张土乔等[34]提出对于不含调速泵的供水系统，以水泵的启闭状态以及水泵出口压力作为调度变量，以泵站运行费用最省为优化目标，采用一级寻优直接求解。对于含有调速泵的供水管网系统，采用两级寻优，第一级寻优结果为定速泵站中水泵的开启策略以及含有调速泵的混合泵站的出水口压力和流量，二级寻优则求解混合泵站中水泵组合运行状态以及调速泵的调速策略。2006年，信昆仑、刘遂庆[35]采用伪并行遗传算法求解基于微观模型的多水源供水系统优化调度问题。2010年，袁一星[36]等针对大规模城市给水管网系统采用分级寻优建立起优化运行决策模型：第一级寻优以制水成本、能耗等为目标函数，以各泵站出口流量为决策变量建模，并采用约束变尺度法(WHP)进行求解；第二级寻优在满足第一级寻优所要求的泵站流量和出口压力的前提下，求解泵站内的水泵组合优化方案，采用简约梯度算法(RG)求解，并将水泵分为定速泵、调速泵和混合泵分别建立模型并求解各水泵运行方案。方海恩[37]针对多水源多水池供水管