廊下鎮(zhèn)圩區(qū)泵閘群自動化調(diào)度管理系統(tǒng)的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著計算機控制技術(shù)與工業(yè)Internet網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，讓互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)的圩區(qū)泵閘群控制進行深度結(jié)合，創(chuàng)造出新的水利工程計算機控制模式?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+泵閘群管理”則充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)在泵閘管理中的優(yōu)勢，實現(xiàn)對泵閘群的控制有效運行并進行優(yōu)化調(diào)度管理。本論文以上海市金山區(qū)廊下鎮(zhèn)圩區(qū)改造項目為背景，設計并開發(fā)了圩區(qū)泵閘群自動化調(diào)度管理系統(tǒng)。
　　廊下鎮(zhèn)圩區(qū)內(nèi)的泵站與閘站主要承擔圩區(qū)內(nèi)夏季抗洪與排澇等多項任務。建設圩區(qū)泵閘自動化與信息化系統(tǒng)，可以實

2、現(xiàn)對圩區(qū)內(nèi)的泵閘群統(tǒng)一控制與科學有效的調(diào)度管理。系統(tǒng)主要由每個泵閘站點的現(xiàn)地測控系統(tǒng)、網(wǎng)絡通信系統(tǒng)、泵閘群集中監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)、泵閘群優(yōu)化控制管理系統(tǒng)等模塊組成。設計開發(fā)的自動化調(diào)度管理系統(tǒng)的能夠?qū)崿F(xiàn)對圩區(qū)內(nèi)幾十個泵閘站點進行集中管理和控制，工作人員在控制管理中心，就能監(jiān)視各個泵閘站點重要機電設備運行狀態(tài)與圩區(qū)泵閘站的河道情況，實時查看各個泵閘站點的運行數(shù)據(jù)與設備運行狀態(tài)等信息，保證了泵閘站設備的安全運行。同時，根據(jù)圩區(qū)內(nèi)的排澇目

3、標，實現(xiàn)對圩區(qū)內(nèi)泵閘群優(yōu)化調(diào)度控制，從而保證泵閘機電設備在最佳的工況下的運行，對提高泵閘群運行效率，節(jié)約運行費用等方面具有重要的意義。
　　網(wǎng)絡構(gòu)建是自動化與信息化系統(tǒng)的基礎。廊下鎮(zhèn)圩區(qū)內(nèi)的泵站與閘站主要沿河分布，因此采用自建光纖網(wǎng)絡形成這個圩區(qū)的通信網(wǎng)絡，部分點采用無線網(wǎng)橋的通信方式接入系統(tǒng)。由于圩區(qū)內(nèi)泵閘群通信數(shù)據(jù)量較大，選用多業(yè)務接入平臺MSAP設備接入，并在區(qū)域適當位置建立了4座數(shù)據(jù)匯聚點，利用環(huán)形組網(wǎng)的方式，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)?/p>

4、信息管理中心。
　　根據(jù)廊下鎮(zhèn)圩區(qū)泵閘群的分布特點，泵閘群自動化調(diào)度系統(tǒng)采用分布式控制結(jié)構(gòu)，按照功能可分為三級:泵閘站現(xiàn)場測控級、中心數(shù)據(jù)管理級、遠程管理控制級。泵閘站現(xiàn)場測控級，實現(xiàn)對本級站點的水泵和閘門進行基本控制，并將現(xiàn)場各種傳感器數(shù)據(jù)上傳到管理中心。中心數(shù)據(jù)管理級主要對各個泵閘站點傳遞過來的各種數(shù)據(jù)進行分類管理。遠程調(diào)度管理控制級，實現(xiàn)對圩區(qū)內(nèi)所有泵閘群進行管理和監(jiān)測，并且根據(jù)中心數(shù)據(jù)管理級提供的數(shù)據(jù)進行分析處理，根據(jù)不同

5、的排澇目標，生成不同的泵閘群調(diào)度控制方案。
　　在多雨的夏季，研究了根據(jù)不同的優(yōu)化目標，對泵閘群進行優(yōu)化控制。以中聯(lián)中豐圩區(qū)內(nèi)水量動態(tài)平衡為算例，將圩區(qū)內(nèi)進水量與排水量差值平方和最小作為目標函數(shù)，把一個排澇控制周期以時間為單位劃分為若干個泵站群控制階段，根據(jù)相關水文模型計算單位排澇階段內(nèi)需要外排的水量。利用遺傳算法在不同的排澇階段，尋找出目標函數(shù)適應度高的個體作為排澇水泵群的控制調(diào)度方案，保證圩區(qū)內(nèi)進排水量相對平衡。優(yōu)化了不同排澇