Forschung zu einem optimalen Betriebsmodell für Kaskadenpumpstationen basierend auf Simulationen

Zusammenfassung Kaskadenpumpstationen (CPS) verbrauchen jedes Jahr eine große Menge Energie in Hebegebieten. Um ein sinnvolles und machbares Betriebsschema für CPS zu erhalten, schlägt dieses Papier ein optimales Betriebsmodell für CPS basierend auf Simulationen vor. Ein eindimensionales, instationäres Strömungsmodell offener Kanäle wurde mit dem optimalen Betriebsmodell der CPS gekoppelt, und es wurde eine energieorientierte Optimierung vorgeschlagen, wobei der Wasserstand des Zuflussbeckens als koordinierte Variable dient. Das Optimierungsmodell wurde mit der Catch-up-Methode und dem nicht dominiert sortierten genetischen Algorithmus II (NSGA-II) gelöst. Die optimale Betriebsmethode wurde validiert und in den ersten und zweiten Pumpstationen des Zuncun-Bewässerungsprojekts implementiert, indem Wasser aus dem Gelben Fluss in der Provinz Shanxi gehoben wurde. Die Ergebnisse zeigten, dass das vorgeschlagene Optimierungsmodell den Energieverbrauch der CPS um 4 % im Vergleich zum tatsächlichen Betrieb reduzieren kann. Darüber hinaus kann das optimale Betriebsmodell der CPS, gekoppelt mit Simulation, das dynamische Gleichgewicht des Durchflusses realisieren, indem der Wasserstand des Zuflussbeckens stabilisiert wird, um im sicheren Bereich zu arbeiten. Der Energieverbrauch der CPS kann reduziert werden, indem der Wasserstand des Entnahmebeckens so hoch wie möglich gehalten wird.