基于长距离引调水工程的前馈控制优化

摘要

为解决长距离引调水工程蓄量二次补偿前馈控制运行方式中因蓄量超调导致的水位波动剧烈等问题，以南水北调中线工程陶岔渠首至十二里河节制闸段为研究对象，构建一种基于蓄量部分补偿的前馈控制优化模型。该模型引入蓄量比例系数，以目标调控渠池下游节制闸的闸前水位变幅最小为优化目标，求解最优闸门协同控制方案。基于一维水动力仿真系统，通过设定多种用水工况及4种典型分水工况，对不同运行条件的前馈控制性能进行研究分析。结果表明：在所有测试工况下，优化模型不仅实现了目标调控渠池与非目标调控渠池水位波动的协同控制（水位变幅均满足0.1 m的规范限值），而且在典型分水工况下显著抑制水位波动幅度（IAE指标降幅88.16%～95.32%,NISE指标降幅91.50%～99.94%），同步降低闸门操作强度（NIAW指标降幅62.37%～83.11%），并将系统稳定时间缩短至约3 h。研究成果可为南水北调中线工程的前馈控制提供一种新的技术方案。

关键词

南水北调工程 / 前馈控制优化 / 蓄量部分补偿 / 闸前水位控制 / 粒子群优化算法