一种基于级间反馈的梯级泵站前池水位控制方法和系统

本发明属于自动控制，尤其涉及一种基于级间反馈的梯级泵站前池水位控制方法和系统。

背景技术：

1、单级泵站是由若干个水泵机组和一个前池组成，而梯级泵站则是由多个泵站串联一起，形成一个长距离输水工程。

2、梯级泵站联合调度的核心任务，是为保证机组的安全运行，确保各级泵站在不同的工作流量下，保证泵站的前池水位维持在一定的安全范围内。

3、由于梯级泵站的串联结构，各级泵站在同步运行，当对某一级泵站进行控制时，会同时对上下级泵站的运行造成影响。传统的泵站调度控制方法，对泵站各级之间的影响考虑较少，难以达到满意的控制效果。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出一种基于级间反馈的梯级泵站前池水位控制方法的技术方案，以解决上述技术问题。

2、本发明第一方面公开了一种基于级间反馈的梯级泵站前池水位控制方法，所述方法包括：

3、步骤s1、获取各级泵站的前池的当前水位、安全水位和各级泵站的当前输出流量；

4、步骤s2、计算各级泵站的前池的安全水位与当前水位的误差；

5、步骤s3、将后一级泵站的流量向前一级泵站反馈；所述前一级泵站根据后一级泵站反馈的流量和后一级泵站的安全水位与当前水位的误差，计算所述前一级泵站的输出流量；

6、步骤s4、重复步骤s1～s3，计算各级泵站的输出流量，控制各级泵站的前池的水位至安全水位。

7、根据本发明第一方面的方法，在所述步骤s2中，所述计算各级泵站的前池的安全水位与当前水位的误差的方法包括：

8、

9、其中，en表示第n级泵站的前池的安全水位与当前水位的误差；hn0表示第n级泵站的前池的安全水位；hn(x-1)表示在x-1时刻，第n级泵站的前池的当前水位。

10、根据本发明第一方面的方法，在所述步骤s3中，所述前一级泵站根据后一级泵站反馈的流量和后一级泵站的安全水位与当前水位的误差，计算所述前一级泵站的输出流量的方法包括：

11、

12、其中，qn-1表示第n-1级泵站的输出流量；qn表示第n级泵站的输出流量，即提供给水厂的流量，为设定值在一个控制周期内保持不变；en表示第n级泵站的前池的安全水位与当前水位的误差；kn-1第n-1级泵站的输出流量控制系数；q1表示第1级泵站的输出流量；q2表示第2级泵站的输出流量；e2表示第2级泵站的前池的安全水位与当前水位的误差；k1第1级泵站的输出流量控制系数；q0表示第1级泵站的输入流量；q1表示第1级泵站的输出流量；e1表示第1级泵站的前池的安全水位与当前水位的误差；k0第1级泵站的输入流量控制系数。

13、本发明第二方面公开了一种梯级泵站的前池水位控制系统，所述系统包括：

14、第一处理模块，被配置为，获取各级泵站的前池的当前水位、安全水位和各级泵站的当前输出流量；

15、第二处理模块，被配置为，计算各级泵站的前池的安全水位与当前水位的误差；

16、第三处理模块，被配置为，将后一级泵站的流量向前一级泵站反馈；所述前一级泵站根据后一级泵站反馈的流量和后一级泵站的安全水位与当前水位的误差，计算所述前一级泵站的输出流量；

17、第四处理模块，被配置为，计算各级泵站的输出流量，控制各级泵站的前池的水位至安全水位。

18、根据本发明第二方面的系统，所述第二处理模块，被配置为，所述计算各级泵站的前池的安全水位与当前水位的误差包括：

19、

20、其中，en表示第n级泵站的前池的安全水位与当前水位的误差；hn0表示第n级泵站的前池的安全水位；hn(x-1)表示在x-1时刻，第n级泵站的前池的当前水位。

21、根据本发明第二方面的系统，所述第三处理模块，被配置为，所述前一级泵站根据后一级泵站反馈的流量和后一级泵站的安全水位与当前水位的误差，计算所述前一级泵站的输出流量包括：

22、

23、其中，qn-1表示第n-1级泵站的输出流量；qn表示第n级泵站的输出流量，即提供给水厂的流量，为设定值在一个控制周期内保持不变；en表示第n级泵站的前池的安全水位与当前水位的误差；kn-1第n-1级泵站的输出流量控制系数；q1表示第1级泵站的输出流量；q2表示第2级泵站的输出流量；e2表示第2级泵站的前池的安全水位与当前水位的误差；k1第1级泵站的输出流量控制系数；q0表示第1级泵站的输入流量；q1表示第1级泵站的输出流量；e1表示第1级泵站的前池的安全水位与当前水位的误差；k0第1级泵站的输入流量控制系数。

24、本发明第三方面公开了一种电子设备。电子设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现本公开第一方面中任一项的一种基于级间反馈的梯级泵站前池水位控制方法中的步骤。

25、本发明第四方面公开了一种计算机可读存储介质。计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现本公开第一方面中任一项的一种基于级间反馈的梯级泵站前池水位控制方法中的步骤。

26、可见，本发明提出的方案，根据泵站的多级联动关系，提出了联合控制逻辑方法，对各级泵站的流量进行同步控制，进而同步调节各级前池水位的高度至安全水位。

技术特征：

1.一种基于级间反馈的梯级泵站前池水位控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于级间反馈的梯级泵站前池水位控制方法，其特征在于，在所述步骤s2中，所述计算各级泵站的前池的安全水位与当前水位的误差的方法包括：

3.根据权利要求1所述的一种基于级间反馈的梯级泵站前池水位控制方法，其特征在于，在所述步骤s3中，所述前一级泵站根据后一级泵站反馈的流量和后一级泵站的安全水位与当前水位的误差，计算所述前一级泵站的输出流量的方法包括：

4.一种用于梯级泵站的前池水位控制系统，其特征在于，所述系统包括：

5.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现权利要求1至3中任一项所述的一种基于级间反馈的梯级泵站前池水位控制方法中的步骤。

6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1至3中任一项所述的一种基于级间反馈的梯级泵站前池水位控制方法中的步骤。

技术总结
本发明提出一种基于级间反馈的梯级泵站前池水位控制方法和系统。其中，方法包括：获取各级泵站的前池的当前水位、安全水位和各级泵站的当前输出流量；计算各级泵站的前池的安全水位与当前水位的误差；将后一级泵站的流量向前一级泵站反馈；所述前一级泵站根据反馈的后一级泵站的流量和后一级泵站的安全水位与当前水位的误差，计算所述前一级泵站的输出流量；计算各级泵站的输出流量，控制各级泵站的前池的水位至安全水位。本发明提出的方案，根据泵站的多级联动关系，提出了联合控制逻辑方法，对各级泵站的流量进行同步控制，进而同步调节各级前池水位的高度至安全水位。

技术研发人员：于涌川,杨浩楠
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14