[發明專利]城市排水區域協同調度方法

在審

• 申請號: 202010563544.4
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111798108A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 沈寅杰;茍茂華;孫建彬;付煒煒;陳命強;李桂平
• 申請（專利權）人: 浙江浙大中控信息技術有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G06F30/20
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 閻忠華

本發明公開了一種城市排水區域協同調度方法，通過對排水泵站的液位控制值進行調整，直接調整泵站的水泵運行數量和運行頻率，改變泵站的出水量，實現泵站主動調蓄。本發明在充分利用排水系統所有蓄水設備調蓄作用的前提下，使區域污水溢出污染最小化。本發明具有很強的智能性，能根據泵站水位的實時變化情況，提供最佳的泵站水位控制值，使排水泵的開啟數量和調節頻率發生變化，從而使水位同步變化，避免在一個特定的區域發生污水溢出而剩余的蓄水系統卻閑置的情況，最終實現區域污水溢出污染最小化。

技術領域

本發明涉及城市排水系統技術領域，尤其是涉及一種城市排水區域協同調度方法。

背景技術

城市排水系統的安全運行，關鍵是控制好排水系統中各個泵站的運行負荷，使每個泵站的運行負荷相對均衡，避免個別泵站入流量過高，其它泵站入流量不夠的情況，從而實現排水系統水位的相對穩定，最大程度降低污水溢出現象，所以排水系統水量的協同控制是排水系統安全運行的重要環節之一。由于排水系統的水量和水位有著密不可分的關系，而且水量一般沒有條件直接檢測，水量的協同控制通常通過水位控制實現，因此，城市排水系統的水位協同控制成為了排水系統安全運行的重要環節之一。

常規的泵站水位控制方法大體有兩類：

一類是根據泵站水池液位開關(數字量信號)，調整排水泵的啟動和停止，此方法以水池液位高低限為條件，當水位達到高限時，開啟排水泵，當水位達到低限時，停止相應的排水泵，水位的控制和液位開關的安裝位置密切相關，且一旦位置確定，沒有辦法進行靈活的調整，而且泵站的出水量調整只能依賴于水泵的開啟數量，水量調節不平穩。

第二類是根據泵站水池液位計(模擬量信號)，調節排水泵的啟停和運行頻率，此方法以梯級水位為條件，當達到某一級水位時，自動判斷需要開啟或者停止排水泵的數量，同時還會調整排水泵的運行頻率，使水池水位平穩變化。這一類方法的梯級水位的值可以通過調度人員在電腦上進行設置，水位控制比較靈活，而且通過排水泵頻率的調整，能夠在一定程度上保證本級泵站的入流量和出水量保持平衡。

以上兩類水位控制方式都是常用的泵站控制方式，但都有一個明顯的問題，在排水負荷超過設計規模時，無法繼續進行水量調節，一旦高負荷運行一段時間后，就可能造成泵站水位超限，從而給排水系統帶來溢流風險。

發明內容

本發明的發明目的是為了克服現有技術中很難應對高負荷對排水系統帶來的影響的不足，提供了一種城市排水區域協同調度方法。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種城市排水區域協同調度方法，包括如下步驟：

(1-1)對單個泵站進行建模：

根據質量守恒定律，污水泵站進出流量和水池水位有如下關系：

Q_in(k)-Q_out(k)＝(h(k)-h(k-1))*S (1)

上式中，Q_in(k)表示k時刻當前泵站的污水入流量，Q_out(k)表示k時刻當前泵站的污水出流量，h(k)、h(k-1)分別表示k時刻、k-1時刻當前泵站的水池水位值，s表示當前泵站的泵池的截面積；

污水入流量由有當前泵站的污水流入量和當前泵站的上游泵站的污水提升量組成；

Q_in(k)＝Q_{in_local}(k)+Q_{in_up}(k) (2)

上式中，Q_{in_local}(k)表示k時刻當前泵站的污水入流量，Q_{in_up}(k)表示k時刻當前泵站的上游泵站的污水提升量；

由式(1)(2)可得：