[发明专利]一种区域企厂网河一体化联合优化调度的系统及方法

权利要求书

1.一种区域企厂网河一体化联合优化调度的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：根据区域水资源现状，建立区域水资源优化配置模型，所述区域水资源优化配置模型由目标函数与约束条件构成，具体内容如下：

(1)目标函数

1.1)新鲜水用量最少，即区域生产生活从河湖水系中取水量最少：

式中，F_i为各用水户的新鲜水用水量，单位为t/d；

1.2)系统污水处理成本最小，即新鲜水处理成本、再生水厂产生再生水的成本、企业内原位处理回用成本、污水厂处理污水成本、人工湿地处理污水成本之和最小：

式中，α为本地水占新鲜水的比例，Rp_l为各用水户使用的来自再生水管网的再生水用水量(t/d)，Rf_1，l为各企业用水户使用的来自原位处理回用的再生水用水量(t/d)，Rf_2，l为各企业用水户使用的经污水站处理后的再生水用水量(t/d)，Si为园区污水厂处理的污水量(t/d)，Ci为人工湿地处理的水量(t/d)，Ra为雨水调蓄池处理的水量(t/d)，e_α、e_1-α、e_Rp、e_Rf1，l、e_Rf2，l、e_Si、e_Ci、e_Ra分别为本地水、外地水、再生水、企业内原位处理、企业内污水站处理、污水厂、人工湿地、雨水调蓄池的吨水处理成本(元/t)；

1.3)河流水质提升幅度最大

f₃＝min(c_Ri，1-c_Ri，0)

式中：c_Ri，1为采取措施后的河流水质(mg/L)，c_Ri，0为采取措施前的河流水质(mg/L)；

(2)约束条件

2.1)水量平衡：每一个涉水单元进水水量＝出水水量+损耗水量，损耗率记为β_i

(1-β_l)(F_l+Rp_l+Rf_1，l+Rf_2，l)＝E_1，l+E_2，l

式中，β_l为损耗率，E_1，l为企业用水环节排向原位处理回用环节的水量(t/d)，E_2，l为企业用水环节排向污水处理站的水量(t/d)；

2.2)供需平衡：优化配置前后用水户的用水量相等

工业用水：

F_l+Rp_l+Rf_1，l+Rf_2，l＝F_i，0

生活用水：

F₁＝F_1，0

市政用水：

So₁≥M

式中，F_l，0为优化配置前的各企业用水户的新鲜水用水量(t/d)，F₁与F_1，0分别为配置前后的生活用水量(t/d)，So₁为优化配置后由污水处理厂供给市政用水的水量(t/d)，M为市政用水量(t/d)；

2.3)生态补水量需满足河流生态基流与防洪安全的要求

W_R，N≤Co₂+Ra≤W_R，F

式中，Co₂为从人工湿地排入河流的水量(t/d)，W_R，N为根据河流生态基流量利用河流水力水质模型推算的河流最小需水量(t/d)，W_R，F为推算的河流最大需水量(t/d)；

2.4)水资源可供水量限制：

式中，W_o为调水工程最大供水量(t/d)，W_l为本地水资源可供水量(t/d)；

步骤2：根据区域水资源优化配置结果，调度区域水资源，具体为：

步骤2.1：调控输配水系统

2.1.1建立自来水管网水力模型

2.1.11建立供水管网水力模型：使用EPANET软件建立供水管网水力模型，输入区域用户的用水量历史数据以及供水系统的基础属性数据包括管道分布、管径、管道设计压力和供水泵站参数，运行模型实现对区域自来水管网的模拟；

2.1.12参数校核：输入历史供水量数据，利用水力模型计算获得模拟水压结果，将其与水压监测数据进行对比，并不断调整管道粗糙度参数数值，直至水压模拟结果接近实际监测数据；

2.1.13模型验证：多次输入不同组区域用户的用水量历史数据，运行模型获得模拟水压结果，若模拟结果与实际监测数据偏差小于20％，则模型可行，否则返回步骤2.1.12；

2.1.2建立再生水管网水力模型

2.1.21按照步骤1.2所获得的优化后区域水网络模型绘制由再生水厂提供的再生水的流动路线，并按照现有自来水管网分布绘制再生水管网分布；

2.1.22参照自来水管网水力模型的建立过程建立再生水管网水力模型；

2.1.3将步骤1.3所获得的水资源优化配置方案中各用水户的用水量作为模拟计算中的用户用水量输入模型当中，调整供水泵站的出水流量直至模型中各用户需水量被满足，供水泵站的出水流量即为供水管网的调度方案；

步骤2.2：管理企业用排水：包括短流程回用和企业内回用，短流程回用具体为：对生产环节的原位处理回用设备处理后排出的废水的水质进行判断，若废水的水质满足生产环节工艺对水质的要求，则废水可直接作为进水经过生产环节进行生产，否则排入污水处理站；

企业内回用具体为：对污水处理站出水水质进行判断，若满足用水环节水质要求则该废水进入用水环节，否则在污水处理站经处理达到水污染物排放标准规定水质后排入市政排水管道；

步骤2.3：调度厂网河一体化

2.31优化运行污水收集与处理系统；

2.32联合调控尾水处理与回用系统；

2.33控制入河水流的水量水质。