[发明专利]厂网河一体化分类智能调度方法

说明书

本发明涉及城市水量水质综合调度技术领域，为了实现各涉水要素的联合优化调度，提供了一种厂网河一体化分类智能调度方法，包括：步骤1、根据涉水要素建立厂网河一体化模型；步骤2、根据厂网河一体化模型设计调度模型；步骤3、采用多目标粒子群算法获取调度模型的解集；步骤4、根据步骤3得到的解集进行涉水要素的调度。采用上述步骤实现了各涉水要素的联合优化调度，保证了城市排水系统安全高效运转，充分发挥了水环境保障功能。

技术领域

本发明涉及城市水量水质综合调度技术领域，具体是一种厂网河一体化分类智能调度方法。

背景技术

涉水设施在协调运行调度方面存在问题：首先是污水厂的处理负荷与污水分布不匹配，污水厂通常只能被动接收管网输送的污水，无法获得污水水量、水质的预报、预警，导致工艺调控滞后，可能造成高峰流量时厂前直接溢流排放，或是部分污水处理水质不达标排放等。然后是河水倒灌，管道、泵站高水位运行问题，发生大雨时，下游河道水位与排水系统水位倒挂，导致河水倒灌进入市政排水口，引发城市内涝；泵站、污水厂出于经济效益考虑，分别选择高水位和低负荷运行，导致整个系统高水位运行，加重了溢流污染。再就是城市水系统缺乏精细自动化水资源调配，闸站等调度规程依赖人工经验，自动化程度低；另外，需要精细制定污水厂尾水等水源的资源化利用和配置方案，以满足城市河道生态补水/景观补水，增强河道水动力等需求。综上，污水厂、排水管网、河道管理体制在时间和空间上的割裂，以及全局运营调度目标的缺失，使得排水系统不能完全发挥其应有的功能，城市水安全、水环境和水生态质量难以得到很好的保障。

1993年，第一届INERURBAN会议上针对河道水质控制提出了一体化城市模型这一概念，建立包括污水管网、污水处理厂和河道在内的一体化模型，把河道水质直接作为控制目标，取代了以往以厂前溢流总量作为替代指标来衡量水污染的方法。2015年有研究针对城市防洪排涝建立了河道-内陆一体化模型，考虑了河道对排水系统的回水效应。然而，这些一体化研究依旧是把整个排水系统分割成雨水管道系统和污水管道系统进行调度，而且在设计调度场景的时候并未真正的实现厂网河一体化的调度，而只是建立了一个集排水管网、污水厂和河道的一体化物理模型，在调度控制方面仅仅关注其中一个子模型，并未实现调度控制层面的一体化。一体化指的是通过多个子系统的集成保证达到系统最优性能，然后以此来调度各个子系统。因此，如何实现各涉水要素的联合优化调度从而有效保障城市水安全和流域水质达标，是当前城市防汛排涝和水环境研究的核心所在。此外，由于气候变化和人口增长的影响，城市水系统存在动态性，传统排水系统调度规则无法应对多变的环境，因此需要制定一种基于系统当前状态的动态调度方案，以充分利用现有排水系统的蓄排能力。

发明内容

为了实现各涉水要素的联合优化调度，本发明体供了一种厂网河一体化分类智能调度方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

厂网河一体化分类智能调度方法，包括：

步骤1、根据涉水要素建立厂网河一体化模型；

步骤2、根据厂网河一体化模型设计调度模型；

步骤3、采用多目标粒子群算法获取调度模型的解集；

步骤4、根据步骤3得到的解集进行涉水要素的调度。

进一步地，所述涉水要素包括污水处理厂、蓄水池、水闸和泵站。

进一步地，所述步骤2具体为根据厂网河一体化模型、雨水井积水历时及河道流速建立调度模型。

进一步地，当雨水井积水历时15min时，所述调度模型采用水安全调度场景模型；当雨水井积水历时在0～15min之间时，所述调度模型采用水环境调度场景模型；当河道流速小于最小允许流速时，所述调度模型采用水生态调度场景模型。

进一步地，所述水安全调度场景模型为：