[发明专利]一种降低污水处理用电成本的优化调度方法

说明书

本发明公开了一种降低污水处理用电成本的优化调度方法，包括：S1、确定参与污水处理的反应池及其所处的处理阶段、处理周期和电价时段；S2、加载各处理阶段中处理设备的功率数据和各电价时段开始时间点的数据、各电价时段结束时间点的数据及各电价时段的费率数据；S3、确定调度优化数学模型中的决策变量；S4、结合污水处理实际运行工况，确定调度优化数学模型中的约束条件；S5、确定调度优化数学模型中的目标函数；S6、将构建的调度优化数学模型先转化为程序语言，然后利用软件进行最优化求解。经应用实例证明：在不改变现行工艺和不增加硬件投入的情况下，且在保证处理量和质量的前提下，只需采用本发明，就可降低污水处理用电成本。

技术领域

本发明是涉及一种降低污水处理用电成本的优化调度方法，属于调度优化技术领域。

背景技术

近年来，随着我国对生态环境问题的不断重视，我国城镇污水处理事业得到快速发展。近十年间，我国城市污水处理量总体呈上升趋势。根据中国国家统计局的《2019中国统计年鉴》，我国城镇污水日处理量从2010年的13393×10⁴m³/天增至2018年的16779×10⁴m³/天。然而，污水处理属于能耗密集型行业，其运行电费占总运行成本的30％～60％，尤其是，其中的曝气供氧设备耗电量占整个污水处理厂耗电量的50％以上。序批式活性污泥工艺(SBR)及其变形工艺(例如循环活性污泥工艺CAST、间歇循环延时曝气工艺ICEAS、改良型序批式活性污泥工艺MSBR等)是城镇生活污水处理及可生物降解工业废水处理广泛采用的方法，其处理过程通常都包括进水、曝气、沉淀、滗水四个阶段，如果考虑分时电价，在维持现有工艺和设备不变的条件下，根据污水的处理量和水质要求，通过调度优化使处理工艺中的曝气阶段尽可能多的集中在低电价时段，以实现用电成本的最小化，将对降低污水处理用电成本具有重要价值和意义。传统调度大多采用基于电子表格的生产排程方法，该方法被限制在简单的批处理过程中，并且经常得到的只是次优调度计划。数学模型可应用于更复杂的批处理过程，并且能得到最优调度计划，但目前未见基于数学模型降低污水处理用电成本的优化调度方法的报道。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题和需求，本发明的目的是提供一种降低污水处理用电成本的优化调度方法。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种降低污水处理用电成本的优化调度方法，包括如下步骤：

S1、确定参与污水处理的反应池及其所处的处理阶段、处理周期和电价时段；

S2、加载各处理阶段中处理设备的功率数据和各电价时段开始时间点的数据、各电价时段结束时间点的数据及各电价时段的费率数据；

S3、确定调度优化数学模型中的决策变量；

S4、结合污水处理实际运行工况，确定调度优化数学模型中的约束条件；

S5、确定调度优化数学模型中的目标函数；

S6、将构建的调度优化数学模型转化为程序语言，利用软件进行最优化求解。

步骤S1中，设I为参与污水处理的反应池的集合，I＝{1,2,……,i}；设L为处理阶段的集合，L＝{Inlet,Aeration,Sedimentation,Decant}；设M为处理周期的集合，M＝{1,2,……,m}；设Y为电价时段的集合，Y＝{1,2,……,y}。