基于模型的管网优化运行控制技术_管网安全输配技术_饮用水安全控制_水专项_技术

应用领域：供水管网水质安全评价与管网改造、管网水质保障与科学化运行管理

技术应用形成：; 药剂; 菌剂; 材料; 仪器; 装备; 服务; 其他;

技术成熟度：示范工程; 示范工程; 中试; 推广应用; 产业化; 市场化;

知识产权形式：自主研发

技术简介/摘要

一、基本原理

采用安全系统工程的原理与方法，对管网系统中存在的危险、有害因素进行辨识和分析，确立以能够全面、客观、准确反映管网供水安全总体状况的各类影响因子为主的评价指标系统；利用模糊综合评价的方法构建管网安全评价体系，计算出体系的安全评价等级；判断管网系统发生事故的可能性及其严重程度，从而为制定防范措施和供水管网优化改造提供科学依据。

二、关键技术

1、多水源供水管网仿真建模与模拟分析技术

通过分析多水源切换供水条件下混合供水区域的供水特征及水质变化规律，对管网图形、属性及动态参数等信息进行模拟，采用自主研发的管网负荷测试装置及阻力系数测试装置对管网大用户用水负荷、管道C值等参数进行测试，为供水管网仿真建模及模型校核提供数据基础；构建基于微观模型理论的开放式区域供水管网仿真模型，及基于智能优化算法的校核模型，实现供水管网仿真模型的基础校核和边界流量的自适应动态精准校核；在上述研究的基础上，采用Microsoft Visual Studio系统自主研发了《城市供水安全保障平台》，通过动态水力模拟计算，实现了全面掌握供水管网的水流方向、节点压力、管段流量、管段流速等参数的仿真模拟；通过动态水质模拟计算，实现了较为准确的掌握相应水力工况下管网典型水质指标的模拟分析；所研发的多水源供水管网仿真建模与模拟分析技术为城市供水管网安全保障与科学管理运行提供了重要理论依据与技术支持。

2、多水源切换供水条件下的供水管网优化运行技术

在对多水源调配、控制节点水龄等进行研究的基础上，以供水管网安全评价及仿真模拟数据为基础，针对黄河下游城市供水管网运行管理缺乏科学可靠的理论依据、以人工调度为主、管网压力分布不均、管网水质安全难以保障、“黄水”现象时有发生等问题，以最大程度满足实际供水需求、降低能耗且通过多水源调配降低“黄水”发生几率等为目标，以各加压站出水流量及压力、水泵运行组合及调速泵调速比等为决策变量，构建综合考虑供水水质、供水安全性及经济性的具有工况适应性的多水源多目标优化调度模型；在此基础上，采用Microsoft Visual Studio系统自主研发了《城市供水优化运行系统》，完成了用水量预测、离线调度、在线调度、推荐调度方案与方案评估以及在线工况数据获取与更新等功能，实现了基于模型的管网优化运行控制技术。

三、技术工艺：如图

推广应用案例

应用单位：济南水业集团有限责任公司

实际应用案例介绍:

选择济南市经十路以北，解放路以南，二环东路以西，历山路以东供水区域为示范区，示范区供水面积约62平方公里，开展黄河下游地区基于管网水质识别评价的运行控制技术的应用与示范。

1、示范区供水管网仿真模拟

（1）示范区供水管网水力模拟。通过对济南示范区供水管网的参数测试及水力模拟计算，能够全面的掌握示范区管网的水流方向、节点压力、管段流量、流速等运行工况，为示范区管网的合理运行管理提供重要的技术支持。

（2）示范区供水管网模型校核。为提高示范区管网模型精度，保证所构建的微观仿真模型的实用性和有效性，采用灵敏度分析与遗传算法相结合的方法，建立示范区管网校核优化模型，对阻力系数及节点流量等管网重要参数进行校核计算。

2、示范区供水管网优化运行。对示范区供水管网日、时用水量进行预测，在此基础上，进行示范区供水管网优化调度计算。通过对优化计算结果进行统计分析，示范区加压站日平均供水能耗由1520kwh降至1460kwh，能耗降低率约为4 %。可见，从长远角度看，通过对示范区各加压站的优化调度计算，可有效降低示范区供水能耗。

技术应用单位及联系方式：

联系单位：济南水业集团有限责任公司

联系人：徐慧

电话：18678397757

E-mail：xuhuihui1973@sohu.com

地址：山东省济南市普利街107号

工艺流程图：