环状给水管网流量优化分配方法.pdf

环状给水管网流量优化分配方法 2α2第22卷第2期合肥工业大学学报(自然科学版)№(合肥工业大学)α摘要根据优化原则,建立了环状给水管网流量优化分配的数学模型。通过优化计算和分析表明:该方法不需假定流向、增加虚环,水力计算收敛速度快,可获得接近设计的流量,管网的流量分配满足管网可靠性的要求,并能循最短路径供水到用户。关键词环状管网;流量优化分配;改进最小平方和法中图分类号 (HefeiUniversityofTechnology)Abstract Basedonoptimalprinciple,, work,optimumrateofflowdistribution,improvedmethodofsquaresummation管网流量分配的目的,最初步确定各管段中的流量,据以选出管径,在管网设计和计算中,它是一个重要环节。流量分配的合理与否,直接关系到水力平差计算的收敛速度,而且也是管网优化的基础数据。由于环状给水管网的优化流量分配是属一类凹规划课题,迄今为止仍无有效的方法求得最优的流量分配。目前,常使用的传统流量分配方法中,有节点累计法、均分法、截面法及最小平方和法。这些方法不仅在运算上极为繁琐,有时还出现不合理的流量分配。其中只有最小平方和法较适用于复杂的环状管网流量分配。但该方法对管网布置不是均匀情况,且各区域用水负荷有明显差异时,流量分配往往出现较大偏差。本文根据环状供水管网的实际状况,从理论上提出了更符合实际管网的流量分配计算分析方收稿日期:19980629;修改日期:19981020祝健:女,1967年生,硕士,工程师,:2300096666666ΚΚΚΚΚΚΚΚΚö第2期祝健:一种环状给水管网流量优化分配方法71法,即改进的最小平方和流量分配方法。该方法结合管网实际布置及区域配水状况,根据一定的优化原则,获得了一个接近全局的最优流量分配。1 流量分配基本原则环状管网预分流量在满足节点流量平衡的条件下,可有无数多个方案,不同的方案所选的管径不可能完全相同,管网的造价也就会有差别。因此管网流量分配时,应做到经济性和可靠性并重,在满足可靠性的前提下,力求管网的年折算费用最小。鉴于此,在下面提出的流量分配模型中考虑两方面因素:一方面流量分配时,应尽可能循最短路线供水到各用户,另一方面也不使某些管段中的流量为零,以致环状网成为树状网,保证供水的可靠性。2 流量分配数学模型假设环状供水管网管段数为NP,管网节点数为NJ(含水源节点),水源数NS,管段流量为qij,则目标函数为2