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在现有的研究基础上，采用动态规划算法对盐环定梯级泵站五泵站进行优化控制，通过分析泵的运
行特性和管道损失特性，建立泵站能耗优化数学模型。以泵站运行总能耗最低为目标函数，采用动态规
划法确定约束条件和递推方程，ＭＡＴＬＡＢ动态规划程序求解模型，计算最佳启动组合，降低泵站能耗，
提高泵站运行效率，为泵站运行提供最佳决策，对降低泵站运行成本、提高泵站经济效益具有一定的指
导意义和应用价值 ［２７］ ，而且对促进大型梯级供水工程的优化决策和科技创新具有较好的借鉴意义 ［２８］ 。

２ 盐环定扬黄灌区五泵站概况

盐环定五泵站位于吴忠市红寺堡区太阳山镇境内，属陕甘宁盐环定扬黄共用工程第五级泵站，
３
设计流量 １０．６８ｍ ?ｓ，总扬程 ３６ｍ，净扬程 ３１．４５ｍ。１９９２年 １０月建成通水使用，２０１０年 ３月完
成续建工程改造。２０１７年实施盐环定扬黄共用工程更新 改造 项目 建 设，原址 改 建，２０１８年 ４月投
运。泵站配备 １１０千伏专用变电所一座，受电线路 １１１坡惠Ⅰ线，主接线采用单母线接线方式，安
装 ２台容量为 ６３００ｋＶＡ的主变压器。泵站装备机组 ９台（变频机组 ２台，异步机组 ７台），总装机
容量 ６９００ｋＷ，其中大机 ８台，电机功率 ８００ｋＷ，采用自然通风冷却方式，轴承采用润滑脂润滑，配套
３
水泵流量为１．５３ｍ ?ｓ，小机 １台，电机功率 ５００ｋＷ，采用自然通风冷却方式，轴承采用润滑脂润滑，配
３
套水泵流量为 ０．９６ｍ ?ｓ。水泵轴承均采用机械密封方式。厂房机组错开式布置，正向进水，直管淹没式
出水，出水压力管道三排，单排管道 ＤＮ１６００，压力管道长度均为 １．１３ｋｍ；干渠长度 ４５．０７ｋｍ。泵站管
辖直开口 １座，受水区设计灌溉面积 ３０００亩，受益乡镇为吴忠市红寺堡开发区太阳山镇。

３ 泵站运行优化

３．１ 优化方法 本文采用了动态规划法，以陕甘宁盐环定扬黄灌区五泵站为研究对象，以泵站运行总
能耗最低作为目标函数，确定约束条件和递推方程，编写 ＭＡＴＬＡＢ动态规划程序对模型求解，能够计
算出最优的开机组合。计算结果表明：采用动态规划法，利用计算机语言，可以快速并准确地在满足
约束条件下所有的水泵开机组合型式中寻找出最优的开机组合，实现泵站的能耗减少，提高泵站的运
行效率。建立的数学模型具有较强的实用性和通用性，可以为泵站的运行提供最优决策，对提高泵站
的经济效益具有一定指导意义和应用价值。
３．２ 泵站技术参数 五泵站的技术参数、站内各泵的流量扬程特性曲线和流量功率特性曲线等见表 １
３
和表 ２。计算步长中的变频步长为 ５Ｈｚ，流量步长为 ０．００５ｍ ?ｓ。
表 １ 五泵站主要技术参数
Ｔａｂｌｅ１ Ｍａｉｎｔｅｃｈｎｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｐｕｍｐｓｔａｔｉｏｎｆｉｖｅ

参数 总装机容量 总轴功率 设计流量 净扬程 总扬程
３
五泵站 ６９００ｋＶＡ ４９３５ｋＷ １０．６８ｍ ?ｓ ３１．４５ｍ ３６ｍ
表 ２ 主水泵参数
Ｔａｂｌｅ２ Ｍａｉｎｔｅｃｈｎｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｍａｉｎｐｕｍｐ

运行编号 型号 流量 功率 扬程 转速 效率
＃ ＃ ＃ ３ ３
１、３—９ ＡＳＰ８００ － ９４０Ａ １．５３ｍ ?ｓ ５７４ｋＷ ３４．８ｍ ５９０ｒ?ｍｉｎ ９１％
３
２ ＃ ＳＦＷＰ８０ － ６００ ０．９６ｍ ?ｓ ３５４ｋＷ ３４．２ｍ?３．８ｍ ７４０ｒ?ｍｉｎ ９０．５％
３．３ 水泵性能分析与曲线拟合 对工频泵和变频泵进行了流量扬程性能曲线分析和流量功率性能曲线
分析。图 １和图 ２为工频泵 １、３—９流量扬程功率曲线图，图 ３和图 ４为工频泵 ２流量功率曲线图。
图中：Ｈ为扬程，Ｑ为流量，Ｐ为功率，η为效率，变频泵为泵 ４和泵 ８。

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