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峰谷經濟用能梯級調度優化解決方案

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一、項目背景
近年來，某大型水務公司的數字水務信息化建設取得了諸多成果，積累了大量的制水生產、工程建設、供水服務等方面的業務數據。同時，正確合理的運行調度方案對確保供水安全、維持全線流量平衡、實現節能節水和梯級泵站經濟運行均具有重要意義。
大數據、人工智能以及高維數據可視化等前沿技術的發展，為實現決策智能化提供了技術基礎，通過大數據、人工智能技術構建峰谷經濟用能梯級調度優化解決方案，最終實現“數字供水”向“智慧供水”跨越。

二、問題與挑戰
1、項目所在的水務公司缺乏精確預測需水量的手段。
2、站點機組設備檢修、設備維護、設備更換缺乏參考依據。
3、運行調度方案制定依靠人工經驗，缺乏有效的優化手段。

三、解決方案
原水輸配智能調度決策支持系統包括三個相關業務模型的建設，分別是：需水量預測模型、泵站機組效率分析模型、峰谷經濟用能梯級調度優化模型。
1.需水量預測方案
綜合氣溫、濕度、天氣狀況、是否降雨、節假日類型等外部因素與內部因素的影響構建需水量預測模型，對未來一段時間的需水量進行預測。下圖為需水量預測模型總體方案設計：

2.泵站機組效率分析方案
利用泵站機組運行效率相關的數據包括機組的揚程、運行角度、實際流量和有功功率，計算不同流量分組下的各站點各泵組機組效率。
3.峰谷經濟用能梯級調度優化方案
該模型可定義為復雜約束條件下的最優化求解問題，首先充分分析歷史抽水調度方案，構建各站點的滯后模型，結合各站點的泵組裝機臺數、單機設計流量以及機組設計功率，確定各站點的時間可行域和流量可行域，然后基于粒子群算法迭代計算約束條件下的最優解，也即最優調度方案。

四、應用價值
1.綜合內外部因素，準確預測需水量，為企業制訂經濟合理的運行調度方案提供數據支撐。
2.幫助業務人員快速判斷機組是否存在運行故障、故障類型以及故障發生站點。同時可減少機組運行成本，降低供水量達不到需水要求的風險。
3.保障梯級泵站供水系統全線安全運行、滿足供水用戶需求的前提下，以最小的運行成本完成供水調度。

五、相關案例
某大型水務公司梯級調水智能調度研究與應用項目

基于資產全壽命周期的畫像技術與應用解決方案

能源行業數據資產圖譜平臺

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