[00976118]供水管网运行优化理论与软件技术应用

该项目属于能源与环境技术饮用水配水系统管理领域。节能减排是中国实现可持续发展战略的基本国策。中国处于城市化快速发展时期，城市供水管网输配能耗占城市总用电量的比例达3‰，按照节能5%计算，全国每年可节约电耗约4.0亿kw.h，节能潜力巨大。然而长期以来，中国城市供水管网系统的运行调度仍然以人工经验为主，缺乏现代化科技管理手段，供水能耗高居不下，无法实现真正的节能优化运行。其技术难点在于：1)供水管网建模层次单一、模型适应性和可维护性差，缺乏准确、灵活且具有动态适应性的供水管网水力建模技术；2)供水管网模型在调度中发挥作用不够充分，缺乏针对多目标优化运行的供水管网实时优化调度理论和相关技术；3)缺乏以上述理论技术为核心、具有高度实用性的供水管网优化运行管理专业应用较件。近10年来，该项目在国家重大水专项、国家高技术研究发展计划(863)、国家科技支撑计划、国家自然科学基金、上海市科委项目、企业科技课题等资助下，针对供水管网系统的运行优化理论与软件技术应用开展以下技术创新：(1)供水管网多层次动态建模与模型校核技术。以节点流量区块化分配、管网拓扑自动简化、模型参数的最优化自动校核为核心理论，建立了基于全管网水力模型的多层次立体动态建模技术体系，可适应管网规划设计、漏损与爆管控制、优化调度等不同应用层次的需求。(2)供水管网多目标科学调度技术。以该项目研发的供水管网动态水力模拟技术为核心，通过构建供水管网科学优化调度技术体系，分别开发了复杂多水源原水系统水库群及泵站联合优化调度技术、基于实时事件的配水管网系统科学调度技术。(3)供水管网动态模拟和科学优化调度软件开发及应用。基于研发的管网建模及优化调度理论技术，通过集成地理信息系统(GIS)和数据监控与采集系统(SCADA)平台，分别研发了国内首套供水管网动态模拟和供水管网科学调度专业应用软件，并在10多小城市开展了技术成果应用，取得可观的经济效益和社会效益。以上理论和应用成果均已达到国内领先、国际先进水平。该项目特点在于，通过高校与企业合作，依托产学研开发模式，以供水管网节能安全运行为核心目标，以管网管理信息化为核心手段，充分发挥双方优势，通过将理论创新、技术研发、软件实现与工程应用有机结合，将理论技术研究成果成功实现了产业化。该项目成果现已成功应用到南京市自来水公司、苏州市自来水公司、珠海水务集团、镇江自来水公司、佛山市自来水公司、上海市自来水奉贤公司等10多个水司的供水管网优化运行管理中，年均节约供水能耗1200万kW.h，近三年总计节省投资及运行费用3000余万元。项目成果正在青岛、郑州、银川等地区进一步推广，市场前景广阔。