长距离输调水:工程安全调度与泵站智慧运行
关键技术
精准仿真、预报预警技术
数字孪生、智能决策技术
水力安全锁
改进系统
调控逻辑
原系统
调控逻辑
(不安全)
安全工况
优化推荐
运行工况
切换
泵阀操作
动作指令
水力安全
在线分析
泵阀动作
完成操作
构建实时水力系统“水力安全锁”，保障工况切换运行安全
智能调度技术
长距离调水工程的数字孪生平台
长距离复杂供水系统调度
以工程系统为原型，打造长距离有压输水工程智慧运维的创新技术应用与创新产品示范。实现了基于BIM模型的实时数据检测、设备智能控制、系统性能智慧监测、智慧运行调度、智能安全运行、实时视频监控、智慧巡检、智慧抢调、智慧培训、智慧档案管理等功能，达到了输水系统精准调水、节能调水、安全调水的智慧调水工程技术创新应用示范。
长距离有压梯级输水系统调度
采用基于RBF神经网络/LSTM长短期时间序列预测算法，结合长短周期用水规律及影响因素，对水源水位、目标流量、目标供水压力进行预测；利用数据清洗、反演分析技术实时率定测点数据，对水泵、阀门、管道等设备性能动态分析；以多级泵站总运行能耗最小为目标，采用机理模型与数理模型相结合的方式，对泵组多目标优化调度模型进行求解，充分考虑场景约束（如分时电价、调蓄能力、级间扬程分配、沿线支管供水目标等），优选满足目标函数的泵组组合和水泵频率，得到精准、经济、安全的调度控制方案。
长距离高水头重力流调度
项目综合应用GIS、BIM等先进技术，将水库及供水工程“精准画像”、模型“深度融合”、调度“协同互馈”、资源“高效配置”，将流域空间要素与水利工程数据深度融合技术，实现真实流域、真实场景、真实数据下的实时同步“预警、预报、预演、预案”功能，为工作人员提供水量精准调度、水锤防护、爆管风险预警、取水建筑安全监测功能，并提供相应解决方案。
长距离高水头管道系统建模及优化调度
本平台基于径流调节理论，运用多目标优化方法，基于防洪-供水-发电等多目标联合运行优化数学模型，对水库的调水蓄水进行优化分析；采用长距离高水头重力流充放水及水力过渡过程仿真模拟技术，对输水系统充放水过程及工况切换过程进行水力安全校核分析；利用高水头下调流阀群梯级减压抑振降噪安全技术，保证减压阀联调时系统安全、稳定；根据系统分析理论，将系统实际运行参数（阀门阻力特性监测结果）与管道水力学特性参数结合起来，根据调水目标给出阀门联调控制方案。最终实现过渡安全、水量精准的调控目标。
长距离调水工程的数字孪生平台的工程应用
某梯级泵站
系统构成：三级梯级加压泵站（全变频泵组）、上下游水库、阀门群、虹吸管、空气罐、空气阀等。
引擎算法：管道-设备-系统性态参数自适应重构算法、一维水力稳态仿真算法、一维水力过渡过程仿真算法、梯级泵站-阀门-水库群系统水量优化运行调度算法等。
业务应用：水力系统精准调控、水力安全实时仿真、系统优化运行调度、设备设施性能监测等。
系统构成：水库、管道、阀门群、空气阀等重力流系统。
引擎算法：管道-设备-系统性态参数自适应重构算法、一维水力稳态仿真算法、一维水力过渡过程仿真算法、水库-管道-阀门群系统水量优化运行调度算法等。
业务应用：调流阀精准调控、水力安全实时仿真、设备设施性能监测等。
系统构成：某江流域三维数字化空间（河道周边水上地形、河底地形、区域工业区、居民区等）。
引擎算法：水文模型（三种）、二维水动力模型、防洪优化调度模型、防洪评价模型等。
业务应用：防洪实时仿真、短中期动态洪水风险图等。
系统构成：水库、管道、阀门群、空气阀等重力流系统。
引擎算法：管道-设备-系统性态参数自适应重构算法、一维水力稳态仿真算法、一维水力过渡过程仿真算法、水库-管道-阀门群系统水量优化运行调度算法等。
业务应用：调流阀精准调控、水力安全实时仿真、设备设施性能监测等。
龙泉市某引水工程
山东某调水工程
某江流域防洪工程
泵站数字孪生系统平台
智能场景监控
安全监测
闸门数字孪生实时监测模块
渗漏排水
闸门数字孪生自动控制模块
智能场景监控
闸门数字孪生预演模块
CFD仿真
闸门数字孪生分析模块
优化调度
水闸数字孪生系统平台
水闸数字孪生系统平台的工程应用
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