CN112381366A - 一种渐进式可重构的供水管网分区方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种渐进式可重构的供水管网分区方法，包括以下步骤：1、建立全管网水力模型，获得水力参数；2、选择可关闭阀门集，基于水力特性参数选择对管网影响最小的阀门；3、进行管网分区，设定分区个数，在主要供水路径方向上安装计量设备形成独立分区；4、分区重构，统计分区漏损指标，根据指标目标值通过阀门动态控制实现分区的分离与合并；5、逐次渐进分区，选定高漏损指标的区域，设定分区最小规模，重复3、4步骤完成分区。本发明提出一种通过分区间阀门动态控制实现分区重构，发现高漏损区域，并逐次细化分区，缩小漏损范围。本发明是一种降低成本，保障水质的供水管网分区方法。本发明应用于城市供水领域。

Description

一种渐进式可重构的供水管网分区方法
技术领域
本发明涉及一种供水管网分区的方法，尤其是一种渐进式可重构的供水管网分区方法。
背景技术
国内外实践证明供水管网分区是控制管网漏损有效措施，而目前国内外分区方法根据一定目标及管网结构，选择计量设备安装以及关闭阀门的位置，通常安装的计量设备与关闭的阀门在运行中是一次成型、固定不变的，而在国内尤其城镇地区以环状管网为主，对于环状管网分区边界比枝状管网多很多。导致多装计量设备会增加投资、运营成本，多关阀门会导致“死水”引起水质问题。
分区的目的在于，将管网漏损的范围逐次缩小，便于检漏修漏。但在供水管网发展，漏损点位置动态变化的前提下，以事先规划安装固定的计量设备实现的静态分区方法，势必导致盲目投入。
因此本领域技术人员致力于开发一种可使分区管理成本更低的、分区范围更小的供水管网分区方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种渐进式可重构的供水管网分区方法，通过分区间阀门动态控制实现分区重构，发现高漏损区域，并逐次细化分区，缩小漏损范围。达到降低成本，增加分区数量，缩小漏损范围，避免引发水质问题的目的。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种渐进式可重构的供水管网分区方法，其特征在于所述方法包以下步骤：步骤1、建立全管网水力模型，获得水力参数；步骤2、选择可关闭阀门集，基于水力特性参数选择对管网影响最小的阀门；3、进行管网分区，设定分区个数，在主要供水路径方向上安装计量设备形成独立分区；4、分区重构，统计分区漏损指标，根据指标目标值通过阀门动态控制实现分区的分离与合并；5、逐次渐进分区，选定高漏损指标的区域，设定分区最小规模，重复3、4步骤完成分区。
进一步的，所述方法的具体步骤如下：
步骤1、建立全管网水力模型，获得管网压力、流量、流速、流向等水力参数；
步骤2、选择可关闭阀门集，基于水力特性参数选择对管网影响最小的阀门；
其中步骤2包括以下步骤：
a、初始化参数，Nopen为当前全部打开状态的阀门总数，dlimit为管道参数变化设定值，Plimit为压力设定值；
b、选择一个打开状态的阀门Vi，Vi为当前全部打开状态的阀门集中编号为i的阀门，i∈Nopen，设置dvmin＝∞，imin＝0，其中dv为某一阀门关闭前后管道流速对比值绝对值的最大值，dvmin为所有阀门dv的最小值，imin为dvmin对应的阀门编号；
c、将Vi阀门关闭，并进行水力计算；
d、获取所有节点压力最小值
Figure BDA0002753285340000031
Pn为节点n的水压，如果Pmin＜Plimit则转到步骤g，否则进行下一步；
e、获取Vi阀门关闭前后所有管道流速对比值绝对值的最大值，即
Figure BDA0002753285340000032
Figure BDA0002753285340000033
为阀门关闭前编号为l的管道流速，
Figure BDA0002753285340000034
为阀门关闭后编号为l的管道流速；
f、记录阀门关闭前后对管道影响最小的阀门编号，如果dvi＜dvmin，更新imin＝i，否则转到下一步；
g、打开Vi阀门，i＝i+1，如果i≤Nopen则转到步骤b，否则转到下一步；
h、如果dvmin≤dlimit则关闭imin对应阀门，并将该阀门添加到可关闭阀门集中，更新Nopen＝Nopen-1，转到步骤b，否则进行下一步；
i、结束计算，获取可关闭阀门集。
步骤3、进行管网分区，,将步骤2选择的所有可关闭阀门全部关闭后的管网进行分区，确定分区个数，在主要供水路径方向上安装计量设备形成可独立计量的动态分区，以安装的计量设备最少，形成的分区规模相近为原则；
步骤4、分区重构，统计分区漏损指标，根据指标目标值通过阀门动态控制实现分区的分离与合并，当某分区内漏损指标超过设定值时，可选择部分阀门关闭，同时保证阀门关闭后形成超过多个独立计量分区；
步骤5、逐次渐进分区，选定高漏损指标的区域，设定分区最小规模，重复3、4步骤完成分区。
其中步骤5包括以下步骤：
a、统计当前所有分区的漏损指标；
b、选择漏损率超过目标值的区域；
c、判断选择的区域是否为可重构的最小分区，如果是，进行d步骤，如果否，则选择区内可关闭阀门进行重构，再进行d步骤；
d、对该区域通过步骤3、4进一步分区，直到最小规模分区。
本分区方式具有明显的技术特点：
(1)安装更少的流量计实现更多的分区，尤其环状管网；
(2)不增加额外设备，通过现有阀门的控制实现分区重构；
(3)根据漏损指标进行分区重构，对指标高的区域进行细分，对指标低的区域进行合并；
(4)根据管网负荷进行分区重构，选择用水低峰时期，进行区域细分，用水高峰时期进行区域合并。
(5)由于漏损范围更小，能快速发现高漏损区域；
(6)针对高漏损指标进行细化分区，使得下一级分区更具针对性；
(7)由于尽量使用现有阀门动态管理，可有效降低水质风险，降低初期成本。
本发明适用于未进行分区的供水管网，也适用于已经进行分区的管网再分区和动态管理。
附图说明
本发明是一种渐进式可重构的供水管网分区方法，由以下的附图给出：
附图1为本发明方法的流程图；
附图2为本发明分区及重构分区方法的示意图；
附图3为逐次渐进分区示意图；
附图4为实施例的管网分区图。
具体实施方式
以下将对本发明的一种渐进式可重构的供水管网分区方法作进一步的详细描述。
将参照附图对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。下面结合附图对本发明做进一步说明
如图1所示,本发明所述方法包括以下具体步骤
步骤1、建立全管网水力模型，获得管网压力、流量、流速、流向等水力参数；
步骤2、选择可关闭阀门集，对阀门依次进行关闭试算，每次选择一个，阀门关闭前后所有管道参数变化的最大值最小的阀门，同时满足关闭后的管网节点压力大于设定值，管道参数变化最大值小于设定值；
步骤3、进行管网分区，对阀门关闭后的管网进行分区，确定分区个数，在主要供水路径方向上安装计量设备形成可独立计量的动态分区，以安装的计量设备最少，形成的分区规模相近为原则；
步骤4、分区重构，统计分区漏损指标，根据指标目标值通过阀门动态控制实现分区的分离与合并，当某分区内漏损指标超过设定值时，可选择部分阀门关闭，同时保证阀门关闭后形成超过多个独立计量分区；
步骤5、逐次渐进分区，选定高漏损指标的区域，设定分区最小规模，重复3、4步骤完成分区。
所述步骤2中，考虑满足用户用水，关闭阀门后，管网节点压力必须满足服务要求，评价管道参数变化的参数是流量或流速，通过阀门关闭后的所有管道指标差绝对值的最大值小于设定值。
所述步骤3中，考虑分区特点，分区内压力分布均匀、分区边界数量最小化和分区规模相当，确定分区边界计量设备安装。
所述步骤4中，不增加额外设备，通过现有阀门的控制实现分区重构；根据漏损指标进行分区重构，对指标高的区域进行细分，对指标低的区域进行合并；根据管网负荷进行分区重构，选择用水低峰时期，进行区域细分，用水高峰时期进行区域合并。
所述步骤5中，适用于已经进行分区的管网再分区和动态管理。
图2是步骤3管网分区及步骤4重构分区具体步骤
a、建立水力模型，选择关闭的阀门，安装流量计进行分区；
b、重构分区，根据漏损指标，选择将关闭的阀门全部打开，或者选择部分阀门关闭。
图3是步骤5逐次渐进分区具体步骤
a、统计当前所有分区的漏损指标；
b、选择漏损率超过目标值的区域；
c、判断选择的区域是否为可重构的最小分区，如果是，进行d步骤，如果否，则选择区内可关闭阀门进行重构，再进行d步骤；
d、对该区域通过步骤3、4进一步分区，直到最小规模分区；
图4是采用本方法确定的分区方案。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种渐进式可重构的供水管网分区方法,该方法包括如下步骤：
建立全管网水力模型，获得水力参数；
选择可关闭阀门集，基于水力特性参数选择对管网影响最小的阀门；
进行管网分区，设定分区个数，在主要供水路径方向上安装计量设备形成独立分区；
分区重构，统计分区漏损指标，根据指标目标值通过阀门动态控制实现分区的分离与合并；
逐次渐进分区，选定高漏损指标的区域，设定分区最小规模，重复3、4步骤完成分区。
2.如权利要求1所述的一种渐进式可重构的供水管网分区方法，其特征在于，所述的具体步骤如下：
步骤1、建立全管网水力模型，获得管网压力、流量、流速、流向参数；
步骤2、选择可关闭阀门集，对阀门依次进行关闭试算，每次选择一个，阀门关闭前后所有管道参数变化的最大值最小的阀门，同时满足关闭后的管网节点压力大于设定值，管道参数变化最大值小于设定值；
步骤3、进行管网分区，对阀门关闭后的管网进行分区，确定分区个数，在主要供水路径方向上安装计量设备形成可独立计量的动态分区，以安装的计量设备最少，形成的分区规模相近为原则；
步骤4、分区重构，统计分区漏损指标，根据指标目标值通过阀门动态控制实现分区的分离与合并，当某分区内漏损指标超过设定值时，可选择部分阀门关闭，同时保证阀门关闭后形成超过多个独立计量分区；
步骤5、逐次渐进分区，选定高漏损指标的区域，设定分区最小规模，重复3、4步骤完成分区。
3.根据权利要求2所述的一种渐进式可重构的供水管网分区方法，其特征在于其中步骤5包括以下步骤：
a、统计当前所有分区的漏损指标；
b、选择漏损率超过目标值的区域；
c、判断选择的区域是否为可重构的最小分区，如果是，进行d步骤，如果否，则选择区内可关闭阀门进行重构，再进行d步骤；
d、对该区域通过步骤3、4进一步分区，直到最小规模分区。
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CN114458962A (zh) * 2022-01-24 2022-05-10 南京惠然测控技术有限公司 一种分区计量dma的管理方法和系统
CN115564192A (zh) * 2022-09-20 2023-01-03 厦门市政水务集团有限公司 供水管道水质风险评估方法及计算机可读存储介质

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114458962A (zh) * 2022-01-24 2022-05-10 南京惠然测控技术有限公司 一种分区计量dma的管理方法和系统
CN114458962B (zh) * 2022-01-24 2024-01-16 南京惠然测控技术有限公司 一种分区计量dma的管理方法和系统
CN115564192A (zh) * 2022-09-20 2023-01-03 厦门市政水务集团有限公司 供水管道水质风险评估方法及计算机可读存储介质

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