【论文精选】南水北调中线工程封冻期闸门群开度控制器改进设计学术资讯

来源：农业工程学报

《农业工程学报》2020年第36卷第17期刊载了武汉科技大学等单位刘孟凯、关惠、郭辉与毕胜的论文——“南水北调中线工程封冻期闸门群开度控制器改进设计”。该研究由国家重点研发计划课题（项目号：2016YFC0401810）等资助。

大型串联渠系封冻期容易产生较大的水力波动，增大了冰塞形成风险，如何通过闸门群联合调度减小水力波动，能够在一定程度上抑制封冻期冰塞发生。该研究通过设计PI（Proportional Integral）控制器和OF（Optimization Feedback）控制器2个控制环节，以最小水位偏差为目标函数，考虑渠池间流量约束、闸门开度约束和闸门调整速率约束，结合遗传算法，建立封冻期渠系闸门群优化调度模拟模型，并以南水北调中线古运河节制闸至北拒马河节制闸之间的渠系为背景，进行模型效果分析与参数敏感性分析。模拟结果表明，在模拟工况下，控制器中加入OF控制器较仅用PI控制器显著降低最大水位偏差，其中下游最大水位偏差减小约36%，且系统恢复稳定时刻提前近2.9 h，所建模型对抑制封冻期水力响应过大有一定的效果；减小了各闸门的最大开度，其中渠池11闸门最大开度减小近20%，但对于部分渠池增大了单次闸门开度调整幅度；遗传算法求解过程对扰动流量取值范围设定不宜过大。