Page 26 - 水利学报2025年第56卷第3期
P. 26
53(4):471 - 482.
[27] 崔巍,陈文学,郭晓晨,等.明渠闸前常水位运行控制解耦试验研究[J].水力发电学报,2012,31(6):
115 - 119,125.
[28] 崔巍,姚雄,陈文学,等.南水 北 调 中 线 穿 黄 工 程 控 制 蓄 量 运 行 方 式 研 究 [J].水 力 发 电 学 报,2011,
30(3):85 - 91.
[29] 孔令仲.大型明渠输水工程常态控制与应急调控算法研究[D].杭州:浙江大学,2021.
[30] SCHUURMANSJ,BOSGRAOH,BROUWERR.Open - channelflowmodelapproximationforcontrollerdesign
[J].AppliedMathematicalModelling,1995,19(9):525 - 530.
[31] 管光华,朱哲立,王康.含 多 分 水 口 的 渠 道 广 义 积 分 时 滞 (ID)控 制 建 模 及 验 证 [J].水 利 学 报,2022,
53(5):598 - 607.
[32] 崔巍,陈文学,穆祥鹏.明 渠 运 行 控 制 算 法 研 究 综 述 [J].南 水 北 调 与 水 利 科 技,2009,7(6):113 -
117,122.
[33] 刘晋龙,王忠静,杨志刚,等.灌区输 配 水 分 段 积 分 时 滞 模 型 及 自 适 应 预 测 控 制 方 法 [J].水 利 学 报,
2023,54(2):232 - 243.
[34] 管光华,钟锞,廖 文 俊,等.基 于 无 量 纲 性 能 指 标 的 渠 系 控 制 器 参 数 优 化 [J].农 业 工 程 学 报,2018,
34(7):90 - 99.
Researchondynamictargetwaterlevelscontrolalgorithm forwatertransferinwinterin
theMiddleRouteofSouth - to - NorthWaterDiversionProject
1
1
2
3
GUANGuanghua,LIRuoran,LUOQiushi,GUOXinlei
(1.SchoolofWaterResourcesandHydropowerEngineeringScience,DepartmentofAgriculturalWaterResourcesEngineering,
WuhanUniversity,Wuhan 430072,China;
2.YellowRiverEngineeringConsultingCorporationLimited,Zhengzhou 450003,China;
3.StateKeyLaboratoryofSimulationandRegulationofWaterCycleinRiverBasin,
ChinaInstituteofWaterResourcesandHydropowerResearch,Beijing 100038,China)
Abstract:TheMiddleRouteofSouth - to - NorthWaterDiversionProjectfacessignificantchallengesinwinter
waterconveyance.Lowflowandslowvelocityduringtheiceperiodisconductivetoform astableicecover ,but
substantiallyreducewaterdeliverycapacityandaffectstheprojectbenefits.Thisstudyaimstomaintainnormalwa
terconveyanceasmuchaspossibleinwinterunderthepremiseofensuringsafeoperationoftheproject,andto
swiftlytransitiontoemergencyice - periodconveyancemodewhennecessary.Startingfromthispremise ,thisstudy
developedstate - spaceequationsforthewaterconveyancesystembasedontheIDmodelandwaterleveldeviation
targetcalculations.Furthermore ,theobjectivefunctionwasmodifiedtoenablereal - timeupdatesoftargetwater
levels.Appliedto13canalpoolsintheBeijing - Shijiazhuangsection ,theresultsshowthatunderconditionsofsig
nificantflowvariations ,comparedtodownstreamconstantwaterleveloperationusingPIDcontrol,themethodpro
posedinthisstudyachievesastablewaterlevel35hoursearlier ,reducingthetimeoftransitionalperiodby34%.
Aschannelflowlinearlydecreasesfrom79% to40% ofthedesignflow,thetargetwaterlevelsineachcanalvary
between0and0.078meters ,meetingtheoperationalrequirementsforwaterlevelchanges.Highwaterlevelopera
tionisconducivetosafewaterconveyanceduringtheiceperiod.Thestudyincrementallyincreasesthemaximum
waterlevelchange,butachievesafastertransitionwithoutsignificantdeteriorationindynamicperformance.By
makingpreliminaryimprovementstotheMPCalgorithm ,thisstudysuccessfullyachievesarapidemergencytransi
tionduringtheiceperiod ,enhancingtheefficiencyofwinterwaterconveyancewhileensuringthesafetyofthepro
ject’soperation.
Keywords:controlled - storageoperation;modelpredictivecontrol;South - to - NorthWaterDiversion;dynamic
targetwaterlevel;constantdownstreamdepthoperation
(责任编辑:韩 昆)
— 3 0 —
8