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并联管网系统水力特性剖析

秋冬供暖季即将来临,设计人员在热水供暖循环系统设计过程中,设计重点无外乎各种并联环路之

间的流量合理分配问题。同程式和异程式两种系统作为典型的管网形式存在,在解决并联环路流量合理分

配方面都有其独特的优势。

1、并联环路的水力特性

任意并联环路之间的流量分配都遵循下列水力学的基本原则:并联点的水头差相同,此水头差为:式中H为水头差;S为环路的阻抗,它综合了环路的长度、管径和局部阻力因素;G为流量。

图1 并联系统的两种示例

图中的a和b为并联环路1和2的公共并联点,由于a和b之间的水头差,不管是经由环路1还是环路2都只能是同一个值,所以两个环路之间的流量分配比为

式子说明,并联环路之间的流量分配比与环路阻抗的平方根成反比,阻抗小,流量大;反之亦然。

其中有一个重要概念:两个并联环路之间的压差即水头差H总是相等的,阻力特性的不同会通过流量分配

自然平衡而使压力损失相同。

2、异程式系统的水力特性

异程式系统水力特性具备并联环路的典型特征:经由两个环路的水头差相等,总流量为两个环路的

流量之和,即

图2 异程式系统的典型图示

图中c和d为环路1和环路2的公共并联点,经由c-a-1-b-d的水头差,必然与经由c-2-d的水头差相同。当这两个并联环路各自的阻抗确定之后,不管全系统的水力特性如何,两环路间的流量分配比是可

以确定的,而且e-c和d-f管段的流量,必是这两个环路流量之和。当e-c和d-f管段的阻抗确定之后,又可以确定e和f之间的水头差。由此类推,可顺序确定所有环路之间的流量分配比。

3、同程式系统的水力特性

同程式系统不具备并联环路的典型性,虽然与异程式系统相同,经由两环路的水头差相等,但其流

量组成存在复杂性。同程式系统的典型图示见下图。

图3 同程式系统的典型图示

图3中c和b为环路1和环路2的公共并联点,经由c-a-1-b的水头差,必然与经由c-2-d-b的水头差相等。但是与异程式系统显著不同的是,当这两个并联环路各自的阻抗确定之后,并不能确定两个环路

之间的流量分配比,因为d-b段的流量主要取决于上游管段的水力特性,因而c-2-d的流量也不能确定。当d-b段上游阻抗较小时会使d点水头值较大,则c-d段有较小的水头差。相反,当d-b段上游阻抗较大时就会使d点水头值变小,则c-d段有较大的水头差。只有当e和b点之间所有管段的阻抗全部确定之后,经综合平衡才能真正确定各环路之间的流量分配比。在同程式系统设计过程中,需要注意两点:①供、回

水管的水力坡降(比摩阻)相近;②供、回水管的水力坡降线尽量远离,即尽量减小“共同段”阻力损失所占的比例。

4、小结

针对上述两种并联环路的水力特性的分析,可知:

(1)异程式系统虽有自末端起各环路水头差顺序增大,需要将各环路的阻抗S相应增大,以求得流量合理分配的困难条件,但全系统的水力特性的直观性较好,便于计算和调节。

(2)同程式系统虽有各环路之间可能取得相近水头差,因而具备流量合理分配的有利条件,但各环

路水头差的大小不似异程式系统那样存在直观规律性,计算和调节都较为困难。如果处理不当,某些环路

会出现下段水头值高于上段水头值,而导致局部环路出现逆循环。

高等电力系统分析第二章

1. 什么是电力系统状态估计和可观察性。 电力系统状态估计:对给定的系统结构及量测配置,在量测量有误差的情况下,通过计算得到可靠地并且位数最少的状态变量值----各母线上的电压相角与模值及各元件上的潮流。 当收集到的量测量通过量测方程能够覆盖所有母线的电压幅值和相角时,则通过状态估计可以得到这些值,称该系统是可观测的,每一时刻的测量量维数至少应该与状态量的维数相等。 2. 电力系统状态估计的作用。 提高数据精度,去除不良数据 计算出难以测量的电气量,相当于补充了量测量。 状态估计为建立一个高质量的数据库提供数据信息,以便于进一步实现在线潮流、安全分析及经济调度等功能。 3. 运行状态估计必须具备什么基本条件? 实现状态估计需要的条件: 1.量测冗余度:量测冗余度是指量测量个数m 与待估计的状态量个数n 之间的比值m/n 。系统冗余度越高,对状态估计采用一定的估计方法排除不良数据以及消除误差影响就越好。冗余量测的存在是状态估计可以实现提高数据精度的基础。 2. 分析系统可观性:当收集到的量测量通过量测方程能够覆盖所有母线的电压幅值和相角时,则通过状态估计可以得到这些值,称该系统是可观测的。 4. 状态估计与常规潮流计算的区别和联系? 潮流计算方程式的数目等于未知数的数目。而状态估计的测量向量的维数一般大于未知状态向量的维数,即方程数的个数多于未知数的个数。其中,测量向量可以是节点电压、节点注入功率、线路潮流等测量量的任意组合。 两者求解的数学方法也不同。潮流计算一般用牛顿-拉夫逊法求解 个非线性方程组。而状态估计则是根据一定的估计准则,按估计理论的方法求解方程组 状态估计中的“估计”不意味着不准确,相反,对于实际运行的系统来说,不能认为潮流计算是绝对准确的,而状态估计的值显然更准确。 状态估计可认为是一种广义潮流,而常规潮流计算是一种狭义潮流,及状态估计中m=n 的特例。 5. 数学期望,测量误差,状态估计误差和残差的概念? 数学期望:统计数据的平均值。 状态估计误差:状态量的估计值与真值之间的误差。 ? 状态估计的误差为,可得?-x x []1?()()()T --=-∑-x x x H x R z h x ?测量误差:v = z -h (x ) ? 残差:量测量与量测估计值之差。?-z z 6. 电力系统的配置。

MIKE.ZERO..2007水利模型系统MIKE21中文教程

MIKE21平面二维水流模型 渐进练习实例

目录 MIKE21平面二维水流模型 渐进练习实例 1.1背景知识 (2) 1.2练习实例的目的 (3) 1.3水动力学计算设置步骤 (3) 2生成地形文件 (4) 3生成输入参数 (12) 3.1创建水位边界条件 (12) 3.1.1把测量水位导入时间序列文件 (13) 3.1.2创建边界条件 (17) 3.2初始表面高度 (20) 3.3风条件 (20) 3.4边界处的密度变化 (21) 4模型建立 (23) 4.1平面二维水流模型 (23) 4.2模型校核 (33) 4.2.1测量水深 (33) 4.2.2流速测量...............................................................................................错误!未定义书签。 4.2.3模型结果提取 (35) 4.2.4比较模型结果与测量结果 (39)

1.概述 本实例以连接丹麦和瑞典的跨海(?resund)工程为例。 图1.1丹麦海峡(?resund) 1.1背景知识 1994年,哥本哈根和Malm?开始了连接丹麦和瑞典隧道及桥梁的项目。该项目执行了严格的环境要求,即隧道和桥梁对波罗的海的环境不得产生任何影响。这样的要求意味着桥梁和隧道设计的阻流作用小于0.5%,同理,溢流和排放的最大流量也要得到控制。为了达到环境的要求和监理工程施工,建立了一个主要的监测程序。整个监测程序包括40多个水文测站,收集水文、盐度、温度和流场数据。另外还为ADCP 的船载测站和CTD等固定站点进行了广泛的补充测量。监测程序最初于1992年开始并一直持续到本世纪。 由于?resund海域天然水文的多样性和多变性,连接工程的阻流作用只能通过数值模型来评价。而且,?resund的情况需要一个三维模型。所以,利用DHI的三维模型——MIKE3对?resund整个海域进行模拟,并在其中设置嵌套模型,网格尺寸水平方向由连接工程附近的100米到?resund较远海域的900米,垂直方向网格尺寸是1米。随后,MIKE3模型会根据现场测量数据阶段进行校核和验证。 根据监测程序得到的数据,初步选择足以反映?resund海域天然水文多样性的3个月作为模拟的“设计时段”。设计时段用来对连接工程进行详细的规划和优化,并确定需要填充的挖泥量,以达到对环境没有任何影响。

《电力系统分析》朱一纶课后习题解

电力系统分析xx课后习题选择填空解答第一章 1)电力系统的综合用电负荷加上网络中的功率损耗称为(D) A、厂用电负荷 B、发电负荷 C、工业负荷 D、供电负荷 2)电力网某条线路的额定电压为Un=110kV,则这个电压表示的是(C)A、相电压B、1 相电压C、线电压D、3线电压 3)以下(A)不是常用的中性点接地方式。 A、中性点通过电容接地 B、中性点不接地 C、中性点直接接地 D、中性点经消弧线圈接地 4)我国电力系统的额定频率为(C) A、30Hz B、40Hz C、50Hz D、60Hz 5)目前,我国电力系统中占最大比例的发电厂为(B) A、水力发电厂 B、火力发电厂 C、核电站 D、风力发电厂 6)以下(D)不是电力系统运行的基本要求。 A、提高电力系统运行的经济性 B、安全可靠的持续供电 C、保证电能质量 D、电力网各节点电压相等 7)一下说法不正确的是(B) A、火力发电需要消耗煤、石油 B、水力发电成本比较大 C、核电站的建造成本比较高D太阳能发电是理想能源 8)当传输的功率(单位时间传输的能量)一定时,(A)

A、输电的压越高,则传输的电流越小 B、输电的电压越高,线路上的损耗越大 C、输电的电压越高,则传输的电流越大 D、线路损耗与输电电压无关9)对(A)负荷停电会给国民经济带来重大损失或造成人身事故。 A、一级负荷 B、二级负荷 C、三级负荷 D、以上都不是 10)一般用电设备满足(C) A、当端电压减小时,吸收的无功功率增加 B、当电源的频率增加时,吸收的无功功率增加 C、当端电压增加时,吸收的有功功率增加 D、当端电压增加时,吸收的有功功率减少 填空题在后面 第二章 1)电力系统采用有名制计算时,三相对称系统中电压、电流、功率的关系表达 式为(A)A.S=UI B.S=3UI C.S=UIcos? D.S=UIsin? 2)下列参数中与电抗单位相同的是(B)A、电导B、电阻C、电纳D、导纳3)三绕组变压器的分接头,一般装在(B)A、高压绕组好低压绕组B、高压绕组和中压绕组C、中亚绕组和低压绕组D、三个绕组组装4)双绕组变压器,Γ型等效电路中的导纳为(A ) A.GT-jBT B.-GT-jBT C.GT+jBT D.-GT+jBT 5)电力系统分析常用的五个量的基准值可以先任意选取两个,其余三个量可以 由其求出,一般选取的这两个基准值是(D )

给水管网系统建模及其可靠性分析报告

给水管网系统建模及其可靠性分析 摘要 给水管网系统是一个拓扑结构复杂、规模庞大、用水变化随机性强、运行控制为多目标的网络系统。管网建模是仿真给水管网系统动态工况的最有效的方法,是为模拟管网系统建立数学模型的过程。模拟容主要是图形模拟、状态模拟和参数模拟。而建立模型并不是一蹴而就的,要不断的开发、更新和完善。在管网优化设计的四个方面中,保证给水系统可靠性是给水设计的主要容之一。随着现代科学技术的快速发展,可靠性工程理论日益受到广泛重视。 关键词:给水管网系统建模;管网优化设计:管网系统可靠性 一、引言 我国各城市的市政公用输配系统(供水、供气)是城市重要的基础设施之一,也是城市建设和可持续性发展的制约因素,这些工程网络在系统规划上有许多方面存在着共性。 对给水管网系统进行建模,一方面对于大量复杂、繁琐的问题能够取得快速、准确的计算结果,大大提高了工作效率,使得以前很少或者不可能进行的大型工程量计算问题和多方案比较问题得以顺利解决。另一方面,可以对输配系统的工作状态(水力、水质)进行比较准确的模拟仿真,尤其当系统中有较完善的设施时,更可以对系统的实时工况进行在线模拟,这样不仅可为系统的优化运行、调度提供很好的基础条件,为系统的改扩建提供可靠的依据,也为给水管网水质预测和安全输配提供支持。 对给水管网系统建模完成后应注意管网的优化设计,包括四个方面:水压、水量的保证性;水质的安全性;可靠性和经济性。随着现代科学技术的快速发展,作为系统工程之一的可靠性工程理论日益受到广泛重视。在近代,各种工程系统、构筑物设计时,已经开始应用可靠性的数学理论。可靠性和其他技术经济指标一样,成为评价系统优劣的主要指标。可靠性问题之所以得到重视,是因为系统、构筑物、设备相互有关,任一部分损坏可能导致整个系统的故障,而整个系统的故障,例如给水系统发生故障,将对社会和人民生活带来损害。而故障的发生多数为随机事件,一般无法预料和预防,因此给水系统可靠性具有概率的性质。在生活节奏日益加快的今天,确保给水管网系统的正常运行具有十分重要的意义。

在GIS平台上建立供水管网水力模型的方法

科 技 前 沿科技创业家2012年10(下) TECHNOLOGICAL P IONEERS 6科技创业家 TECHNOLOGICAL PIONEERS 1 现行供水管网水力模型建模的方法和问题现在我国各地水司纷纷建立各自的GIS平台,但使用情况不是很理想。不是GIS技术不成熟,而是卡在建立供水管网水力模型这一问题上。现行的供水管网水力模型建模的方法主要分成以下三步:1.1相关管网信息数据提取和输出:根据需要将GIS平台中管网信息数据有选择的导出到一种外部数据库(DBASE、Access、SQL等等数据库模式)中,作为管网水力分析程序的输入数据,等待进行水力分析。1.2数据处理和计算:利用各种水力建模软件(如Epanet、Infoworks、同济宏扬等)设置必要的初始条件,进行延时水力模拟计算。计算前根据所使用的水力建模软件的需要,要对GIS平台输出的数据进行相应的处理,以转换成水力建模软件能识别的 数据格式。 1.3数据导入和表达:将计算结果导回 GIS平台,利用GIS平台显示模块进行表达。 现在最流行的几种GIS开发平台利用了 各种先进的技术手段想利用GIS直接建立 供水管网微观动态水力模型,但只要仔细 研究会发现它们还是使用着老模式:提取 输出所要分析的管网数据,数据处理和计 算,结果反馈和表达。这种模式的问题是: 1.4数据传输过程较多,容易产生数据 丢失,严重影响计算精度。要避免这个问题 只有在各个数据传输过程都加入数据自检 步骤,这又导致计算过程烦琐,严重影响计 算效率; 1.5其次由于数据无法自动同时更新, GIS平台中数据每发生一点变化都需要重 新进行管网建模。这意味着管网建模时间 要尽可能短!否则整个系统会因反映迟缓 而不具任何实际意义。 2 问题的解决方法和途径 通过对目前几种最流行的GIS开发平 台建立供水管网微观动态水力模型方法的 研究,我发现无论是直接建模,还是间接建 模,都忽略了一个关键性问题:如何选取你 所要的管网信息数据。通过对管网数据加 权可很好的解决这一问题。 我武水集团所使用的龙泉管网信息系 统是基于ORACLE关系数据库及西门子 SICAD/open平台的开放式管网GIS系统, 要想利用GIS平台直接建立供水管网微观 动态水力模型需要开发设计:数据管理、数 据选取,数据输入和检查、节点流量分配、水力计算、数据反馈和表达等六个新的功能模块,技术流程图如图1所示:2.1数据管理水力模型是建立在供水管网上的动态系统,随时间变化,需要分时段。它又是对GIS平台进行简化和抽象,以提高计算速度。因此建立水力模型首先要进行数据分析。我公司GIS平台采取的数据库是ORACLE关系数据库,可在高级C语言环境下开发ORACLE库接口,多采用SQL语句开发出满足各种需求的优化应用程序,但缺点是应用程序所使用的数据无法移植(数据共享功能比较单一)。为此我们需开发出一个数据管理模块,用来处理数据分析,建立水力模型相关数据库。下表是数据库结构设计表(如表1):2.2数据选取我们知道城市供水管网非常庞大,不可能每次建立水力模型都将所有数据全部代入水力模型,否则计算将变得非常困难。因此如何选取我们所需要的管网数据是建立水力模型的关键。对此需要开发专门的数据选取模块来满足需求。其工作原理是将GIS平台中每项数据填加一个标签项,参与水力建模的标签项设为“1”,不参与水力建模的标签项设为“0”。2.2.1节点的选择:一般进行拓扑分析,与被选择的管线连接的所有节点都进入水力模型。对节点的水力分析的关键是区分节点水流方向和节点流量。2.2.2管线的选择:一般水力建模前都要确定参与水力模型的最小管径,然后进行拓扑检查,防止出现错误。这种方法最大的问题是在局部管网建模时,如果不清楚来水管线和回水管线,所建立的水力模型往往与实际有很大的误差。所以我个人认为,在水力建模前要对管线加以标注,以区分来水、回水后再确定参与水力模型的最小管径以避免水力模型失真。2.2.3闸门的选择:传统水力建模方法认为闸门不进行操作,除水厂或加压泵站在GIS 平台上建立供水管网水力模型的方法探讨 胡炯 (武汉水务集团汉阳供水部管线所 湖北武汉 430050) 摘 要:在GIS 平台上建立供水管网水力模型是GIS 技术真正能运用起来的关键,建立供水管网水力模型的方法是首先将GIS 平台中的管网信息输出到外部数据库,再利用水力建模软件进行处理和计算,再将结果反馈回GIS 平台进行表达。本文通过对这种水力建模方法的探讨,对GIS 平台的运用提出新的看法,希望能对我公司水力建模有所帮助。 关键词:GIS 供水管网 水力模型 空间分析 图1 技术流程表1作者简介:胡炯;性别:男;学历:大学本科;职务:管线所技术员。 (下转8页)

高等电力系统分析_课后习题

《高等电力系统分析》 课后习题 第一部分:电力网络方程 ●对于一个简单的电力网络,计算机实现节点导纳矩阵 节点导纳矩阵的修改方法。 ●编制LDU分解以及因子表求解线性方程组 消元,回代。 ●试对网络进行等值计算。 多级电网参数的标么值归算,主要元件的等值电路。 第二部分:潮流计算 简单闭式网络潮流的手算方法步骤 第三部分:短路计算 对称分量法简单不对称故障边界条件计算,复合序网的形成。 第四部分:同步机方程 派克变换 同步电机三相短路的物理过程分析 第五部分:电力系统稳定概述 ●什么是电力系统的稳定问题?什么是功角稳定和电压稳定? 广义的电力系统稳定性实际上指的就是电力系统的供电可靠性,如果系统能够满足对负荷的不间断的、高质量的供电要求,系统就是稳定的,否则系统就是不稳定的。通常所说的电力系统稳定性实际上专指系统的功角稳定。 电力系统的功角稳定指的是系统中各发电机之间的相对功角失去稳定性的现象。 电力系统的电压稳定性是电力系统维持负荷电压于某一规定的运行极限(如不低于额定电压的70%)之内的能力,它与系统的电源配置,网络结构,运行方式及负荷特性等因素有关,带自动负荷调节分接头的变压器也对系统的电压稳定性有十分显著的影响。 ●电力系统送端和受端稳定的特点是什么? 送端指电源,其稳定性主要是系统的各台发电机维持同步运行的能力,即功角稳定。 受端稳定一般指负荷节点的电压稳定性和频率稳定性。电动机负荷则是一个以微分方程描述的动态元件,其无功功率与电压的平方成正比,电压下降时,其吸收的无功功率会显著下降。当电压低于系统的临界电压时可能出现电压崩溃。 ●常用的电力系统稳定计算的程序都有哪些?各有什么特点? 常用仿真程序: 1.PSASP中国电科院(PSCAD属于系统级仿真软件) 2.BPA美国 3.PowerWorld Simulator美国 4.UROSTAG法国和比利时 https://www.wendangku.net/doc/f55717271.html,OMAC德国西门子公司 6.PSCAD/EMTDC (PSCAD属于装置级仿真软件) 7.PSS/E美国 8.MATLAB 9.RTDS实时仿真器 ●大停电的影响是什么?

BIM水力模型在智慧水务中的应用

https://www.wendangku.net/doc/f55717271.html,/ BIM水力模型在智慧水务中的应用 一、智慧水务的前世今生 以前,城市的人口还不是很多,管网的情况比较简单,偶尔的突发情况靠经验就可以来处理。可是后来农村包围城市,城市规模急剧扩张,水厂和管网遇到的问题也越来越多样,加上很多年久的管网资料匮乏,单纯依靠经验的粗放式管理完全无法满足要求。 在这样的背景下,水务行业开始采用遥感遥控技术,数据采集及各种传感器测量技术,这一阶段称为自动化阶段,在这一阶段,基本上实现了工艺过程的自动化控制,生产数据都能够储存起来了。但是这些数据各种类型的都有,没有统一这时就发展到了第二个阶段:信息化阶段,这个时候的主要目标是要实现数据采集,融合,构建信息化的平台,数据统一规划,统一平台。 数据有了,也统一了,是该考虑怎样利用这些数据了,要发挥所有数据的作用和价值,这就进入第三个阶段:智慧阶段。在这一阶段主要是通过大数据管理平台进行综合调度,合理优化。 二、水力模型在智慧水务中的角色 作为水司来讲,管网的数据都有了,可是要怎么运行才能既保证供水需求,又降低能耗和漏损量?怎么才能根据现有的管网情况预测可能发生的爆管?污染范围?污染物跟踪?要怎样在发生突发事情时从众多应急方案中选出最优的一个? 怎么知道扩建改造的管网是设计是否合理?……要实现这些,就需要对水司现有的数据进行分析,这么多的数据,靠人脑去分析无论是从精确性还是效率来说都是不可靠的,于是依托于计算机进行分析模拟的水力模型就出场了。 三、供水企业对管网建模的期望: (1)定位:不仅仅是为了调度,更多是为了管理。 (2)要了解模型的局限性: ①节点流量的不准确、管线与管配件摩阻的不确定性、水泵运行曲线的不确定性、管径大小的不准确等,永远不可能达到模型计算结果与实际测量相一致。 ②如同汽车、电话等,模型可提供方便,节省投资与人工,会预防事故的发生、减少事故的危害程度,从而降低风险成本,但不会直接创造经济效益。 ③增加人工费:专人对新管线、新设施、新用户等及时更新,是模型准确与否的关键。 ④技术维护费:软件及时更新是获得新技术的关键。 四、模型成功的关健 (1)软件应用非常复杂,开发与维护人员需专门培训;因为不能使用或正确应用软件,是许多水司建模失败的原因。 (2)模型要作为水司的公共资源:要为规划设计部门、管理与决策部门、调度部门、维护维修部门等所应用,而不仅是局限于建模人员。

艾三维BIM分享:Bentley市政给排水管网水力模型解决方案

Bentley市政给排水基础设施BIM应用 前景 水是人类生活不可或缺的部分,给排水从始至终贯穿人们生活的每一个角落,从古时大禹治水到如今南水北调等等,无一不体现市政给排水基础设施的重要性,随着计算机软件技术的不断发展,传统的给排水解决方案已经无法满足现阶段以及未来工程技术的要求,随着国内外建筑行业对于BIM应用的全面协同发展,给排水即将迎来新的行业升级,全新的市政给排水基础设施的解决方案将更加智能化,更加精确的设计、模拟、分析市政给排水真实的情况,帮助用户管理给排水基础设施的生命周期。 给排水基础设施解决方案以建立和管理给排水基础设施生命周期为中心。构建、设计和运营用于提供饮用水的原水输送、处理和配送系统,或用于收集、输送污水和雨水径流进行处理的排水系统。集规划、设计、建模和分析网络为一体的解决方案将给用户建造更加出色的输配水系统;解决方案还将搭载运营建模、GIS、资产性能和资产生命周期管理等各种功

能,为用户提供漏损管理、能耗管理、资产维护、投资优先级等预测分析,帮助用户管理整个城市给排水生命周期做出更明智的决策! 新的市政给排水基础设施BIM解决方案解决了传统解决方案无法避免的缺漏,极大的扩展了其解决范围,让高新技术融入其中,使给排水生命周期更趋于智能化、系统化,同时顺应国家对建筑行业发展和改革的大趋势。 Bentley市政给排水基础设施产品整体解决方案 海思德(Haestad)是美国目前从事水资源与给排水工程专业软件开发研究最大的专业团队。海思德创立于 1979 年。其全球总部位于美国康涅狄克州的 Watertown 市。经过将近 30 年的努力,海思德已经拥有 130 000 多个用户,遍布 170 个国家,用户既有大型自来水公司和政府机构,也有小型的市政咨询公司。它专注于提供市政给排水及水利、水文专业模型软件、服务、教育、培训及专业图书等服务。 2004年8月,Haestad并入世界领先的建筑、工程和运营(AEC)软件开发商Bentley 系统公司,为水资源领域提供了全新的给排水BIM解决方案。 给水系统解决方案 WaterCAD/WaterGEMS是一款综合性强和功能性齐全的给水系统设计建模分析软件,为用户充分分析了解给水系统状况、发现潜在问题并提供最佳解决方案,从给水管网压力和需求的基础分析,到水资源流失和消防研究,从了解和预防瞬态问题到确保水质,从能源管理到应急响应,涵盖给水基础设施管理生命周期各个方面。 在功能的应用上,有以下特点:

电力系统分析作业题答案

一 一、填空题 1.降压变压器高压侧的主分接头电压为220kv ,若选择+2×2.5%的分接头,则该分接头电压为 231KV 。 2.电力系统中性点有效接地方式指的是 中性点直接接地 。 3.输电线路的电气参数包括电抗、电导、电纳和 电阻 。 4.输电线路的电压偏移是指线路始端或末端母线的实际运行电压与线路 额定电压 的数值差。 5.电力系统的潮流分布一般是用各节点的电压和 功率 表示。 6.调整发电机组输出的有功功率用来调整电力系统运行的 频率 。 7.复合故障一般是指某一时刻在电力系统 二个及以上地方 发生故障。 8.减小输出电元件的电抗将 提高 系统的静态稳定性。 二、单项选择题 11.同步发电机的转速和系统频率之间是否有严格的关系( ② ) ①否 ②是 ③不一定 ④根据发电机的形式定 12.三绕组变压器的结构、通常将高压绕组放在( ③ ) ①内层 ②中间层 ③外层 ④独立设置 13.中性点以消弧线圈接地的电力系统,通常采用的补偿方式是( ③ ) ①全补偿 ②欠补偿 ③过补偿 ④有时全补偿,有时欠补偿 14.三相导线的几何均距越大,则导线的电抗( ② ) ①越大 ②越小 ③不变 ④无法确定 15.变压器的电导参数G T ,主要决定于哪一个实验数据( ① ) ①△P O ②△P K ③U K % ④I O % 16.当功率的有名值为s =P +jQ 时(功率因数角为?)取基准功率为S n ,则有功功率的标么值为( ③ ) ①?cos S P n ? ②?sin S P n ? ③n S P ④n S cos P ?? 17.环网中功率的自然分布是( ④ ) ①与电阻成正比分布 ②与电抗成正比分布 ③与阻抗成正比分布 ④与阻抗成反比分布 18.在同一时间内,电力网的电能损耗与供电量之比的百分值称为( ② ) ①负载率 ②网损率 ③供电率 ④厂用电率 19.电力系统的频率主要决定于( ① ) ①有功功率的平衡 ②无功功率的平衡 ③电压质量 ④电流的大小 20.关于顺调压电压调整方式的描述,错误的是( ② )

水力模型在海宁供水管网运行管理中的应用

水力模型在海宁供水管网运行管理中的应用 摘要:供水管网水力模型在供水企业中日益得到重视和应用。海宁自来水有限公司建立供水管网水力模型,利用水力模型实现区块化管理,降低漏失率、降低产销差、改善水质、节能降耗、提高供水安全可靠性;在线实时监控供水管网水量、压力和水质情况;发生事故时,能够及时制定应急方案;提出规划改造和优化调度方案等,可有效的提高管网管理的科学性、安全性和经济性,避免了盲目性。从而,实现“数字化”供水和“智能化”水务。 关键词:供水管网水力模型区块化管理模型应用在线实时监控 1前言 随着海宁市供水规模的扩大和供水安全要求的提高,供水企业需要全面掌握和分析供水管网的运行状态,这样对供水系统的管理工作提出了新的要求。近年来,供水企业管理水平日益提高、科技投入的力度日益增强、企业信息化的建设日益成熟。海宁自来水有限公司提出“数字供水”概念,建成了数字化供水系统,全面应用于生产、经营、服务工作。“数字化”供水搭建信息技术平台,打造“智能水务”,实现科技全方位支撑运营服务。水务建立营业一体化平台、供水管网地理信息系统、供水设施综合监测系统和供水管网水力模型系统。“十二五”计划提出:降低漏损率,降低产销差,节能降耗,提高供水管网安全可靠性。建立供水管网水力模型是管网优化设计和运行工况分析重要的手段之一,有效地提高供水系统的科学化管理水平,提高供水系统的运行稳定性、可靠性,为水务带来良好的经济效益和社会效益。 2海宁市供水现状 海宁市地处长江中下流域,四季分明,气候温和。全市共有两座水厂,现有供水计能力30万m3/d,供水面积668平方公里,服务人口约80万。全市DN75mm 以上的管道长度为1075km,管材以球墨铸铁、铸铁、钢、PE等为主。 3水力模型项目前期调研 上海、深圳、佛山、天津等城市已经建立供水管网水力模型,并将其成功的应用于供水系统生产管理中。如,管网运行管理、水厂优化调度、规划改扩建等,

高等电力系统分析-课后习题

/ 《高等电力系统分析》 课后习题 第一部分:电力网络方程 对于一个简单的电力网络,计算机实现节点导纳矩阵 节点导纳矩阵的修改方法。 编制LDU分解以及因子表求解线性方程组 消元,回代。 > 试对网络进行等值计算。 多级电网参数的标么值归算,主要元件的等值电路。 第二部分:潮流计算 简单闭式网络潮流的手算方法步骤 第三部分:短路计算 对称分量法简单不对称故障边界条件计算,复合序网的形成。 第四部分:同步机方程 派克变换 ; 同步电机三相短路的物理过程分析 第五部分:电力系统稳定概述 什么是电力系统的稳定问题什么是功角稳定和电压稳定 广义的电力系统稳定性实际上指的就是电力系统的供电可靠性,如果系统能够满足对负荷的不间断的、高质量的供电要求,系统就是稳定的,否则系统就是不稳定的。通常所说的电力系统稳定性实际上专指系统的功角稳定。 电力系统的功角稳定指的是系统中各发电机之间的相对功角失去稳定性的现象。 电力系统的电压稳定性是电力系统维持负荷电压于某一规定的运行极限(如不低于额定电压的70%)之内的能力,它与系统的电源配置,网络结构,运行方式及负荷特性等因素有关,带自动负荷调节分接头的变压器也对系统的电压稳定性有十分显著的影响。 电力系统送端和受端稳定的特点是什么 送端指电源,其稳定性主要是系统的各台发电机维持同步运行的能力,即功角稳定。 { 受端稳定一般指负荷节点的电压稳定性和频率稳定性。电动机负荷则是一个以微分方程描述的动态元件,其无功功率与电压的平方成正比,电压下降时,其吸收的无功功率会显著下降。当电压低于系统的临界电压时可能出现电压崩溃。 常用的电力系统稳定计算的程序都有哪些各有什么特点 常用仿真程序: 1.PSASP中国电科院(PSCAD属于系统级仿真软件) 2.BPA美国 3.PowerWorld Simulator美国 4.UROSTAG法国和比利时 5.? https://www.wendangku.net/doc/f55717271.html,OMAC德国西门子公司 7.PSCAD/EMTDC (PSCAD属于装置级仿真软件)

AQUIS水利模型介绍

AQUIS水力模型 AQUIS供水管网水力模型系统,提供了对供水网络中的流量、压力、水龄、水质进行仿真和优化,为管网规划、水厂设计、日常调度方案、应急调度预案等提供辅助决策,让操作者能做出更好、更聪明的决策从而优化生产并提高效益。 AQUIS系统的主要功能有: 1.供水管网水力和水质建模 根据管网GIS数据、监测点历史数据和用户用水数据,建立管网水力数学模型。 根据管网GIS数据、水质监测点数据,建立水网水质模型。 2.水力动态仿真 基于供水管网水力模型,动态仿真不同时段下的管网和出厂的压力、流量、流速、水头损失等参数数据,使操作人员直观的掌握水网水力运行情况。 3.水质动态仿真 基于水质模型,动态仿真不同时段下的管网水质情况,如含氯度、水龄、浊度、气味、化学成分等数据,使操作人员直观的掌握水网水质情况。

4.误差分析和模型校正 比较模型仿真结果和实测数据的差值,进行误差分析,仅一步对模型进行校正,确保模型准确可靠。 5.用水需求预测 分析预测整个供水网络的总用水需求,也可以按照管网区域,管网管段预测用水量情况。 6.场景仿真 根据需要将特殊情況或事故时(如水厂检修停产、管网维修关阀等)的供水调度人工初始方案及相应的各种控制条件进行设定,生成最佳的调度预案。 7.压力优化 分析管网中不同时段的水压状况,结合泵效和用水需求数据,生成最佳的压力优化方案,减少管网泄漏、减少能耗,为压力优化调度提供决策支持。 8.水锤分析 根据运行数据分析管网中的水锤情况,为管网优化改造、阀门调度提供合理的水锤分析决策。 9.爆管和漏水计算 AQUIS提供基于历史数据分析爆管位置和漏水量计算。 10.管网规划设计辅助和监测点优化 根据用水需求、供水能力分析等,为管网规划、管网设计提供辅助分析,利用模型仿真,优化自动监测仪表的安装布置。 11.管网分区辅助 为管网DMA分区提供设计辅助和检验。 AQUIS系统的主要特点有: 1.简单易用 AQUIS系统提供非常简洁的操作界面,是操作人员非常方便的使用AQUIS系统。

基于管网水力模型的独立计量分区优化

118  给水排水 Vol 134 No 13 2008 基于管网水力模型的独立计量分区优化 徐 强1,2 陈求稳1 刘锐平1 顾军农3 (1中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室,北京 100085; 2中国科学院研究生院,北京 100049;3北京市自来水集团有限公司第九水厂,北京 100031) 摘要 管网漏失和水质稳定性是影响供水安全的重要问题,科学合理的独立计量分区(Discrete Metering Area ,DMA )管理,可以辅助漏失点定位,控制二次污染。根据北京市某区实际监测数据,开发了供水管网水力水质模型,并应用建立的模型针对该区分析了不同DMA 方案的可行性,确定了优化的DMA 模式。 关键词 给水管网 DMA 管理 管网模型 方案优化 Optimization of discrete metering area scheme by pipeline net work model Xu Qiang 1,2,Chen Qiuwen 1,Liu Ruiping 1,Gu J unnong 3 (1.S t ate Key L aboratory of U rban and Regional Ecolog y ,Research Center f or Eco 2Envi ronment al S ciences ,Chi nese A cadem y of S ciences ,B ei j i n g 100085,Chi na;2.Gra d uate U ni versit y of Chi nese A cadem y of S ciences ,B ei j i ng 100049,Chi na; 3.N o.9W aterw orks ,B ei j i n g W ater S u p pl y Grou p Co.,L t d.,B ei j i n g 100031,Chi na ) Abstract :The leakage and water quality stability in pipeline are important issues to water supply.It is proved that discrete metering area (DMA )is a practical and effective method to detect leakage.Besides ,DMA is also useful to reduce recontamination of water in pipes.This study investigated the water pressure changes in a pipe network of an area in Beijing.Basing on the analyses of field monitoring data ,a numerical network hydraulics model was developed.The model was then applied to study t he possibilities of different DMA scenario s.According to t he simulation result s ,implementability and cost ,an optimized DMA scheme was finally suggested. K eyw ords :Water dist ribution system ;DMA planning ;Network model ;Scenario optimization 世界范围内管网平均漏失率约为17%,我国的 管网漏失率则高达25%[1]。管网漏失不仅浪费了宝贵的水资源,也带来重大的经济损失[2]。及时发现管网漏失,并采取有效的运行管理措施,能够提高供水可靠性并减少漏失。但是漏失检测和漏点定位一直以来是一项非常困难而繁琐的工作[3,4]。实践证明通过科学合理的独立计量分区(Discrete Metering Area ,DMA )管理,可以及时发现管网漏失和爆管等问题,辅助漏失点快速定位,还能有效控制二次污染,保障管网输配水水质。欧美国家已针对供水管网漏失控制出版了专业手册,其中就有很 大的篇幅涉及分区管理的原理、规划思想及实 例[5,6],近年来,国内也有一些研究[7,8]。但是DMA 模式意味着“环状管网—枝状管理”,实施后可能对用水区的供水稳定性和安全带来影响。1 管网水力模型本研究以EPAN ET 模型为参考,开发了基于节点法的管网恒定流模型,其基本方程包括连续性方程和能量方程[9],其中连续性方程是指从任一节点流出和流入的流量,其代数和等于零;能量方程指在管网的任一闭合环内,各管段的水头损失代数和等于零。此外, 进入管网的总流量等于所有节点流

浅谈大型供水企业建立水力模型思路分析

浅谈大型供水企业建立水力模型思路分析 [摘要]以华北某大型城市供水企业建立水力模型为例,从建模软件选择,与现有GIS系统的结合,建立区块化模型,试点区域4个方面详细阐述了大型供水企业建立水力模型模型的整体思路。 【关键词】供水管网水力模型;城市大型供水企业;建立思路 建立供水管网水力模型可以使供水公司的管理者量化地了解供水管网系统在不同条件下的运行工况,发现供水系统中存在的问题,进而通过水力模型的模拟来制定改造及优化方案[1]。因此,近年来供水管网水力模型已经成为供水企业提高管理水平不可缺少的工具。 华北某大型城市拥有多个大中型水厂,设计日产水能力约250万吨,供水管网长度DN75以上超过6000公里,供水面积超过600平方公里,供水人口超过500万人。该市管网多成环状,管材以铸铁、塑料、钢为主。随着经济的发展,用户水量迅速增加,管网逐年扩建,与2000年管线长度相比增长超过40%。针对其管网结构复杂、规模庞大、用水量随机性强等情况,为了更有效对供水管网进行管理急需建立一套科学的管理系统。为此,经考察论证,决定建立具有供水管网运行工况实时模拟及相关运营管理功能的供水管网管理系统。以期达到优化调度、降低漏失率、节能减排、水质监测、改扩建发展提供依据的目的。 1、建模软件的选择 根据该供水企业的管网情况,其建立将是一个复杂和庞大的管网模型,这套水力模型软件不仅满足管网运行工况的动态模拟的需要,而且能够快速完成庞大数据的运算,因此一个合适的供水管网水利模型软件平台的选择将是十分重要的。 1.1水力模型软件选择原则 水力模型软件必须是一款成熟的软件平台,在国内外有广泛应用的案例;必须支持ArcGIS平台,能够与该供水企业现有的GIS系统紧密的整合;必须能够提供强大的二次开发工具,可以根据用户管理特点和需要来修改和增加新的功能;开发商在国内有强大的技术支持队伍。 根据上述原则,经调研,该供水企业最终选择美国本特特力软件公司的WaterGEMS水力模型软件 1.2WaterGEMS水力模型软件简单介绍 模型软件是建立供水管网模型的重要工具。美国本特特力软件公司的WaterGEMS水力模型软件具有模型构造、水量分配、管网智能简化、达尔文优化设计和达尔文模型误差校正等技术,这些先进的技术能够帮助用户快速且准确地建立自己的管网模型。 2、与现有GIS系统的结合 建立供水管网水力模型需要大量的基础数据,而该供水企业已经建立的基于ArcGIS的地理信息系统,将是建模所需的管网静态数据主要来源。用户用地理信息系统来管理供水系统的静态基础数据,而应用水力模型来管理供水系统的动态运营。这两个系统既能独立运行,而相互之间又是密不可分的。因此,保证模型系统与现有地理信息系统能够很好地联合运行是建模的关键一环。 2.1无缝连接 采用的方案是,将模型软件嵌入到现有地理信息系统中,在现有地理信息系

城市供水调度工作中供水管网水力模型系统的应用

城市供水调度工作中供水管网水力模型系统的应用 发表时间:2018-05-17T15:04:41.630Z 来源:《基层建设》2018年第3期作者:张远军 [导读] 摘要:伴随着城市水利项目的发展,供水管网水力模型系统的监督管理成为了城市建设中的重点,只有建构良好且完整的水力模型系统应用机制,才能更好地优化供水调度工作质量。 珠海水务环境控股集团有限公司广东珠海 519000 摘要:伴随着城市水利项目的发展,供水管网水力模型系统的监督管理成为了城市建设中的重点,只有建构良好且完整的水力模型系统应用机制,才能更好地优化供水调度工作质量。本文结合案例,对城市供水调度工作中供水管网水力模型系统发展现状进行了简要分析,并集中阐释了系统应用和后续管理的建议,以供参考。 关键词:城市;供水调度;供水管网;水力模型系统;应用 行过程中的供水水压、水量以及水质不受到外界影响,在实际操作工作开始前,要对边界阀门进行操作处理,利用模型模拟完全关闭以及打开的工况参数,以保证供水调度工作运行效率。 (一)模型录入 在供水管网水力模型系统应用体系中,数据录入是最基本的要求,要对模型中的相关数据进行定位处理,整合其实际运行效率,结合阀门的阀门卡位置对GIS系统中的坐标予以判定,建立基础性定位模型,见图三。相关部门结合工况运行数据和相关信息,维护数据更新和数据处理效果,尤其是对水泵开关以及水池水位等基础信息进行整合以及处理,从而完善数据管理结构[4]。 图三:模型中阀门位置示意图 (二)调度工况 要对模型进行处理,结合不同阀门开关的实际状态进行24小时模拟,结合实际情况和信息的动态收集,确保阀门打开以及阀门关闭的早晚时间都能被有效模拟出来,从而对阀门两侧压力差予以测定和分析,整合后将平均过流量数据汇总成表,表格中涉及的参数包括口径(mm)、开启过流量(m3/h)、关闭时压力差(m)、流向以及有无流量正负现象。在对24小时模拟压力分布图以及模拟数据表进行全面分析后,就能得出相应的模拟结果,该地区阀门在开启后,部分地区边界压力会下降2m到2.5m,压力影响范围也有所扩大,流量相较于阀门状态时的变化并不是十分明显,尤其是对边界区域的影响较小。综上所述,只有有效控制阀门开启状态和速度,才能从根本上保证水质的平稳性。 (三)后续评估 在工程体系建立后,要对实时记录进行分析,尤其要建立模型运算数据和实测数据之间的对比分析,从而保证评估效果符合预期。对其模型模拟曲线进行处理,能推测出相应压力和流量的变化率,在工程项目运行后,现场的压力流测量数据和模拟数据较为一致,无论是压力参数、流量数据还是流向都大致能满足模型模拟数据,具有一定的研究价值[5]。 四、城市供水调度工作中供水管网水力模型系统反思 在对相关情况进行系统化分析后,要整合有效的监督管理工作,充分发挥供水管网水力模型系统的价值和优势[6]。建立相关系统就是为了有效整合供水调度和生产资源,提高工程操作管理水平,避免系统运行过程中调度操作和决策的盲目性,借助水力模型的应用和管

高等电力系统分析--作业1

《高等电力系统分析》第一次作业说明: 本次作业共涉及三个知识点,10道题。请选做其中的5道题目。要求用A4的纸张手写完成。请写上姓名学号专业信息,等期末的时候3次作业做完后一起提交。 知识点1:电力网络各元件的参数和等值电路 ● 基本要求: 掌握电力线路的结构;掌握电力线路的电阻、电抗、电导和电纳,电力线路的方程及等值电路;掌握变压器的参数及等值电路,电力网络的等值电路;掌握标幺值的计算。 ● 重点内容: 1、电力线路的参数和等值电路 (1) 电阻 L S R ? = ρ 式中 ρ—— 导线材料的电阻率;S —— 导线的额定截面积;L —— 导线长度。 (2) 电抗 L x X ?=1 0157.0lg 1445.01+=r D x m 式中 x 1—— 导线单位长度电抗; D m —— 几何均距;r —— 导线半径。 (3) 电纳 L b B ?=1 6110lg 58 .7-?=r D b m 式中 b 1—— 导线单位长度电纳。 (4) 电导 G ≈ 0 中等长度电力线路采用П形等值电路,如图所示。

2、双绕组变压器的参数和等值电路 (1) 电阻 2 2 1000N N k T S U P R = 式中 P k —— 变压器的短路损耗(kW ); S N —— 变压器额定容量(MVA ); U N —— 变压器额定电压(kV )。 (2) 电抗 N N k T S U U X 1002 00= 式中 U k %—— 变压器的短路电压百分数。 (3) 电导 2 1000N T U P G = 式中 P 0—— 变压器的空载损耗(kW )。 (4) 电纳 2 000100N N T U S I B = 式中 I 0 %—— 变压器的空载电流百分数。 变压器的等值电路有两种,即Γ形等值电路和Т型等值电路。在电力系统计算中,通常用Γ形等值电路,如图所示。 3、三绕组变压器的参数和等值电路 计算三绕组变压器参数的方法与计算双绕组变压器时没有本质区别,但由于三绕组变压器各绕组的容量比有不同组合,各绕组在铁芯上的排列也有不同方式,计算时需注意。三个绕组的容量比相同(100/100/100)时,三绕组变压器的参数计算和等值电路如下所示;三个绕组的容量比不同(100/100/50、100/50/100)时,制造厂提供的短路损耗需要归算。 (1) 电阻 先根据绕组间的短路损耗P k ( 1-2 )、P k ( 1-3 )、P k ( 2-3 )求解各绕组的短路损耗

水力模型和水质模型(中文)

1.1水力模型和水质模型 根据任务大纲,本咨询专家组需要承担的模型工作包括: ?-开发建立一水力模型-需要使用模型来审视、分析和评价城市的防洪工程措施,并为优化设计提出建议。 ?-开发可建立一个水质模型-需要使用该模型来审视和评价城市的水环境改善工程措施的优缺点,并为优化设计提出建议。 ?参与水资源管理方面的计划于战略的整合。 ?培训项目办和项目执行单位的技术人员 2010年XX公司为亚行赠款的XX城市环境改善项目中的水资源综合管理研讨会中,专门请专家了解本地的情况,有针对性地位XX江水力水质的模型作了讨论和建议。与XX设计院的专业人员作了讨论,专题进行了介绍。当时的研讨会的目的是在为XX 市打造水城的过程中,按照水资源管理原则提升XX市政府水资源规划和管理能力,根据水资源综合管理原则,基于XX市水城打造的实践,利用亚行的资源,开发和推动的知识产品。因此,我们的团队了解本项目的需求,和十分了解在模型工作中的挑战和瓶颈。我们更知道对于本地的技术人员来说知识转移的重要性。 说明:以下内容请同学补充,要求是1-1.5页。

1.1.1模型的选择 本项目选用丹麦水利研究所( Danish Hydraulic Institute, DHI) 开发的MIKE11模型建立河流的水动力和水质模型。MIKE11是一款多功能的一维水动力学软件,以求解圣维南(Saint-Venant) 方程组作为理论基础,带有水文模型,含对流扩散"水质生态"泥沙传输"降雨径流"洪水预报"实时操作等多种模块,并可与丹麦水利研究所( Danish Hydraulic Institute, DHI) 开发的其他分析模型交互运用。 Mike11软件应用发展很快,并在国内外的一些大型水利水文工程中广泛应用,如:淮河流域水质管理与应用、北京南沙河流域管理与规划、松辽流域水资源管理系统等。 1.1.2建模方法和数据收集 利用MIKE11软件结合所需要的数据,对河流进行区域概况分析、河网概化、污染负荷计算、参数灵敏度分析及模型的率定验证的工作,从而得到符合误差允许的河流水动力和水质模型。 建模过程中需要的数据包括: (1)流域描述 ——河网形状,可以是 GIS 数值地图或流域数字化电子图 ——水工建筑物(河闸、涵洞、坝)和水文测站的位置 ——河道沿线污染物排放情况(用于水质模型中的污染负荷计算) (2)河道和滩区地形 ——河床断面,间距视研究目标有所不同,原则上应能反映沿程断面的变化 ——滩区地形资料 (3)模型边界处水文测量数据 (4)实测水文站点水位、流量、控制污染物浓度等水文水质数据(用于模型的率定和验证) (5)水工建筑物(堰、闸、涵洞、桥梁等)设计参数及调度运行规则。 1.1.3水力学模型 水动力学模型主要基于MIKE11的HD模块,以圣维南(Saint-Venant) 方程组做控制方程,利用Abbott六点隐式格式离散上述控制方程组。之后再用河道方程、汊点方程组、外边界条件等解出隐式方程组得到水动力参数。 基本步骤为模型区域概况分析、河网概化、模型的率定和验证等。 1.1.4水质模型 水质模型以一维对流扩散方程作为控制方程,MIKE11采用时间和空间中心隐式差分格式离散对流方程。之后,利用水质边界条件、各种水质过程的模拟及水质过程与对流扩散耦合计算来求解离散方程。

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