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申请/专利权人：北京中煤矿山工程有限公司

摘要：本发明公开了一种煤矿多级排水系统的多水平协同控制方法，包括以下步骤：S1建立多水平协同排水数学模型：以一个排水周期内在水平泵房用电费用最低为目标，以各阶段水仓水位为状态向量，阶段内开泵数量为控制向量，以各阶段水仓水位始终处于允许的最高水位和最低水位之间、各水平泵房水仓的进水量不大于排水量为约束条件，建立基于动态规划算法的数学模型；S2求解模型；S3根据模型求解结果对各水平泵房进行控制；采用本发明的控制方法，在用电平谷段，开启数量多的水泵将水位降下去；用电高峰和尖峰时段，在保证排水安全性的前提下，投入尽可能少的水泵，总体趋势符合“避峰填谷”的理想曲线，达到了节省用电成本的目的。

主权项：1.一种煤矿多级排水系统的多水平协同控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1建立多水平协同排水数学模型：以一个排水周期内在水平泵房用电费用最低为目标，以各阶段水仓水位为状态向量，阶段内开泵数量为控制向量，以各阶段水仓水位始终处于允许的最高水位和最低水位之间、各水平泵房水仓的进水量不大于排水量为约束条件，建立基于动态规划算法的数学模型如下：将一个排水周期按时间划分为N个阶段，从1至N依次编号；设泵房水泵数量为m台，目标函数为： 式中，Jk表示最优性能泛函，所有水泵的电费；ck表示阶段k电价；uik表示第i台水泵在阶段k的运行状态，uik取值0或1，1表示开启,0表示关闭，阶段k各个水泵的启闭状态组成水泵控制决策；pik表示第i台水泵在阶段k的功率；dk表示每个阶段的时长；阶段k水位状态可描述为： 式中，H0和S为水仓初始水位和底面积；Hk和fk分别表示水仓阶段k初始水位和进水量；rik表示第i台水泵在阶段k的排水能力；uik表示第i台水泵在阶段k的运行状态；dk表示每个阶段的时长；由式9可得数学模型的状态转移方程：Hk+1＝Hk+[fk-rkuk]dkS10 式中，Hk+1和Hk分别表示阶段k+1和阶段k水仓的初始水位；S2求解模型得到整个过程最优控制决策序列u＝{u1,u2,u3,…,uN}和对应的最佳水位状态序列H＝{H1,H2,H3,…,HN}；S3根据模型求解结果对各水平泵房进行控制。

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