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串联多级泵站联合运行的流量平衡方程式为：
Qi=Qi'+Qi+1
式中：Qi——第i级泵站的流量
Qi'——级与i+1级泵站之间的区间分流量，包括水面蒸发和河道渗漏
Qi+1——第i+1级泵站的流量
两级泵站联合串联运行时，天齐泵站除向大孤山泵站提供所需流量外，还提供两泵站之间6处小泵站的水量，还要考虑两站之间的水面蒸发和河道渗漏水量。因此，两座泵站联合串联运行时有：
Q1=Q1'+Q2
式说明在两级串联泵站提水系统中，**级站(天齐泵站）的流量等于两站区间分流量及第二级站(大孤山泵站)所需的流量，即流量达到平衡。
2、两泵站联合运行的优化
1）两泵站联合运行的优化模型
由于参加联合串联运行的两泵站的叶片安装角确定后，各站流量的增减变化都是突变，流量是离散变量而非连续变量，因此，必须采取水量调蓄的方式控制参加联合串联运行的各泵站的流量。
两站之间的河道及公园水面积较大，调蓄容积很大。调蓄容积是由大孤山泵站的**运行水位和**高运行水位确定的。
对于两座泵站联合串联运行的优化，就是要寻求一种适宜的调节容积，亦即**的调蓄水位，其特点是通过调控水位，达到扬程的优化。也就是通过调控天齐泵站出水池的水位及大孤山泵站前池水位，使两泵站联合串联运行时达到经济合理（总的能耗**小），即两泵站的加权平均泵站效率**高。因此，当水泵的叶片安装角度确定之后，调控水位是联系两泵站联合串联运行的可供选择的**的水力要素。
2）约束条件
广一泵业总结两泵站联合串联运行的约束条件有如下两个方面：
1）流量约束
当大孤山泵站调节流量的机组运行时，大孤山站的流量与两泵站之间分出的流量、水面蒸发、河道渗漏流量之和大于或等于天齐站的流量。
2）开机频度约束为减少机组的启动损耗，便于泵站的运行管理，延长电动机的使用寿命，每台机组开停机的次数不应过多。由于天齐站和大孤山站之间的距离近5km，且河道水面较宽，调节容积较大，调节机组的开机频度较小，即单位时间内开机次数较少，能较好地满足调节流量(即调解两泵站之间的水位)的需要。
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