我国能源形势日益严峻，能源问题已经成为制约我国经济社会发展的瓶颈因素，为此，国家对各个行业“节能减排”工作也更加重视，并且提出了一系列的指导方针。城市供水系统是一个城市的耗电大户，而我国的泵站效率普遍较低，管网设计和布局也不甚合理，因而造成了大量的能量浪费。为此，研究城市供水系统的节能控制问题对我国具有十分重要的现实和长远意义。首先，针对某水厂原有控制方式的不合理性，提出了采用变频控制方法来实现对水厂供水系统的供水控制工作，分析了该方法的节能原因，重点比较了工频泵组合工作，变频恒压控制和变频调压控制这三种方法的优劣。其次，为了给节能改造项目提供理论依据，建立了供水系统的能耗数学模型，模型由全网分配能耗模型和水泵组合能耗模型两部分组成，每个模型都是带有线性约束和非线性约束的节能寻优问题。并结合实际节能改造项目，利用Matlab遗传算法工具箱对所建立的模型进行了实例化仿真研究。最后，以实际工程项目为背景，针对变频控制具有较好的节能效果和控制效果，设计了供水系统变频控制器，给出了详细的软硬件设计内容。实践证明，在该控制器的作用下，为水厂节约了5%的电能，实现了项目要求。