考慮事故工況限額供熱的復雜供熱管網優(yōu)化設計研究.pdf

1、　　集中供熱特別是熱電聯(lián)產對于節(jié)約一次能源、提高居民生活質量、改善城市環(huán)境污染具有重要意義。本文提出了復雜熱網的全局優(yōu)化設計研究，將問題確定在復雜熱水熱網離散管徑的優(yōu)選問題。詳細探討了數(shù)學模型、優(yōu)化算法、參數(shù)確定、約束條件的無約束化等問題，主要的研究內容和成果包括以下幾個方面：　　一、建立了復雜熱網全局優(yōu)化設計的數(shù)學模型。模型中包括了各種技術經濟指標，以離散管徑作為決策變量，選定年折算費用作為優(yōu)化目標函數(shù)，兼顧了投資、運行及管理維護等

2、方面；約束條件中包括了各種技術參數(shù)，以事故工況限額供熱表征熱網的可靠性評價，使該問題變?yōu)橥箚栴}，避免環(huán)狀干線管段管徑過小，保證環(huán)網的流量備用?！　《?、提出了一種改進的遺傳算法與模擬退火算法相結合的模擬進化雜交優(yōu)化算法—遺傳退火算法，用來求解優(yōu)化數(shù)學模型。復雜熱網全局優(yōu)化設計是多變量、多約束、強耦合的超大規(guī)模組合優(yōu)化問題，首先要解決巨量維解空間尋優(yōu)的算法問題，利用盡可能少的計算次數(shù)，得到最優(yōu)解。本文提出的算法綜合了遺傳算法和模擬退火算法

3、的優(yōu)點，計算效率高，收斂速度和解的質量都優(yōu)于單純的遺傳算法或模擬退火算法。以可變罰函數(shù)處理約束條件，在可行的時間范圍內，實現(xiàn)了巨量維解空間的尋優(yōu)操作?！　∪?、對基本回路分析法做了適當?shù)母倪M，通過優(yōu)化初值、構造最小樹等操作提高了計算速度；對多環(huán)熱網水力計算及其事故工況下空間管網校核計算，提出了一種新的混合矩陣迭代法，綜合了基本回路分析法和哈代.克羅斯法兩種算法，避免了逆矩陣運算，在不影響精度的條件下，縮短了水力計算時間?！　∷摹⑻接懥?/p>

4、事故工況模擬中的快速拓撲重建和管網簡化問題?？紤]事故限額的復雜熱網全局優(yōu)化設計時，限額供熱的校核計算需要建立空間管網模型，枚舉各管徑組合方案的事故工況，計算量呈乘積型增長。　　五、在以上研究的基礎上，編寫了適用于多種復雜熱網全局優(yōu)化設計的程序，首次利用空間管網模型，考慮事故工況限額供熱，實現(xiàn)了復雜熱網設計的全局優(yōu)化。通過算例和實際工程的應用，仿真試驗的結果表明，本文建立的熱網優(yōu)化設計方法可以應用于實際工程中，解決復雜熱網設計中的實際問