考慮事故工況限額供熱的復(fù)雜供熱管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、　　集中供熱特別是熱電聯(lián)產(chǎn)對(duì)于節(jié)約一次能源、提高居民生活質(zhì)量、改善城市環(huán)境污染具有重要意義。本文提出了復(fù)雜熱網(wǎng)的全局優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，將問(wèn)題確定在復(fù)雜熱水熱網(wǎng)離散管徑的優(yōu)選問(wèn)題。詳細(xì)探討了數(shù)學(xué)模型、優(yōu)化算法、參數(shù)確定、約束條件的無(wú)約束化等問(wèn)題，主要的研究?jī)?nèi)容和成果包括以下幾個(gè)方面：　　一、建立了復(fù)雜熱網(wǎng)全局優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型。模型中包括了各種技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，以離散管徑作為決策變量，選定年折算費(fèi)用作為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，兼顧了投資、運(yùn)行及管理維護(hù)等

2、方面；約束條件中包括了各種技術(shù)參數(shù)，以事故工況限額供熱表征熱網(wǎng)的可靠性評(píng)價(jià)，使該問(wèn)題變?yōu)橥箚?wèn)題，避免環(huán)狀干線管段管徑過(guò)小，保證環(huán)網(wǎng)的流量備用。　　二、提出了一種改進(jìn)的遺傳算法與模擬退火算法相結(jié)合的模擬進(jìn)化雜交優(yōu)化算法—遺傳退火算法，用來(lái)求解優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。復(fù)雜熱網(wǎng)全局優(yōu)化設(shè)計(jì)是多變量、多約束、強(qiáng)耦合的超大規(guī)模組合優(yōu)化問(wèn)題，首先要解決巨量維解空間尋優(yōu)的算法問(wèn)題，利用盡可能少的計(jì)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(diǎn)，計(jì)算效率高，收斂速度和解的質(zhì)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(shí)間范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了巨量維解空間的尋優(yōu)操作?！　∪?、對(duì)基本回路分析法做了適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，通過(guò)優(yōu)化初值、構(gòu)造最小樹等操作提高了計(jì)算速度；對(duì)多環(huán)熱網(wǎng)水力計(jì)算及其事故工況下空間管網(wǎng)校核計(jì)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(yùn)算，在不影響精度的條件下，縮短了水力計(jì)算時(shí)間?！　∷?、探討了

4、事故工況模擬中的快速拓?fù)渲亟ê凸芫W(wǎng)簡(jiǎn)化問(wèn)題?？紤]事故限額的復(fù)雜熱網(wǎng)全局優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，限額供熱的校核計(jì)算需要建立空間管網(wǎng)模型，枚舉各管徑組合方案的事故工況，計(jì)算量呈乘積型增長(zhǎng)?！　∥?、在以上研究的基礎(chǔ)上，編寫了適用于多種復(fù)雜熱網(wǎng)全局優(yōu)化設(shè)計(jì)的程序，首次利用空間管網(wǎng)模型，考慮事故工況限額供熱，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜熱網(wǎng)設(shè)計(jì)的全局優(yōu)化。通過(guò)算例和實(shí)際工程的應(yīng)用，仿真試驗(yàn)的結(jié)果表明，本文建立的熱網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法可以應(yīng)用于實(shí)際工程中，解決復(fù)雜熱網(wǎng)設(shè)計(jì)中的實(shí)際問(wèn)