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《基于改進(jìn)遺傳算法的環(huán)形蒸汽供熱管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、東南大學(xué)碩士學(xué)位論文了其城市集中供熱的發(fā)展，都建立并發(fā)展了具有各自特色的供熱技術(shù)，利用多種類型熱源作為冬季供熱之用，集中供熱是各個城市的主要供熱方式。日本集中供熱(冷)發(fā)展始于上世紀(jì)70年代。其集中供熱系統(tǒng)以小規(guī)模居多，熱力管網(wǎng)相對簡單，多用于辦公樓等商業(yè)設(shè)施，用于住宅的比例僅有10％。近年來，日本集中供熱系統(tǒng)發(fā)展較快，特別是以東京為中心的關(guān)東地區(qū)，在本世紀(jì)初已占日本國內(nèi)的60％左右“31。我國的集中供熱事業(yè)起步較晚，在五十年代才開始發(fā)展城鎮(zhèn)集中供熱事業(yè)，發(fā)展一直較為緩慢。改革開放之后，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水
2、平的提高，集中供熱作為一項節(jié)能環(huán)保的市政公用事業(yè)，得到了迅猛發(fā)展。不僅是一些有著傳統(tǒng)供熱習(xí)慣的北方城市，長江流域的一些城鎮(zhèn)也在或正在積極發(fā)展集中供熱[14-1S]。我國的產(chǎn)業(yè)政策已經(jīng)確定將熱電聯(lián)產(chǎn)作為優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。截至2003年底，我國的集中供熱發(fā)展情況如表1．1所示u引：表1．1全國城市集中供熱狀況(1985．2003)1．3．2國內(nèi)外供熱管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計的發(fā)展熱網(wǎng)的優(yōu)化主要圍繞模型的建立和約束條件的無約束化處理來進(jìn)行。與給水管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計相比，蒸汽供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計研究相對較少。對于熱網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計，集中供熱系統(tǒng)發(fā)展較早的
3、國家地區(qū)主要是北歐和前蘇聯(lián)等。由于這些國家對集中供熱系統(tǒng)的研究起步較早，在集中供熱系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計方面有一套比較成熟的理論和方法，并且大量地利用計算機(jī)進(jìn)行供熱系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計計算。六七十年代時，前蘇聯(lián)就開始用計算機(jī)研究多環(huán)熱水管網(wǎng)的水力計算以及熱網(wǎng)參數(shù)的優(yōu)選問題，發(fā)表了許多計算熱網(wǎng)水力工況的論文，并完成了實際用于優(yōu)化供熱系統(tǒng)的計算機(jī)軟件¨"。歐洲大陸國家一般都在七十年代初建成了熱網(wǎng)的水力工況計算機(jī)模擬模型，并用以計算相關(guān)的經(jīng)濟(jì)問題¨8。擂1。芬蘭、丹麥等集中供熱發(fā)達(dá)的北歐國家，大型供熱系統(tǒng)的設(shè)計已經(jīng)實現(xiàn)了計算機(jī)化，并擁有了能
4、夠靈活應(yīng)用于優(yōu)化設(shè)計、系統(tǒng)分析和投資計算的軟件系統(tǒng)。這些研究都是從本國的實際情況出發(fā)，根據(jù)資源情況及供熱發(fā)展?fàn)顩r而進(jìn)行的心¨¨。供熱系統(tǒng)優(yōu)化理論研究方面，國外一些學(xué)者已經(jīng)進(jìn)行了試圖使得能量輸送系統(tǒng)的總體消耗，即運行的費用和每年設(shè)備的投資費用最小化的研究幢}矧。在這些研究中提出了解決實際問題的模型，而這些模型可以用來作為區(qū)域供熱和能源系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)幢劓。國內(nèi)對供熱系統(tǒng)的優(yōu)化問題主要集中在對熱力系統(tǒng)的研究，而對熱網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計研究不多，可查到的研究成果也較少，而且基本上也是針對枝狀管網(wǎng)的．系統(tǒng)地對環(huán)狀熱網(wǎng)設(shè)計的全局最優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行
5、研究的更為少見。熱水網(wǎng)的優(yōu)化研究已經(jīng)比較成熟，哈爾濱工業(yè)大學(xué)的鄒平華等用模擬退火算法對供熱管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，并開發(fā)有成熟的熱水網(wǎng)路水力計算軟件幢Ⅻ1。山東大學(xué)應(yīng)用有限元法開發(fā)了供水的環(huán)狀管網(wǎng)電算程序12"；對于以蒸汽為熱媒的供熱管網(wǎng)，由于蒸汽復(fù)雜的特性，對其研3第一章緒論究尚顯不足，華南理工大學(xué)在考慮蒸汽密度變化的基礎(chǔ)上建立了確定最佳蒸汽流速和保溫層厚度的模型，并開發(fā)了長距離動力蒸汽管道的優(yōu)化設(shè)計程序心引；東南大學(xué)等高校運用動態(tài)規(guī)劃的數(shù)學(xué)方法作為優(yōu)化策略聯(lián)合開發(fā)了枝狀蒸汽供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計軟件，并應(yīng)用到了工程實際中心引。
6、環(huán)狀管網(wǎng)可提高系統(tǒng)運行的可靠性、經(jīng)濟(jì)性及靈活性，但目前在我國設(shè)計及實際運行的環(huán)狀管網(wǎng)不多，對環(huán)狀蒸汽供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計仍在探索階段。1．4管網(wǎng)優(yōu)化算法管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計研究始于20世紀(jì)60年代末，最先在城市供水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計中引起工程設(shè)計人員的重視。由于管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計對整個系統(tǒng)的投資影響較大，所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和保證管網(wǎng)的運行可靠性也比較顯著。因此，研究人員對管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計方面的研究投入較多，其發(fā)展速度和取得成果均優(yōu)于在管網(wǎng)優(yōu)化布置方面進(jìn)行的研究。經(jīng)過近幾十年的發(fā)展和完善，管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計模型和算法均取得了很大的成就，在工程實踐中得到了
7、廣泛的應(yīng)用，成為提高管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計水平和設(shè)計效率的重要工具和方法。從公開發(fā)表文獻(xiàn)來看，給水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計方面的研究明顯比較成熟，而對其他諸如燃汽管網(wǎng)、供熱管網(wǎng)等方面的研究略顯不足。隨著運籌學(xué)、數(shù)值計算、最優(yōu)化理論和計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與推廣使用，結(jié)合管網(wǎng)水力學(xué)特性，研究人員將多種優(yōu)化技術(shù)和方法應(yīng)用到管網(wǎng)設(shè)計方面，這其中主要包括線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、枚舉法等等。近年來，隨著遺傳算法、模擬退火法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等智能算法的興起，越來越多的學(xué)者用此來進(jìn)行管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計計算，應(yīng)用智能算法進(jìn)行管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化研究，已成為網(wǎng)優(yōu)化研究的一個新方向
8、。在實際應(yīng)用中，由于優(yōu)化設(shè)計的目的、所考慮的約束條件、管網(wǎng)結(jié)構(gòu)類型、系統(tǒng)規(guī)模大小等因素的不同，構(gòu)造出許多不同的優(yōu)化模型，各種優(yōu)化模型的實用性也有很大的差異。1．4．1傳統(tǒng)算法l、枚舉法枚舉法(Enumerationmethod)是指對解空間內(nèi)所有的可行解進(jìn)行搜索，在管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計中通過在用戶指定的各組管徑序列中對各個管
