微分进化算法应用于换热网络全局最优化

前言换热网络是过程系统中实现能量回收和高效利用的重要环节,其性能直接关系到整个系统的能量利用水平。目前,换热网络优化设计的方法主要分为三类,分别是夹点法[1-2]、数学规划法[3-4]与启发式方法[5-7]。     

基于机理仿真拓展的电厂热力系统数据代理映射模型构建方法

电厂系统高精度映射模型是智慧电厂先进调度控制的核心技术,传统现场试验获取数据的方法成本高、时间长,而在线机理模型仿真依赖高成本的仿真系统。文中提出一种基于机理仿真拓展的电厂热力系统数据代理映射模型构建方法。首先离线建立热力系统的结构机理映射模型,通过有限试验工况的运行数据对模型进行辨识修正;构建所需多工况条件,采用仿真系统运行高精度机理映射模型获得拓展的多工况运行样本数据;基于多工况运行样本数据,采用数据建模方法建立热力系统的数据代理映射模型,并脱离机理仿真系统加以运用。以某热电联产机组为案例的分析表明,基于神经网络建立的数据代理映射模型与机理映射模型计算结果的误差在1%以内,具有较高的一致性。     

基于蒙特卡罗微分算法优化大规模换热网络

在换热网络数学模型及分级超结构基础上,提出蒙特卡罗结合微分进化算法,双层优化换热网络。外层利用蒙特卡罗算法全局范围内搜索最佳的换热网络结构;内层用微分进化算法优化换热器面积;通过设定合理的预期换热器个数,控制Grossmann超结构下产生换热器的个数,不但能提高求解效率,而且可以有效地解决大规模换热网络问题。最后,算例结果表明,基于蒙特卡罗微分算法能保证在全局搜索能力的前提下,混合求解策略能够获得较优的结果。     

基于EEMD-LSTM模型的集中供热系统热负荷预测方法研究

对热网进行负荷预测是保障供热系统按需供热和精准调控的前提和依据.针对供热系统中由于高延迟、大惯性特点造成的调控不灵和能源浪费问题,构建了基于EEMD-LSMD方法的区域热网负荷预测模型,先通过EEMD(集合经验模态分解)对某热网换热站历史运行数据进行分解,并对分解的分量进行选择和辨别,再结合LSTM(长短期记忆神经网络...     

基于PSO算法的供热系统锅炉集群运行参数优化

针对供热系统调峰热水锅炉集群的参数优化问题,应用基于数据驱动的神经网络算法,接入DCS系统锅炉数据,辨识建立锅炉的运行性能模型,以锅炉运行参数为决策变量、锅炉集群运行经济性最优为目标函数,应用粒子群算法优化获得最优的锅炉集群运行方案。以三河新源供热调峰锅炉集群的运行数据为实例,对3台和4台锅炉运行参数进行了优化,结果表明:通过优化获得的方案,与实际运行方案对比后,可产生约7%的节能量。     

线性拟合换热网络性能与进口温度的关系

换热网络问题属于典型的混合整数非线性问题,有严重的非凸、非线性特性,且影响换热网络性能的因素众多.主要研究了换热网络进口温度与性能之间的关系.给定一换热网络固定结构,同时在固定面积的条件下,变动每股流体的进口温度,分析流体的进口温度与换热网络性能之间的关系,得出线性拟合的适用性.然后设计正交试验,拟合出性能与进口温度的线性模型,并验证该模型的准确性.最后根据拟合模型,从众多流股中优选冷、热流体组合成目标换热网络.     

换热网络的热流均匀性因子

提出并建立了能够评价换热网络换热效能的热流均匀性因子,在两个条件下对该因子进行验证和分析。首先,在相同结构上保持换热器单元总面积之和不变的条件下模拟计算,考察热流均匀性因子与总换热量之间的对应关系,并与温差均匀性因子进行比较;其次,在改变换热网络结构的条件下优化计算,考察各优化结构的热流均匀性因子与总换热量之间的对应关系。通过两个具体的换热网络实例验证该因子,结果表明：热流均匀性因子越小则对应的换热网络总体换热效能越好。由此说明本研究建立的换热网络的热流均匀性因子能够从总体上反应换热网络的换热效能,能够作为其换热效能的一种新的评价指标,并能为换热网络的综合及优化提供新的思路。     

微分进化算法优化换热网络的性能

通过分析换热网络换热器面积与综合费用之间的关系,证明了连续变量引起的换热网络非线性及非凸等特性,这些特性造成换热网络局部最优解众多。而传统的基于梯度的优化算法受初始点影响很大,容易陷入局部最优解,是换热网络最优化的障碍所在。针对优化换热网络问题难以稳定收敛的角度出发,在换热网络分级超结构模型的基础上,研究了微分进化算法求解换热网络问题的鲁棒性。通过具体的算例,在固定结构下与经典的牛顿法比较,结果表明,该方法优化结果不受初始点影响,具有很好的鲁棒性,并且年综合费用得到进一步降低。用于工业生产过程中,可以稳定有效地节约成本。     

孕妇健康户外环境支持性影响因素研究

随着人口结构调整和三胎政策的出台，社会高龄孕产妇比例将扩大，建立促进孕妇生理与出行安全，促进孕妇压力缓解和促进孕妇资源获取的户外环境，将对孕妇主体感受和健康结果有潜在的积极影响。以梳理国内外研究影响孕妇健康的户外环境支持性影响因素为目的，通过梳理国内外研究中户外环境影响孕妇健康结果的证据，发现当前研究主要环境对象为邻里环境和社区环境。环境直接影响因素中的空气污染、可步行性和绿地暴露等会影响孕妇生理和出行安全。环境间接影响因素如物理环境障碍、环境不文明行为、社会支持、娱乐设施距离、健康食物获取等将影响孕妇体力活动和心理压力，并最终影响孕妇健康。根据文献分析结果，进一步结合支持性设计理论和“刺激-认知-反应”理论，提出孕妇健康同环境要素之间可能的总体作用机制模型，以期为指导设计实践，进一步建立评价体系提供研究基础。