两种算法在透平级的多目标优化设计中的应用

在对两种智能型多目标算法－－模拟退火算法和遗传算法进行研究的基础上，将两种算法从理论上进行了比较；并将该两方法应用到透平级设计的计算上，亦对其进行了比较，得出了有益的结论，从而为透平级的多目标优化设计的深入研究奠定了坚实的基础。     

基于多目标遗传算法的生物质气化过程参数优化

生物质气化过程是一个复杂的多目标非线性过程。通过对气化过程的机理分析,针对麦秸和玉米秸这2种软质秸秆类生物质原料特性,建立了气化过程的优化目标函数。在此基础上,采用多目标遗传算法对该目标函数进行优化设计计算。计算结果表明,该目标函数对生物质气化过程参数优化具有良好效果,也验证了该算法对于全局优化以及解决复杂非线性问题的有效性。     

基于CMOPSO的混合储能微电网多目标优化研究

针对可再生能源发电效率低和发电成本过高的问题,采用自适应网格多目标粒子群(CMOPSO)算法对混合储能的风光互补系统进行多目标优化设计分析。首先,分别建立微电网的成本、失负荷概率和失能量率数学模型;其次,将CMOPSO算法和经典多目标优化算法NSGA-Ⅱ对比,证明CMOPSO的优越性;最后,运用CMOPSO和NSGA-Ⅱ算法分别对单一储能和混合储能的微电网进行多目标优化设计,考虑可靠性和成本分别进行两目标优化分析,考虑系统的可靠性、成本和能源量费率,进行三目标优化分析对比。结果表明,无论是考虑两个目标或三个目标,在可靠性满足要求时,相比单一储能,采用混合储能微电网综合性能要好,CMOPSO优化效果更好。     

跨声速压气机转子多目标气动优化设计研究

采用数值优化方法对跨声速压气机转子NASA rotor37进行了多目标的数值三维气动优化设计,并对设计前后的几何形状、总体性能及流场的变化进行了详细的分析对比.结果表明,利用多目标遗传算法或者多目标模拟退火算法进行多目标的气动优化设计所得出的分布是基本一致的.各性能参数及流场结构的变化还是主要来源于前缘激波结构的变化.     

多目标模糊规划及其在轴承设计中的应用

本文分析了多目标规划存在的模糊性,提出了一个确定评价函数中权系数的模糊数学方法,讨论了约束条件的模糊边界问题及其表达方式。在此基础上建立了多目标模糊优化设计的数学模型,并给出了一种解法。最后通过一个汽轮机轴承模糊优化设计的例子,说明了这一理论的应用。     

基于MOSA算法的压电堆执行器多目标优化仿真研究

建立了高压共轨压电堆执行器有限元模型,并通过Matlab与Python语言的混合编程实现压电堆执行器多目标优化仿真,采用多目标模拟退火算法MOSA（Multi Objective Simulated Annealing）,以压电堆执行器内部拉应力和延迟时间为目标函数建立多目标优化模型,进行多目标优化设计。结果表明：压电堆执行器内部拉应力降低20.1%,达到10.7MPa;延迟时间降低20.4%,达到39.4μs。     

基于改进PSO的无刷双馈风力发电机优化设计

以无刷双馈风力发电机(BDFG)为研究对象,建立BDFG的优化设计模型,提出相应的优化目标、优化变量和约束条件。针对粒子群优化(PSO)算法易出现早熟收敛及陷入局部最优的现象,提出一种全参数振荡粒子群优化(OAPS-PSO)算法。在此基础上,采用OAPS-PSO算法对一台5 k W的BDFG样机进行优化设计,分别以有效材料成本最低和平均效率最高为优化目标,得出两套BDFG优化方案。结果表明,通过优化可使样机的有效材料成本下降6.9%或平均效率提高3.3%,说明该文提出的OAPS-PSO算法可有效应用于BDFG的优化设计。     

边界元解析敏度分析在燃烧室壳体构件优化设计中的应用

对燃烧室壳体构件进行优化设计,是改善应力集中状况、防止热变形损伤、提高其承载能力的重要措施。在燃烧室壳体构件优化设计中,本文建立了轴对称构件的边界元全解析敏度分析技术,并将该技术与通用的形状优化设计算法相结合,对燃烧室壳体中的某一平面应力下的构件进行形状优化设计。在优化燃烧室壳体构件时,用加权求和法处理该构件的多目标问题,最后获得满意的结果。     

基于粒子群算法的内燃机曲轴轴承优化设计

基于曲轴轴承润滑分析建立的轴承性能数据库,采用插值方法,获取不同结构尺寸轴承的润滑性能,应用粒子群算法,以轴承摩擦功耗为目标,对内燃机曲轴轴承进行优化设计.通过N485柴油机曲轴轴承的实例优化表明,此方法是切实可行的.     

基于填充粒子群算法的双次级永磁同步直线电机优化设计

提出了一种填充粒子群算法(FPSO),用以解决双次级永磁同步直线电机优化设计问题。在有限元分析的基础上,采用支持向量机拟合直线电机结构参数与运行性能参数之间的关系,建立用于优化计算的非参数模型;引入填充函数,对传统粒子群算法进行改进,并采用多峰值函数对算法进行测试,结果表明:FPSO具有良好的快速性和全局收敛性;采用FPSO对电机结构参数进行优化,得到一组最优的电机结构参数。仿真实验表明:采用该算法优化后的电机推力大、推力波动小且峰值电流小,符合电机的优化设计目标。     

汽轮齿轮机组分层设计最优化方法研究

本文在研究汽轮齿轮机组设计中各个环节优化设计的基础上。提出了汽轮齿轮机组分层设计最优化方法。其中主要环节包括:汽轮机—冷凝器—齿轮装置整体初步设计多目标优化;汽轮机本体初步设计效率优化;冷凝器初步设计总重量优化;齿轮减速器初步设计重量优化;一般压力级和级组多目标优化;复速级效率优化。所述方法在某型机组概念设计中得到应用。     

工业汽轮机大型排汽缸气动分析与结构优化

为了改善工业汽轮机排汽缸气动性能,降低流动损失,采用数值模拟方法对一种大型工业汽轮机排汽缸的气动特性与流场结构进行了计算与分析.揭示了造成工业汽轮机排汽缸气动损失的重要方面,同时提出了针对排汽缸重要结构参数的多种优化方案,并进行详细计算与分析.针对每种优化方案,阐明了优化机理与工业汽轮机排汽缸本身的优化局限性.研究结果...     

空冷汽轮机末级680mm叶片的开发

空冷汽轮机组在电力市场上所占的份额越来越大,哈尔滨汽轮机厂有限责任公司对空冷汽轮机组进行了冷端优化,设计背压由15kPa降为11kPa。为提高机组效率,需要设计一个比原有空冷末级620mm叶片排汽面积更大、余速损失更小的空冷末级叶片。     

透平叶片的气动优化设计系统

发展了一个叶轮机械叶片全三维粘性杂交问题的气动优化设计系统。该系统包括分析技术与组合优化技术的耦合：前者基于高精度、鲁棒型的数值分析方法，已成功地用于蒸汽透平叶片的流动分析．并经详细考核已将其纳入到了实际的叶片气动设计体系；后者基于优秀的iSIGHT商用优化平台．通过对多种优化方法的集成从而发展了组合的叶片全三维气动优化策略。数值结果与试验数据的比较表明了这一气动优化设计系统真正纳入到工业设计体系是完全可能的。     

Robust Analyzing Tools for Wind Turbine Blades Coupled with Multiobiective Optimization

This paper presents an approach that utilizes the recently developed tools for analyzing wind blade properties resulting from geometric shape and geographical site characteristics to find possible blade design improvements. A set of blade shapes with a certain deviation of chord distribution from the initial geometry was investigated for WindPACT 1.5 MW turbine. The results showed that the original blade geometry can be improved based on individual site wind characteristics, giving better aerodynamic efficiency and reduced cost.     

提高燃气轮机联合循环电站性能的优化方法

天然气联合循环机组因启停快、运行灵活性好、热效率高、排放清洁、建造周期短而倍受中国市场青睐.围绕如何通过燃气轮机进气系统、主机参数匹配、汽轮机冷端等参数优化来提高联合循环热效率是国内外学者研究的热点.以配有目前市场上最高性能等级燃气轮机的联合循环为研究对象,建立了以提高联合循环热效率为目标的热力计算和分析模型,提出了各段蒸汽压力及温度参数优化匹配方法,并进一步分析、讨论了燃料预热对联合循环热效率的影响.在综合考虑余热锅炉换热温差、汽轮机结构设计等制约因素下得到了一组蒸汽循环的优化参数配置.计算结果表明,相比直接沿用上一代蒸汽循环参数,使用该优化参数配置可大幅度提高联合循环效率,并且使用燃料预热可使循环性能得到进一步改善.     

中小型反击式水轮机选型方案优化选择

通过分析中小型反击式水轮机造型设计的特点，应用多目标优化理论建立了中小型反击式水轮机选型方案优化选择的数学模型、提出了对中小型小轮机选型方案进行定量评价的方法，并以实例进行了验证．     

超临界600MW汽轮机运行方式的优化研究

阐述了汽轮机变负荷运行的优化原理,介绍了某电厂600MW超临界汽轮机组变负荷运行优化试验的情况,并按照机组高调阀的实际流量特性,通过不同典型负荷下（包括540MW、480MW、420MW、360MW、330MW和300MW共6个负荷）的热效率对比试验,得到了机组优化后的变负荷运行方式,考虑了机组排汽压力的修正,给出了相应运行曲线的拟合函数.结果表明：优化后的运行方式在机组低负荷运行时,汽轮机热耗率明显降低,优化后的运行方式有效地提高了机组变负荷运行时的经济性.     

A Multiagent-System-Based Intelligent Reference Governor for Multiobjective Optimal Power Plant Operation

A large-scale power plant requires optimal set points, namely references, in several control loops for multiobjective optimal operation. In a 600-MW oil-fired drum-type boiler power unit, the set points considered are for the main steam pressure and reheater/superheater steam temperatures. The set points should be mapped with the varying unit load demand and satisfy the conflicting requirements in power plant operation. In practice, the set points are obtained using fixed nonlinear functions in the unit master control in a plant, which are designed for the single objective of load tracking with heat balance. However, it does not allow for process optimization under the multitude of conflicting objectives, which may be newly introduced and different from the initial design objective. This paper presents a methodology, multiagent-system-based intelligent reference governor (MAS-IRG), to realize the optimal mapping by searching for the best solution to the multiobjective optimization problem that tackles conflicting requirements. In searching for the optimal set points, a heuristic optimization tool, particle swarm optimization, is utilized to solve the multiobjective optimization problem. The IRG is designed based on the proposed MAS to operate at a higher level of automation, to execute asynchronous computations, and to reduce the computational complexity. The approach provides the means to specify optimal set points for controllers under a diverse operating scenarios online.      

基于有限元的汽轮机调节级温度场研究

针对汽轮机在启停以及变负荷运行等非稳定工况时,主要部件温度梯度较大,导致机组寿命损耗.利用ANSYS有限元分析软件,通过对汽轮机调节级温度场进行仿真,为其他各级进行建模仿真以及整个汽轮机转子的温度分布和热应力分析提供了理论基础,并为机组的启动优化提供了参考.