王鑫鑫[1]2003年在《热力系统模拟进化新技术研究》文中研究指明本文针对我国目前的能源情况，分析了现有热力控制系统中存在的问题，从提高热力系统的安全可靠性、运行经济性和降低污染的角度考虑，提出将模拟进化理论引入热力系统动态学研究中，解决热力控制系统优化中的问题。首先，对模拟进化理论进行深入研究，说明了运用模拟进化理论解决热力控制系统优化问题的可行性，并通过对模拟进化理论的可计算性分析，建立了模拟进化算法通用框架，为建立热力控制系统进化优化体系建立了理论基础。采用遗传规划的方法对热力系统实际被控对象进行进化自适应建模。在此基础上，首次提出了热力控制系统进化优化体系，解决了热力控制系统在线优化的问题，并分析了该体系的组成、工作过程、特点和具体实现过程。针对现有热力控制系统中常用的控制策略和控制方法，采用模拟进化理论进行优化的仿真研究；并以实际热力系统的工作过程为对象，对热力控制系统进化优化体系进行仿真研究和试验检验，验证了该体系的可行性和适用性。在炉膛火焰监测系统的基础上，设计分析了以主蒸汽压力为主调、以炉膛总辐射能为副调参数的燃烧控制系统，并通过仿真研究和试验验证，比较了该方法的优越性。在此基础上，建立了基于辐射能检测的燃烧进化优化系统，通过烟气含氧量与炉膛总辐射能的模糊自寻优控制器和风／煤比进化优化器组成的燃烧优化回路的共同作用，对锅炉进行燃烧经济性调节，达到燃烧优化控制的目的。模拟进化理论作为一种新兴的优化理论，在热力系统中的研究刚刚开始。本文的工作丰富了热力系统优化理论和热力系统动态学的范畴。将模拟进化理论应用到热力系统中，对于提高热力系统的运行效率、降低污染、提高设备的投运率都有着非常重要的作用。
田海川[2]2016年在《基于遗传算法的热力控制系统的设计与研究》文中研究指明随着城市热网的不断发展,集中供热成为现代化城市发展的一个趋势。对供热系统进行有效的管理和控制,使热力企业的经济效益和社会效益得到提高,已经成为热力企业供热系统的一个重要的课题。文章对热力控制系统进行了分析,结合热力企业供热系统设计的实际需求,提出了基于遗传算法的热力控制系统的设计方案。
薛亚丽[3]2005年在《热力过程多变量控制系统的优化设计》文中认为热力过程本质上是复杂的多变量系统,输入变量和输出变量间复杂的耦合关系使得多变量控制系统的参数优化一直是影响其投运的关键和难点,因此研究通用有效的多变量控制系统的优化方法对提高热力过程运行的经济性、安全性具有重要意义。本文利用遗传算法研究了单变量系统和多变量系统的控制优化问题,主要内容包括:1.改进了单变量控制系统的优化及评价方法。将控制器参数稳定域和鲁棒稳定域的启发性信息与遗传算法相结合,提高了单变量控制系统遗传算法优化的搜索效率。采用Mento-Carlo方法对不确定系统的控制效果进行评价,为众多控制方法的选择建立了客观的评价标准。2.提出了一种基于完整性分析的多回路控制系统优化方法。利用遗传算法和完整性理论对多回路控制系统的参数进行同时优化,获得整体最优的控制效果。研究结果表明,优化后控制效果有明显改善,且优化方法只要求目标函数可数值计算,随着系统维数的增加,优化的工作量并没有显着增加,显示了良好的适用性。3.提出了一种多目标、多扰动、多模型的多变量控制系统参数优化方法。针对控制结构确定的多变量系统,适当定义包含多目标、多扰动、多模型的目标函数,形成优化问题并通过遗传算法求解。方法广泛适于解决复杂热力过程中具有综合控制要求和约束条件的控制系统参数设计问题。4.将上述方法应用到热力过程中的典型多变量控制系统——汽轮发电机组控制系统、机炉协调控制系统和气化炉标准控制问题中。针对各个系统的特点,分别采用适合工程实现的控制器结构,定义反映控制系统综合要求的目标函数,进行控制参数的优化。研究结果表明,本文的优化方法在取得优良控制效果的同时,兼具灵活性和通用性的特点,在多变量热力过程控制优化中有广阔的应用前景。最后,论文还定量地比较了理想继电反馈与饱和继电闭环反馈辨识方法对四类典型热工对象的辨识精度,获得了饱和继电反馈辨识提高精度的定量认识。
于晶[4]2014年在《核电二回路热力系统热经济学分析及优化》文中认为核能作为解决能源需求的重要突破口,近年来在我国得到了迅速的发展,如何安全高效地利用核资源已成为我们关注的重要话题。随着我国经济的快速发展,节能不经济的状况已经不适宜核电企业的生存及发展,热经济学分析在热力学分析的基础上,将经济因素考虑到对机组的性能评价及分析中,能够降低发电成本,提高机组运行的经济性,给企业及国家带来巨大的经济利益,对节约能源、改善环境也有显着作用。本文以1000MW核电二回路热力系统为研究对象,首先确定了额定工况下核电机_组的运行参数以及环境参数,利用Matlab软件及水和水蒸汽性质计算程序得到系统各状态点的焓熵值及比(?),基于热经济学结构理论建立了机组的生产结构模型,确定了各子系统的燃料-产品,对系统进行了(?)分析、(?)成本及热经济学成本的分析计算。计算结果表明蒸汽发生器是系统中不可逆损失最大的设备,汽轮机各级组的(?)损失所占系统总(?)损失的比例也较大,是系统中用能的薄弱环节,具有很好的节能潜力;不同设备的不可逆具有不同的成本,证明了(?)的不等价性;沿着热力循环进行的方向,各设备的燃料及产品的单位(?)成本逐渐增加,从高压加热器至低压加热器的产品单位(?)成本逐渐增大。应用LIFO模式建立改进后的热经济学生产结构模型,结合数学导数链式法则,对生产过程中及系统的终端产品成本形成过程进行了分析计算。计算结果与采用结构理论所得结果保持一致,且更加合理,所得发电成本为每度电$0.010,为核电机组终端产品的定价问题提供了重要的参考。应用遗传算法对系统进行优化分析,选取12个主要优化参数,将系统的单位热经济学成本作为优化的目标函数,系统的主要设备蒸汽发生器及汽轮机组在优化后总(?)损失降低了 1798kW,投资成本减少了$533744。这一分析结果对降低机组发电成本、提高机组经济性有一定的指导意义。优化后系统的单位热经济学成本值降低了 4.06%,系统设备投资成本减少了 0.38%,生产每度电的成本降低了 1.77%。对核电二回路热力系统进行热经济学分析及优化设计,为找到降低核电机组热经济成本的突破口,指出提高机组经济性的研究方向具有指导意义,同时也为二回路热力系统提供了一套完整的评价和优化平台,对系统的节能降耗与优化改造提供了科学依据及理论基础。
蔡伟[5]2003年在《基于遗传算法的热力控制系统的设计与研究》文中认为随着城市建设的迅速发展，集中供热成为我国北方地区城市现代化建设所必须的步骤之一。供热系统的不断扩大，如何有效地控制和管理整个热力系统，提高热力系统的经济效益和社会效益，成为各供热企业急需解决的重要课题。 本文以石河子热力公司集中供热系统为研究对象，以供热工程基本理论为基础，对热力系统的水力和热力工况进行了分析，研究了热力控制系统目前存在的问题。针对集中供热系统的特点，设计了整个系统的运行控制方案。 1 建立了供热负荷预测模型，采用遗传算法对模型的参数辨识，并以此来计算当天的供热温度，指导锅炉的自动控制。 2 废弃了原来采用的按面积确定换热站一次流量的方法，对换热站的热力特性参数进行辨识，使一次供水流量能够动态的跟随各站供热面积的变化，为将来按热收费打下了基础。 3 运用遗传算法对整个管网的阻力系数进行辨识，根据阻力系数解决了水力失调的问题。在热量不足时，为均匀供热提供了依据。 4 根据阻力系数的辨识结果，在系统故障时，能够判断出故障的地点和类型，防止了故障的扩大，并为检修、恢复供暖提供了保障。
李艳[6]2013年在《低温有机朗肯循环及其透平的研究与设计》文中研究表明当前我国能源供给形势严峻、环保压力增大，深入开展节能减排工作显得尤为迫切。工业余热利用是推进节能减排的重要环节，其中250℃以下低温余热的回收利用率亟待提高。有机朗肯循环（ORC）技术作为低温余热发电利用的有效途径之一，经济效益逐渐凸显，但其应用因国内有机工质膨胀机技术尚未发展成熟而受到限制。鉴于有机朗肯循环系统的应用价值和透平技术的重要性，本文进行低温有机朗肯循环及其透平的研究，并结合企业试验验证和推广ORC技术的需求，开展500kW级ORC试验系统及其有机工质向心透平样机的设计与研究。本文建立有机朗肯循环设计与分析系统，研究热力循环参数对有机朗肯循环系统性能的影响；研究不同温度等级低温余热的ORC系统适宜工质，以及工质热物性对循环热力性能、经济性、环境友好性、透平设计的影响。针对某炼化企业120万吨/年重整抽提装置98~215℃的5股温度不等余热热源，按照梯级利用余热温度等级和综合配置能量的方法，提出单工质R141b分流30.3%高温蒸发、60.9%低温蒸发的双参数ORC余热发电系统方案，在保证系统输出功率与分别利用5股余热方案相当的条件下，实现发电系统的简单紧凑化，并有效降低成本。根据有机工质透平膨胀比高、总焓降小，而有机工质分子量小、声速低的特点，本文研究有机工质向心透平的气动设计方法，建立了向心透平的一维气动设计与性能叁维数值分析系统。针对500kW级ORC试验系统的热力循环，进行以R123为工质的向心透平的气动布局设计优化，结合预测的透平变工况性能，综合评估和优选气动设计；采用叁维数值模拟方法验证透平气动设计，分析透平运行性能和内部叁维流动特性，数值模拟结果与气动设计基本一致。针对向心透平内强激波和局部分离流动，本文采用NURBS技术参数化控制型线、利用叁维数值计算方法分析透平气动性能、结合遗传算法和序列二次规划算法对向心透平喷嘴和叶轮进行气动优化研究。结果表明优化的喷嘴二维叶型和积迭线使透平效率有所提高，优化的子午流道消除了叶轮吸力面的分离流动，数值模拟的透平效率累计提高约1.05个百分点，采用后弯式叶轮亦进一步改善了透平内部的局部流动。结合向心透平的性能曲线，研究500kW级ORC试验系统的变工况热力性能，为试验台的运行控制和试验提供数据。目前向心透平已制造完毕，蒸汽冲转测试表明向心透平振动约20μm。试验台正在建设中，预计2014年初进行运行试验，试验结果可为ORC系统及有机工质向心透平技术的应用提供重要数据支撑。
韩嵘[7]2006年在《遗传算法控制器在热网流量调节中的研究》文中提出随着城市建设的迅速发展，集中供热成为我国北方地区城市现代化建设所必须的步骤之一。伴随供热系统的不断扩大，如何有效地控制和管理整个热力系统，提高热力系统的经济效益和社会效益，成为各供热企业急需解决的重要课题。集中供热网的运行调节和控制策略也一直是供暖和控制专家们研究的课题。 本文以实验室热网实验装置的控制为基础，旨在对集中供热网的运行调节和控制方法进行研究，主要进行了以下几个方面的工作： 针对目前大中型集中供热网现有的调节和控制方法，在分析和总结已有方案的基础上，按照按需供热和均匀供热的方式进行了深入的阐述。 系统地讨论了集中供热系统流量调节的遗传算法优化策略，并针对集中供热网这种具有大滞后、大惯性、非线性、强耦合特性的系统，提出了基于遗传算法的多变量非线性约束优化控制器，并随后深入探讨了该控制器的特性和具体的设计思想。 详细介绍了实验室热网系统硬件装置的组成、实时热网监控系统软件平台的设计开发、遗传算法控制器的具体实现。将遗传算法热网流量调节控制器应用到实验室热网的实际控制中去，通过调节一次网侧的流量来实现对各用户二次网供回水平均温度的控制。理论仿真和物理仿真的结果表明，该控制器能够合理的分配各热力子站一次网侧的流量，使各用户二次网供回水平均温度趋于一致，进而实现全网内热量的合理分配，提高供热网的供热质量，达到稳定供热和均匀供热，最终能为用户创造舒适的生活环境。
袁军[8]2010年在《大庆油田集中供热系统优化与管理研究》文中研究说明随着城市建设规模的扩大和热用户的不断增多,我国城市供热机构已越来越重视供热管网的优化规划及改造工作。进行城市集中供热系统的优化研究,不但对节约投资、降低供热能耗、提高企业效益等有着重要的意义,而且是实现供热安全可靠的重要环节。因此,热网的优化规划具有重要的社会效益,是城市供热行业有待解决的研究课题。由于供热管网的优化在供热工程中占有重要地位,国内外学者对其进行了广泛而深入的研究,提出了多种优化方法,但这些方法在实际应用中均存在一定的局限性。本文以大庆集中供热的具体现状为研究对象,提出具体的系统优化与管理策略,主要的研究内容包括以下几个方面：(1)采用整体效益与经济效益相结合的原则,对大庆地区的集中供热系统现状进行了具体的调研,改造了原有的监控系统,提出了合理有效的优化改造方案。(2)考虑眼前利益与长远利益的合理要求,建立多热源环网运行方案,通过可及性分析,对多热源和环状网的水力状况进行模拟计算,对下一步优化管网的水力调度和进一步完善管网的稳定性提供了理论依据。(3)在供热系统运行调节策略的研究中,引入了模糊控制策略。由于各个热力站实行独立调节,不能从整体上进行控制,在热源热量不足的情况下,容易引起各热力站争热源的现象,导致热网末梢热力站无热可供,造成热用户水平失调和垂直失调。通过模糊控制器限定每个热力站可以获取的流量,即为热力站的阀门开度设定上限和下限,这样即使某个热力站的热量再低也只能有限的增加流量不会严重影响到其它热力站。(4)运用神经网络理论对各种热源动态负荷预测进行了研究,利用神经网络开发了适用于供热负荷预测的PM—RBF算法,通过仿真得出,该算法具有良好的预测精度和速度,能够较好地解决我市集中供热负荷的预测问题,并为系统的总体优化调度提供了基础。(5)在供热流量调节的研究中,为实现对集中供热网的整体控制,本文中采用了具有全局优化性能的遗传算法。以大庆集中供热网的优化为基础,深入探讨了基于遗传算法的流量优化控制策略,即根据二次网热负荷进行一次网流量的合理分配,实现均匀供热的目的。通过仿真实验证明,此算法是可行的,具有使各热力子站二次侧供回水平均温度趋于一致,达到均匀供热的效果,从而能够为用户创造舒适的生活环境。(6)结合节能理论,应用技术经济分析方法分析大规模供热工程。供热工程要有效地服务于社会建设,就必须对各种技术方案、措施和设计工程的经济效益进行评价和分析比较。本文运用节能理论对供热工程中热源、热网、热力站和热用户以及运行管理和调节四个环节进行节能技术的探讨,提出了多种节能措施并进行了相应的经济分析。(7)结合大庆未来发展的需要,对大庆油田集中供热系统进行了评价和规划。并从节能管理、热用户管理、分户计量收费和员工培训与管理等方面提出了大庆油田集中供热系统运营管理的具体策略,为提高大庆油田集中供热系统的运行效率和供热企业的持续发展提供了理论依据。
程乐平[9]2003年在《集中供热的智能化系统研究》文中提出本文从北京市供热管网的实际出发，系统地讨论了适合我市实情的神经网络技术在供热管网预测和调度中的应用研究，主要进行了如下几个方面的工作： 以城市供热系统为对象，综合分析了我市集中供热的现状，结合当前国际供热技术的发展，分析了我市集中供热的发展趋势，并提出了一种适合我市实情的供热模型，该模型具有分布式、递阶结构、智能化以及良好的实用性和可靠性等特点，可极大提高集中供热的自动化水平和节能效果。 利用神经网络开发了适用于供热负荷预测的PM-RBF算法，通过仿真得出，该算法具有良好的预测精度和速度，能够较好地解决我市集中供热负荷的预测问题，并为系统的总体优化调度提供了基础。 结合提出的集中供热模型，对集中供热优化调度进行了数学建模工作，从数学模型的角度来看，供热系统优化调度问题属于复杂系统非线性优化问题，由于问题的复杂度较高，本文探讨了利用遗传算法来对该模型进行最优化求解，并针对遗传算法的某些不足提出了解决方法。
丁晶晶[10]2009年在《基于GPRS的集中供热网络控制的研究与实现》文中研究指明近年来,集中供热发展迅速,供热系统不断扩大,在满足热用户供热需求的同时,如何有效地控制和管理整个供热网络,使资源得到合理利用,成为供热控制系统所必须解决的问题。本文通过对稳态工况下基于遗传算法的流量控制理论的研究,使热网可以在整体上得到控制,合理分配资源,实现全网的平衡供热。文章主要研究了基于GPRS的集中供热网络控制系统的设计与实现。介绍了课题研究的背景、意义及其发展现状。分别对热网控制系统中的关键技术—GPRS技术及遗传算法进行了详细的介绍,在分析集中供热网络控制系统的基础上,介绍了热网控制系统的模块、软硬件以及数据库的设计。详细阐述了以GPRS作为远距离传输的数据通讯方式的通信应用研究,以及遗传算法在热网控制系统中的应用研究。最后在Windows XP平台上采用Eclipse开发工具和SQL Server2000数据库实现了集中供热网络控制系统。系统中采用GPRS无线数据传输技术,在满足热网系统的大数据量传输和实时性要求的同时,实现了对于各类设备的远程控制和信息采集。与此同时,为了实现供热系统的总体控制,系统在控制理论中使用了具有全局优化性能的遗传算法,实现对供热系统中各热力站流量的合理分配,进而实现对热用户的温度控制,达到热用户的供热要求,使热网达到“平衡供热”的效果,提高了系统的资源利用率。
参考文献：
[1]. 热力系统模拟进化新技术研究[D]. 王鑫鑫. 清华大学. 2003
[2]. 基于遗传算法的热力控制系统的设计与研究[J]. 田海川. 无线互联科技. 2016
[3]. 热力过程多变量控制系统的优化设计[D]. 薛亚丽. 清华大学. 2005
[4]. 核电二回路热力系统热经济学分析及优化[D]. 于晶. 哈尔滨工程大学. 2014
[5]. 基于遗传算法的热力控制系统的设计与研究[D]. 蔡伟. 西安建筑科技大学. 2003
[6]. 低温有机朗肯循环及其透平的研究与设计[D]. 李艳. 清华大学. 2013
[7]. 遗传算法控制器在热网流量调节中的研究[D]. 韩嵘. 大连理工大学. 2006
[8]. 大庆油田集中供热系统优化与管理研究[D]. 袁军. 大庆石油学院. 2010
[9]. 集中供热的智能化系统研究[D]. 程乐平. 北京工业大学. 2003
[10]. 基于GPRS的集中供热网络控制的研究与实现[D]. 丁晶晶. 沈阳理工大学. 2009