带有分流结构匹配策略的换热网络优化分析

采用节点非结构模型(NNM)优化换热网络时,节点位置的合理配置对网络拓扑结构和优化结果有重要影响。在分析NNM的优化性能时发现,优化结果中分流结构主要出现在具有较大换热潜能的流股上。因此,提出了分流结构匹配策略,该策略可根据各流股的换热潜能对流股分流结构进行调整,使换热潜能较大的流股保留更多的分流结构,促进潜在优势结构的生成。将该策略改进后的算法用于优化9SP和15SP算例,所获优化结果比公开文献最优年综合费用低17 046$/a和4 418$/a,且改进后的模型与算例的适配度较高。     

采用关联进化策略的RWCE算法应用于换热网络优化

换热单元之间的耦合关系导致其在优化过程中相互制约,造成强制进化随机游走算法应用于换热网络时后期优化停滞。因此,提出一种关联进化策略实现换热单元间的联动进化。首先对换热网络中换热单元的关联关系进行了分析,评估了这种关联关系对进化算法的制约及效率的影响;在此基础上,建立了关联换热单元的联动进化机制,克服了优化过程中的关联制约,提升了进化的效率。最后,将采用单元关联进化策略的算法应用于15SP、16SP2算例,分别得到了年综合费用(TAC)为1 513 253和6 849 252$/a的结果,其中15SP算例的TAC较文献最优结果下降了5715$/a,验证了改进后的算法能有效地提高搜索质量。     

进化概率差异化策略优化有分流换热网络

强制进化随机游走算法优化换热网络时具有程序简单、全局搜索能力强等特点,但在优化过程中不同的进化阶段对进化概率需求不同,算法中设置单一的进化概率难以满足实际进化需求。因此,提出一种进化概率差异化策略,该策略的核心思想是智能识别流股的换热程度,动态调整进化概率,对存在公用工程的流股强制参与进化,使算法在前期具有较强的结构搜索能力;完全换热的流股通过降低进化概率,提升算法全局的精细搜索能力。采用15SP和39SP算例进行验证,所获年综合费用分别为1 494 690和1 894 477$/a,验证了该策略能够提升算法的优化效率与质量。     

采用新单元换热量生成与分布概率协调策略优化换热网络

强制进化随机游走算法应用于换热网络优化,具有算法程序简单、结构进化能力强等特点,但种群个体进化后期依然很难找到使年综合费用再次降低的进化方向。鉴于此,分析新生成换热单元最大换热量(Q_(max))取值对优化过程及新生成换热单元换热量(Q_n)概率分布的影响,在此基础上采用换热单元换热量生成与分布概率协调的换热网络优化策略,摄动后小概率随机生成换热量较大的换热单元,同时改变Q_n的概率分布情况,用于增强结构进化能力。最后采用15SP和20SP算例验证该策略的可行性,较文献结果分别降低了435 498和42 253$/a,由此证明,该策略可有效提高算法的局部搜索精度和全局搜索能力。     

一种主辅强制进化随机游走算法同步优化换热网络

针对RWCE(random walk algorithm with compulsive evolution,RWCE)算法优化有分流换热网络时,由于变量维数过多造成的算法全局搜索能力下降问题,提出了一种主辅强制进化随机游走算法(master-salve random walk algorithm with compulsive evolution,MS-RWCE)。算法通过将换热量和分流比的优化分开处理,建立一种以换热量优化为主导、分流比优化为辅从的新的进化机制。同时,为了进一步保证换热量优化的主导地位,引入分流比隔代优化策略,减少换热量和分流比在优化中的相互制约。采用9SP和15SP算例对MS-RWCE算法的有效性进行验证,MS-RWCE算法优化9SP和15SP算例,较采用RWCE算法的年综合费用分别下降了4 395和18 420$/a,证明MS-RWCE算法可以实现换热网络优化质量的提升。     

采用换热单元数限制策略的RWCE算法优化换热网络

针对强制进化随机游走算法(RWCE)在优化后期换热单元数和最小年综合费用变化缓慢的问题,提出强制限制换热单元数的方式优化换热网络:首先对换热网络结构中换热单元数下限进行控制,若某种结构的换热单元数小于该下限值,即强制增加换热单元,确保后期仍有较多的换热单元参与进化;为进一步优化换热网络,在维持换热单元数下限的基础上,对换热单元的换热量重新分配,使其在跳出局部极小换热单元数的同时,进一步精细搜索,增强结构进化能力。通过9SP和16SP算例验证,得到相较文献更低的年综合费用,分别为2 926 484和6 830 843$/a,表明引入该策略的RWCE算法,具有更强的全局搜索能力,兼顾了整型变量和连续变量的优化,优化效率和质量得以提高。     

基于种群多样性的改进差分进化算法应用于换热网络优化

针对差分进化算法运用于换热网络优化时后期搜索效率低,容易出现早熟收敛而陷入局部最优的不足,以变量方差为种群多样性定量评价指标。分析了差分进化算法的控制参数对种群多样性的影响及种群多样性与算法寻优能力之间的关系,在此基础上建立缩放因子自适应调整和种群动态更新策略的改进差分进化算法并应用于两个换热网络实例,优化参数以年综合费用为目标,结果分别为5 606 985和2 928 032$/a,较改进前分别减少19 089和18 042$/a。改进后的差分进化算法能够在进化过程中提升种群多样性,增强算法搜索能力,抑制算法早熟收敛。     

换热网络优化中换热单元均布处理的周期性影响分析

为了避免相邻换热单元之间无法产生新换热单元,提升节点非结构模型在算法优化中的适应性,基于换热单元均布策略分析了均布周期对换热网络进化的影响,提出加权均布策略。结果表明:均布策略只在相邻换热单元之间产生新换热单元时才会产生一定影响,且均布策略的采用周期过大或过小都会对换热网络优化产生不利影响;通过两个不同规模的算例进行验证,得到的结果分别为5 169 910和1 511 549$/a;加权均布策略能够提高算法在节点非结构模型中的优化性能。     

采用落后个体更新策略的换热网络优化方法

针对强制进化随机游走算法(RWCE)优化换热网络的过程中存在部分个体优化质量长期处于落后状态的现象,提出了一种落后个体更新策略的RWCE算法。通过周期性考察所有个体性能变化,并实时计算当前所有个体的平均性能,建立了一种落后个体识别机制。对落后个体采取强制更新策略,强制改变其原先的优化路径,增强了种群活力,提高了算法的全局搜索能力。将该算法应用于无分流换热网络的20股流和16股流实例中,年综合费用较改进前的最优结果分别下降了1 005和19 084$/a,表明该策略的有效性,由此证明改进后的算法能有效改善因落后个体所导致的优化质量下降的问题。     

基于动态拓扑结构的分布式Memetic差分进化算法同步综合换热网络

针对标准DE(差分进化)算法在优化换热网络时出现的局部搜索能力弱、易陷入局部最优等问题,本文建立了一种基于动态拓扑结构的分布式Memetic差分进化算法,同步综合换热网络。首先,在子种群内部采用基于欧拉距离的动态拓扑结构,子种群之间采用冯诺依曼拓扑结构,有效地加快了个体之间的信息交流,保持种群多样性,扩大搜索范围。继之,结合Memetic算法思想,将Hooke-Jeeves算法作为局部搜索策略,增强算法局部搜索能力。同时,对于局部搜索获得的新解,提出了一种协作学习机制,平衡算法的全局寻优与快速收敛能力。最后,为处理整型变量,提出了两条简单有效的整型变量优化策略,使算法实现了连续变量与整型变量的同步优化。选取两个经典算例验证了算法的有效性。算法应用于算例一,相对于现有文献的最优值,本文所得结构的费用值下降了1 783$/a,表明算法的性能优于标准DE算法以及其它改进版本的DE算法。算法应用于算例二,相对于现有文献的最优值,本文所得结构的费用值下降了1 209$/a,表明算法能够有效地处理大规模换热网络问题,具有很强的鲁棒性。     

我国能源结构的优化趋势

论述了我国能源结构特点、优化能源结构的必然性、我国能源结构的可喜变化及能源优化对经济发展的影响。     

孔庄煤矿经济型水采关键技术创新及应用

介绍了经济型水采关键技术创新及硐室优化工艺系统,即小粒度分级水采工艺模式。在孔庄煤矿水采工区的实践表明:生产工艺系统创新的应用有较高的经济效益和社会效益。     

上海工业结构调整与节能潜力分析

能源是制约上海未来经济发展的瓶颈之一，工业又是上海能源消耗的主体，调整和优化工业结构，是推动产业结构升级，建设资源节约型城市的重要任务。建立了综合经济效益和能源消费的双向耦合优化模型，提出了上海工业结构的调整方向和优化方案，并对其节能潜力进行了分析。     

基于高比重水电调峰能力的电站优化运行策略

针对高水电比重地区水电数量大、种类多,在系统中占主导地位的特点,提出基于高比重水电调峰能力的电站优化运行策略。该优化策略分为两层,其中电站年用水量优化层分配全年各月典型周可调电站总用水量,利用库容调节富裕或匮乏水量,使全年用水量跟随负荷电量变化趋势,一定程度上增强枯水期可调电站的发电能力。系统周电力优化层基于各月典型周可调电站分配水量优化可调电站与火电机组在周负荷曲线上各时刻出力,使水电出力尽可能平抑负荷波动,充分发挥水电调峰效益。对某高水电比重区域电网及其他不同水电比例系统进行仿真计算,算例结果验证了所提优化策略的正确性、有效性和通用性。     

燃气加臭问题的探讨

介绍了燃气加臭的重要性、加臭标准、臭剂选择原则、加臭量及检测方法。     

一种基于JSON的防火墙策略标准化及优化方法

从解决日常防火墙运维工作中的困难和问题出发,文章基于JSON开发了防火墙策略标准化工具,实现对不同格式的防火墙策略的统一管理。同时,对策略进行分类,在此之上提出了一种策略标准化配置方法。通过比对主机开放端口与防火墙策略,提出了一种策略优化方法,可有效解决策略冗余、交叉、高风险等问题,提高了防火墙策略维护效率,提升了信息系统的安全与稳定。     

数字化变电站继电保护出口逻辑矩阵研究

随着电力工业的不断发展以及市场化改革的深入,人们对供电质量和电网经济安全运行的要求越来越高。变电站是输电和配电网络的重要节点,对保证电力系统安全稳定运行起着举足轻重的作用。因此,数字化变电站的发展将对变电站自动化运行和管理带来深远的影响。介绍了数字化变电站保护出口矩阵的形成方法,将传统继电保护原理与可编程逻辑结合起来,做成一个"黑匣子",并从数学角度设计矩阵的形成及优化方法,通过MATLAB进行仿真和验证,证实是可行的,为数字化变电站保护模块化的设计和应用打下了基础。     

Thermoeconomic operation optimization of the Hellenic Aspropyrgos Refinery combined-cycle cogeneration system

Hellenic Aspropyrgos Refinery (HAR) is a state-owned petroleum refinery with a capacity of 130,000 barrels per day. The electric and part of the thermal loads of HAR are covered by a combined-cycle cogeneration plant of 54 MW_e capacity, which is interconnected with the utility grid. The plant consists of two gas-turbine generators, two exhaust-gas boilers, four fuel-oil boilers and one steam-turbine generator. Steam is produced at four levels; high, medium, low and very low pressure. Low-sulphur fuel oil is burned in the boilers, while the gas turbines can operate in any one or in a combination of (a) diesel oil, (b) process-generated fuel gas. (c) a mixture of propane and propylene (LPG). Connection to the utility network allows for importing additional electricity, if there is need, or for exporting excess electricity. Due to the variety of sources which can be used to cover the loads, the interdependency between sources and the variation of technical and economic conditions with time, questions such as the following arise. Given the technical (e.g. needs in electricity and heat), environmental and economic conditions at any instant of time, what source and at what load should be used? Which is the quantity of electricity bought from or sold to the utility grid? In order to answer these questions, an optimization procedure has been developed which is supported by a thermoeconomic analysis of the system and modelling of the performance of the main components. The minimization of the operation expenses has been selected as the objective function. A computer program has been developed for the numerical solution of the optimization problem. In the present work, the optimization procedure and the computer program are described, numerical results are presented which show the importance of applying such a procedure to real-world complex systems, a sensitivity analysis with respect to important parameters is performed and conclusions are drawn regarding the usefulness and further improvements of the program.     

基于资源需求过程变化规律的进度计划优化

水利水电工程项目建设过程中,不必要的资源需求波动及超过资源限量的资源需求峰值,不仅会造成资源浪费,还会因资源供应不足问题影响项目工期,造成项目成本的增加。而传统的以方差为目标的资源优化,企图消弭一切资源波动,违背了项目建设中资源利用的基本规律。对此提出资源负荷图的标准形态,将资源波动分为可接受波动与不可接受波动两类,从而建立资源优化模型,在满足资源限量的情况下,接受可接受波动,规避不可接受波动,提高资源利用率,降低成本。最后,通过实例验证了该模型的可行性及合理性。     

基于群居蜘蛛优化算法的水库防洪优化调度模型及应用

针对水库防洪调度问题多约束、高维、非线性不易求解的特点,提出了基于群居蜘蛛优化算法的水库防洪优化调度模型求解方法,该方法利用蜘蛛群体的协同机制,寻找最优的防洪优化调度决策。实例验证表明,该算法不仅获得较好结果,而且参数少,优化计算结果稳定,能满足实际水库防洪优化调度的需求,可推广应用。