基于改进布谷鸟搜索算法的换热网络综合

针对换热网络综合混合整数非线性规划问题,提出布谷鸟搜索算法同步综合换热网络,并针对其不能有效处理换热网络结构进化问题进行改进。引入改进步长控制向量,设置最小热负荷,以一定概率接受差解三种整型变量优化策略,布谷鸟搜索算法能够同时优化整型变量和连续型变量从而实现换热网络最优化;同时改进新鸟巢的建立机制,实现鸟巢自我进化与信息交换的平衡,使算法更具全局搜索性能。通过验证两个基准算例,与文献中采用的遗传算法、模拟退火算法、微分进化等其它算法相比,改进的布谷鸟搜索算法能够获得年综合费用更低的换热网络设计方案。结果表明,改进的布谷鸟搜索算法具有较高的搜索效率和全局收敛精度,能够高效求解中小型甚至大型换热网络问题。     

一种联合优化算法在选矿生产中的应用研究

选矿生产中的磨矿分级通常是多个过程变量相互作用的过程,为了更好地对选矿过程进行控制,提出了一种联合优化算法:改进的布谷鸟算法(CSA)和支持向量机联合寻优。将一种交叉算子引入传统布谷鸟算法中进行修正,对新生种群进行更新并加速计算收敛,然后将其应用于支持向量机(SVM)建立的预测控制模型中进行参数寻优,利用优化得到的SVM模型进行磨矿分级的预测控制。将该优化算法应用于选矿的磨矿分级过程控制,得到不同控制量的动态特性,并将结果与传统布谷鸟优化算法结果进行了对比,结果表明本文提出的联合优化算法可以较好地跟踪设定值的变化,控制变化平稳、误差小,搜索效率较高;同时可以大幅度降低控制量的控制变化率,对控制变量的约束能力更强,在选矿生产中具有良好的应用前景。     

HTR-PM大范围变负荷的MA自适应优化算法

为应对电网负荷需求的变化,球床模块式高温气冷堆核电站示范工程(HTR-PM)在设计上具备大范围变负荷运行以满足电网负荷的能力。由于无法获得大范围变负荷精确适用的模型,使得基于模型的操作优化面临挑战。为处理模型与对象的失配,提出HTR-PM大范围变负荷的MA(modifier adaptation)自适应优化算法。MA自适应优化算法利用过程反馈信息修正优化模型,促进优化模型与对象优化命题的一致性,进而有助于基于模型的操作优化收敛至对象的最优操作。借助信赖域框架,MA自适应优化算法可基于模型评价自适应更新模型、调整修正的优化模型的应用范围,确保在合适操作空间内求解优化模型。而且,信赖域框架还降低了算法性能对算法参数的敏感性。MA自适应优化算法在HTR-PM双堆同步大范围变负荷中的应用验证了方法的有效性。     

HTR-PM大范围变负荷的MA自适应优化算法

为应对电网负荷需求的变化，球床模块式高温气冷堆核电站示范工程(HTR-PM)在设计上具备大范围变负荷运行以满足电网负荷的能力。由于无法获得大范围变负荷精确适用的模型，使得基于模型的操作优化面临挑战。为处理模型与对象的失配，提出HTR-PM大范围变负荷的MA(modifier adaptation)自适应优化算法。MA自适应优化算法利用过程反馈信息修正优化模型，促进优化模型与对象优化命题的一致性，进而有助于基于模型的操作优化收敛至对象的最优操作。借助信赖域框架，MA自适应优化算法可基于模型评价自适应更新模型、调整修正的优化模型的应用范围，确保在合适操作空间内求解优化模型。而且，信赖域框架还降低了算法性能对算法参数的敏感性。MA自适应优化算法在HTR-PM双堆同步大范围变负荷中的应用验证了方法的有效性。     

基于HGA的经费分配多目标优化模型求解

为探索新的经费分配方法和管理模式,建立一种新的多目标非线性规划优化模型,提出一种先进的基于正交试验的新型混合遗传算法来求解该问题。对求解过程中的选择算子、交叉算子和变异算子等进行正交试验,得到的种群个体明显优于基本遗传算法的个体,仿真结果表明,该算法收敛寻优能力强,并能产生很多次优解,是一种高效的方法。     

基于改进差分进化算法的质子交换膜燃料电池模型参数优化识别

质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cell, PEMFC）模型中通常包含一些未知的难以确定的参数。为了有效确定这些参数,提出一种基于概率选择模型的改进差分进化算法。该概率选择模型为进化群体中的每个个体分配关于个体优劣性能的选择概率,然后基于该选择概率选择优秀的个体参与变异和交叉操作。为了验证改进算法的有效性,首先将其用于求解标准测试函数,实验结果表明,基于概率选择模型的变异、交叉操作能显著提高差分进化算法的收敛速度和求解精度。然后将改进算法用于质子交换膜燃料电池模型最优参数识别问题,得到的仿真结果和实验测试数据之间具有较高的拟合精度,表明本文改进算法是一种有效的求解系统模型参数优化识别的方法。     

芳烃抽提过程多目标优化

芳烃抽提是芳烃生产过程的重要环节,其生产调优对提高整个芳烃联合装置的效益具有重要意义。基于流程模拟及响应面分析方法,得到了芳烃抽提过程的产品纯度模型及能耗模型。建立了以产品纯度最大化及过程能耗最小化的多目标优化模型。提出了一种改进的自适应加权求和算法,并用于多目标优化模型的求解。求解结果表明新算法在Pareto最优解分布的均匀性上与原算法相当,但求解效率要高于原算法。给出了不同产品等级下的最佳操作参数,采用优化后的操作参数可有效地提高产品纯度并降低过程能耗。提出的多目标优化模型及求解算法用于芳烃抽提过程的操作调优,可有效地提高决策的准确性。     

天然气冷热电三联供CCHP系统的负荷匹配——负荷不均匀性的改善措施

文章介绍了内燃机应用技术的现状与存在的问题,首先简要分析了常规以冷除湿和转轮以热除湿的空气调节过程,介绍内燃机的原理分类以及电动冷水机组的原理分类。针对某项目中内燃机结合电动冷水机组所存在的冷热负荷匹配方面的问题,设计了回收内燃机余热用于转轮再生的新风处理方案,对于上海的夏季和冬季气候条件计算了空调季与采暖季中,使用转轮除湿与冷冻减湿两种方案的动态能耗情况。计算结果表明使用余热再生的除湿技术可有效降低能耗,改善冷热负荷的匹配。     

基于群智能算法优化LSTM的催化裂化预测研究

针对长短期记忆神经网络(LSTM)预测模型中许多网络参数过分依赖于经验设置，人工参数设置导致模型的精度低、泛化能力弱等问题，采用搜索范围广、收敛速度快的粒子群算法(PSO)和布谷鸟算法(CS)对LSTM的一些超参数进行优化，构建PSO-LSTM模型和CS-LSTM模型，寻找到LSTM的最优参数集，从而更好地提高了模型预测精度。将优化后的模型应用于催化裂化吸收稳定系统主要控制变量解吸塔再沸器返塔温度预测中，验证了模型的有效性。     

光伏直驱离心式水冷冷水机组性能测试与分析

在我国南方地区,日照情况较好,光伏空调具有较好的气候适用性。目前针对光伏空调的研究主要基于小型光伏空调系统。对位于珠海的光伏直驱变频空调（离心式水冷冷水机组）系统进行实验和分析,引入并网太阳能保证率的分析指标,并评价了冷水机组的部分负荷运行情况、性能系数（COP）、热力完善度。结果表明,在某一典型天工况下光伏空调的太阳能保证率为63.20%,平均COP为6.64,热力完善度为65.94%。光伏直驱离心式水冷冷水机组运行可靠且有较好的节能特性和工作性能。     

光伏直驱离心式水冷冷水机组性能测试与分析

在我国南方地区,日照情况较好,光伏空调具有较好的气候适用性。目前针对光伏空调的研究主要基于小型光伏空调系统。对位于珠海的光伏直驱变频空调(离心式水冷冷水机组)系统进行实验和分析,引入并网太阳能保证率的分析指标,并评价了冷水机组的部分负荷运行情况、性能系数(COP)、热力完善度。结果表明,在某一典型天工况下光伏空调的太阳能保证率为63.20%,平均COP为6.64,热力完善度为65.94%。光伏直驱离心式水冷冷水机组运行可靠且有较好的节能特性和工作性能。     

基于小生境遗传算法的多峰函数全局优化研究

针对基本遗传算法在求解多峰函数时很难找到全部最优解的问题,研究了基于淘汰相似结构机制的小生境遗传算法。用该算法对两个典型多峰函数求解的测试结果表明,该算法较之基本遗传算法有更强的全局搜索能力和更快的收敛速度。     

智能CS算法在分布器设计计算中的应用

为了能够更快捷、更高效地设计计算填料塔分布器的结构参数,对分布器的计算模型及变量进行了分析,建立了填料塔分布器计算的数学模型,引入新型智能的布谷鸟演化算法(CS算法)对计算模型进行求解计算;以一个精馏填料塔为实例,计算得到了填料塔分布器结构的参数。结果表明:使用CS算法对分布器进行设计计算是快捷高效的。     

热定型过程能耗建模及PSO参数优化

热定型过程是印染工业中的主要耗能单元之一。首先,基于定型机的物理结构及工艺原理,依据换热平衡和牛顿热交换公式,推导出能耗与定型过程关键因素间的相互关联模型,即能耗模型。其次,在Matlab/Simulink软件中,对上述模型进行构建。最后,将能耗模型转化为能耗最小的优化问题,运用粒子群优化算法对其进行求解。现场工业数据的仿真研究表明：能耗模型符合现场工艺,粒子群优化结果已得到现场工程师的初步认可。     

基于IP网络的NCS中通信网络动态模型的建立

对于一个基于IP网络的控制系统 (NCS),该IP网络上的其它数据流严重地影响着NCS的控制性能。为此,提出了一个动态模型来描述NCS数据传输过程中的时延和丢包。基于该模型,通过计算机仿真考察了不同网络干扰流对单输入单输出常规PIDNCS开环、闭环特性的影响。仿真结果表明:对于采用常规PID控制器的NCS,网络负荷对其控制性能影响很大;当网络负荷过大时,该NCS可能变得不稳定。     

反渗透和压力延迟渗透耦合脱盐系统的能效优化研究

针对开环和闭环两类结构的反渗透-压力延迟渗透耦合脱盐系统进行了模型构建与系统优化分析。首先,以标准化比能耗为目标函数,构建了开环结构和闭环结构耦合系统的非线性约束优化模型。在优化模型中,引入包括半透膜性能、操作状态及设计变量的无量纲参数组,建立反渗透和压力延迟渗透单元过程的特征方程以简化模型。同时,为了保证比较的公平性,开环结构的总体能耗中额外包含了预处理和后处理能耗。通过求解上述优化模型,系统地比较和分析了无量纲半透膜总面积和水回收率同时变化导致的最优标准化比能耗、膜面积分配和操作压力的变化规律。结果表明,在水回收率处于正常水平(≤0.55)且系统总面积充足(≥0.9)时,闭环结构在节能及减少预处理费用方面比开环结构具有更明显优势。     

反渗透和压力延迟渗透耦合脱盐系统的能效优化研究

针对开环和闭环两类结构的反渗透-压力延迟渗透耦合脱盐系统进行了模型构建与系统优化分析。首先，以标准化比能耗为目标函数，构建了开环结构和闭环结构耦合系统的非线性约束优化模型。在优化模型中，引入包括半透膜性能、操作状态及设计变量的无量纲参数组，建立反渗透和压力延迟渗透单元过程的特征方程以简化模型。同时，为了保证比较的公平性，开环结构的总体能耗中额外包含了预处理和后处理能耗。通过求解上述优化模型，系统地比较和分析了无量纲半透膜总面积和水回收率同时变化导致的最优标准化比能耗、膜面积分配和操作压力的变化规律。结果表明，在水回收率处于正常水平(≤ 0.55)且系统总面积充足(≥0.9)时，闭环结构在节能及减少预处理费用方面比开环结构具有更明显优势。     

空调冷热源能耗及其环境影响评价分析

通过计算风冷热泵冷热水机组、水冷螺杆式冷水机组+电热锅炉、水冷螺杆式冷水机组+燃油锅炉和燃油(气)直燃吸收式冷热水机组这些常见的空调冷热源方案的一次能耗量、CO2、SO2及烟尘的排放量,分析这些方案的能源利用率、耗能过程中造成的温室效应和大气污染情况。     

基于PSO算法的厂级负荷受限优化分配研究

利用粒子群优化(PSO)算法,实现厂级实时负荷的优化分配。在确立的负荷分配优化方案中,提出两种不同的厂级负荷分配优化策略,并以某火电厂4台600MW机组为例,利用电厂热力试验数据,确立了无因次的机组标准煤耗特性方程。基于PSO算法完成了该火电厂机组负荷的优化分配,绘制最佳负荷分配曲线,为实现各机组的负荷最优化分配提供可靠依据。     

气候和围护结构对空气源热泵空调系统性能的影响

基于TRNSYS软件建立了空气源热泵空调系统的仿真模型。基于该模型,分别利用我国五大气候区域的气象数据对空气源热泵空调系统进行了仿真分析,仿真结果表明,空气源热泵空调系统能够适用于我国除严寒地区之外的大多数地区,COP能够达到3.2~3.5。此外,还分析了建筑外围护结构传热系数对空气源热泵空调系统运行性能的影响,结果表明建筑负荷与系统能耗和外墙传热系数呈线性相关关系,降低外墙传热系数能够有效地降低系统能耗。