一種多熱源環(huán)狀管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多熱源環(huán)狀管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計方法，它包括多熱源環(huán)狀管網(wǎng)優(yōu)化模型的建立步驟和采用遺傳算法對優(yōu)化模型進行求解步驟，確切地講，多熱源環(huán)狀管網(wǎng)優(yōu)化模型以管網(wǎng)的年折算費用為目標(biāo)函數(shù)，以管網(wǎng)管徑和循環(huán)水泵揚程等參數(shù)為優(yōu)化變量，以及管網(wǎng)參數(shù)的優(yōu)化是采用遺傳算法進行的。通過本發(fā)明優(yōu)化方法，使設(shè)計的多熱源環(huán)狀管網(wǎng)即能滿足其在不同運行工況下的可及性，又能保證管網(wǎng)具有較好的經(jīng)濟性。
【專利說明】一種多熱源環(huán)狀管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及集中供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計方法，尤其涉及待建的多熱源環(huán)狀集中供熱管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計方法。
【背景技術(shù)】
[0002]多熱源環(huán)狀管網(wǎng)可以根據(jù)供暖季節(jié)熱負荷的變化規(guī)律，合理調(diào)節(jié)熱源的運行數(shù)量和次序，實現(xiàn)供熱系統(tǒng)的高效節(jié)能運行。即在滿足負荷要求的條件下，優(yōu)先運行效率高、成本低的熱源，以縮短效率低、成本高的熱源在采暖季的運行時間，從而降低運行成本，實現(xiàn)運行節(jié)能。根據(jù)熱源的運行狀況，多熱源環(huán)狀管網(wǎng)的正常運行工況可以劃分為基本工況、調(diào)節(jié)工況和設(shè)計工況。基本工況是只有基本熱源投入運行；調(diào)節(jié)工況除基本熱源投入運行，尚有一個或一個以上調(diào)節(jié)熱源分別或同時參與運行；設(shè)計工況為環(huán)狀管網(wǎng)上所有熱源均處于運行狀態(tài)。
[0003]在不同的運行工況下，多熱源環(huán)狀管網(wǎng)的可及性狀況將發(fā)生較大變化。管網(wǎng)的可及性是保障管網(wǎng)供熱效果的決定因素。多熱源環(huán)狀管網(wǎng)的設(shè)計，必須能夠滿足其在不同工況下的可及性。而通過對實際運行的管網(wǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，多數(shù)管網(wǎng)只能滿足部分工況的可及性。針對這種現(xiàn)象，部分學(xué)者提出了環(huán)狀管網(wǎng)采用相同管徑，或按各種工況分別進行設(shè)計，管段管徑取其最大值的做法。這些做法雖然可以改善管網(wǎng)在不同工況下的可及性，但無疑會大幅度增加多熱源環(huán)狀管網(wǎng)的工程投資。因此，采用優(yōu)化方法，合理確定管網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)，使得管網(wǎng)在滿足各種工況的可及性的前提下，同時具有較好的經(jīng)濟性，是非常必要的。
[0004]與本發(fā)明最接近的現(xiàn)有技術(shù)是在《防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報》2010年第30卷第9期公開的“基于遺傳算法的多熱源環(huán)狀熱網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計” 一文。在該文中公開了以下技術(shù)，即“利用遺傳算法，對建立的熱網(wǎng)管徑優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型進行求解，從而獲得優(yōu)化的熱網(wǎng)管徑”的技術(shù)措施。在該技術(shù)措施中，熱網(wǎng)管徑的優(yōu)化模型沒有考慮熱網(wǎng)在不同運行工況下的年運行費用及管網(wǎng)可及性變化的問題，同時存在優(yōu)化模型中沒有引入懲罰修正項、未給出明確的遺傳算法優(yōu)化方法及明確的水力計算方法等問題。
[0005]本發(fā)明 申請人:曾經(jīng)申請了一種名為“多熱源環(huán)狀管網(wǎng)可及性分析判定方法及其改善方法”(申請?zhí)?013105373282)的發(fā)明專利，該發(fā)明中提出的分析判定方法是建立在管網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)(包括管段管徑、循環(huán)水泵性能參數(shù))和運行工況確定的情況下，通過定量分析各熱源所提供的循環(huán)壓頭能否滿足熱網(wǎng)在該工況下實現(xiàn)預(yù)定的流量分配所需的資用壓頭，來判定管網(wǎng)在這種工況下的可及性。其中的可及性分析判定方法不僅適用于既有多熱源環(huán)狀管網(wǎng)的可及性分析，也可以用于待建管網(wǎng)各種設(shè)計方案的可及性分析，以便能夠在滿足可及性條件的各種方案中篩選出經(jīng)濟性好的方案，作為管網(wǎng)設(shè)計的依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是克服上述“基于遺傳算法的多熱源環(huán)狀熱網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計”技術(shù)中存在的缺點，通過方法改進，提供一種合理的多熱源環(huán)狀管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計方法，通過這種優(yōu)化方法，使設(shè)計的多熱源環(huán)狀管網(wǎng)即能滿足其在不同運行工況下的可及性，又能保證管網(wǎng)具有較好的經(jīng)濟性。
[0007]為達到上述目的，本發(fā)明的優(yōu)化設(shè)計方法是在計算機上實現(xiàn)的，它包括多熱源環(huán)狀管網(wǎng)優(yōu)化模型的建立步驟和采用遺傳算法對優(yōu)化模型進行求解步驟，確切地講，多熱源環(huán)狀管網(wǎng)優(yōu)化模型以管網(wǎng)的年折算費用為目標(biāo)函數(shù)，以管網(wǎng)管徑和循環(huán)水泵揚程等參數(shù)為優(yōu)化變量，以及管網(wǎng)參數(shù)的優(yōu)化是采用遺傳算法進行的。具體技術(shù)方案如下:
[0008]第一步:建立多熱源環(huán)狀管網(wǎng)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
[0009]優(yōu)化數(shù)學(xué)模型用以下公式表示:
[0010]
【權(quán)利要求】
1.一種多熱源環(huán)狀管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于，它是在計算機上實現(xiàn)的，它包括多熱源環(huán)狀管網(wǎng)優(yōu)化模型的建立步驟和采用遺傳算法對優(yōu)化模型進行求解步驟，確切地講，多熱源環(huán)狀管網(wǎng)優(yōu)化模型以管網(wǎng)的年折算費用為目標(biāo)函數(shù)，以管網(wǎng)管徑和循環(huán)水泵揚程等參數(shù)為優(yōu)化變量，以及管網(wǎng)參數(shù)的優(yōu)化是采用遺傳算法進行的；具體技術(shù)方案如下:第一步:建立多熱源環(huán)狀管網(wǎng)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型優(yōu)化數(shù)學(xué)模型用以下公式表示:
【文檔編號】G06F17/50GK103761385SQ201410022860
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】徐文忠, 張丹, 梁慶, 張永勝, 韓欣欣 申請人:河南理工大學(xué)