蒸汽動力系統(tǒng)集成建模與多周期運行優(yōu)化.pdf

1、蒸汽動力系統(tǒng)（Steam power system，SPS）是煉油、化工類過程工業(yè)的重要組成部分，它為過程工業(yè)的生產(chǎn)提供必要的蒸汽和動力的同時也消耗著大量的能源。因此對石油化工等過程工業(yè)蒸汽動力系統(tǒng)的運行優(yōu)化研究不僅能為企業(yè)提供安全、穩(wěn)定、長周期的運營基礎，還能提高企業(yè)的能量利用率和經(jīng)濟效益。
　　(1)本文在現(xiàn)有的蒸汽動力系統(tǒng)優(yōu)化問題研究的基礎上，提出了蒸汽動力系統(tǒng)多層次集成建模的思想，討論了蒸汽動力系統(tǒng)的物理結構、物流結構、功

2、能層次結構等結構模型的建模方法與作用，對蒸汽動力系統(tǒng)的鍋爐、汽輪機等主要設備建立了非線性優(yōu)化數(shù)學模型。
　　(2)建立了蒸汽動力系統(tǒng)最優(yōu)設計與多周期運行同步優(yōu)化的非線性規(guī)劃集成模型，模型的目標函數(shù)中包含了設備的投資費用和折舊費以及與能耗有關的運行費用。由于季節(jié)或市場需求等變化因素，使得蒸汽動力系統(tǒng)各周期的蒸汽和動力的需求量變化比較大，會造成鍋爐和透平啟停頻繁從而增加成本。本文對鍋爐汽輪機等設備在運行過程中的啟停問題進行優(yōu)化，降低運

3、行費用。
　　(3)由于引入了非線性的鍋爐與汽輪機等模型，蒸汽動力系統(tǒng)多周期運行問題的求解過程就變得極為復雜，單純采用傳統(tǒng)的求解方法不能有效的求解。本文討論了粒子群算法基本原理、優(yōu)缺點等，提出了適用于蒸汽動力系統(tǒng)的改進的粒子群算法，能夠快速準確的求得最優(yōu)解。
　　(4)應用改進的粒子群算法分別對蒸汽動力系統(tǒng)多周期優(yōu)化調(diào)度算例和設計與運行同步優(yōu)化算例進行計算，對其中的多周期運行優(yōu)化算例的結果與采用線性模型的運行優(yōu)化算例進行了對