成品油管道优化运行研究

利用成品油管道顺序输送的计算机离线优化仿真软件,可以安全、高效地使管道正常运营。分析了复杂成品油管道系统所有可能的工艺过程及管道沿线油品市场需求等因素,应用最优化理论建立了成品油管道优化运行数学模型,并用动态规划方法进行求解,同时编制了相应的优化运行软件。用该软件对兰-成-渝成品油管道的投产和当前的运行状况进行了优化模拟分析。利用该模型设计出了油品运移分输图、最优配泵方案和站场压力设置方案,可为管道运营预测提供可靠的依据。     

成品油管道优化运行研究

利用成品油管道顺序输送的计算机离线优化仿真软件，可以安全、高效地使管道正常运营。分析了复杂成品油管道系统所有可能的工艺过程及管道沿线油品市场需求等因素，应用最优化理论建立了成品油管道优化运行数学模型，并用动态规划方法进行求解，同时编制了相应的优化运行软件。用该软件对兰-成-渝成品油管道的投产和当前的运行状况进行了优化模拟分析。利用该模型设计出了油品运移分输图、最优配泵方案和站场压力设置方案，可为管道运营预测提供可靠的依据。     

成品油管网运行优化

针对我国成品油管网的特点,以管网运行周期内的能耗费用最小为目标函数,考虑管网中各站场的进、出站压力约束、管网高低点压力约束及管网运行时的能量平衡约束等建立成品油管网优化运行的数学模型,并采用分阶段动态规划方法求解模型,得出管网系统在输送周期内各时段的优化配泵方案。将模型应用于某成品油管网,并将优化模拟计算结果与穷举法的计算结果进行对比分析。结果表明,优化模型可以得到令人满意的配泵方案,且计算效率更高,可以较好地应用于工程实践。     

西南成品油管道能耗分析与节能措施

西南成品油管道长期连续运行,管道沿途地形复杂,加压站多,运行工况复杂,可以通过多种配泵方案实现同一计划流量。通过水力学原理分析西南成品油管道的能耗规律,总结同种计划流量下最节能的配泵方案,在现有条件下实现管道运行工况最优化,达到节能降耗的目的。     

基于动态规划法的成品油管道管径优选

成品油管道工艺方案优化设计的目标是使所设计的管道在其计算期内经济效益最佳,由于影响工艺方案的因素较多,设计人员通常期望能够通过优化的方法获得多个预选方案,然后就一些影响因素和工程实际情况进行具体分析后,再确定最优工艺方案.以成品油管道系统计算期内总费用现值最小为目标函数,建立了管径优选数学模型,并应用动态规划法进行了求解.在求解时,把泵站投资表示为水力摩阻的函数,使得求解变得简单方便.具体的实例结果表明,同其他方法相比,应用动态规划法能够同时求解出最优和次优工艺方案,所得结果可以用于多方案比选.     

基于动态规划法的成品油管道管径优选

成品油管道工艺方案优化设计的目标是使所设计的管道在其计算期内经济效益最佳，由于影响工艺方案的因素较多，设计人员通常期望能够通过优化的方法获得多个预选方案，然后就一些影响因素和工程实际情况进行具体分析后，再确定最优工艺方案。以成品油管道系统计算期内总费用现值最小为目标函数，建立了管径优选数学模型，并应用动态规划法进行了求解。在求解时，把泵站投资表示为水力摩阻的函数，使得求解变得简单方便。具体的实例结果表明，同其他方法相比，应用动态规划法能够同时求解出最优和次优工艺方案，所得结果可以用于多方案比选。     

大高差长输供热管线中继泵站设置分析

目的研究大高差下长输集中供热干线中继泵站的设置条件,中继泵站在供热干线中的理论设置范围,中继泵站位置对长输供热干线上各种泵扬程的影响.方法采用传统的水力计算方法和流体动态模拟分析软件(AFT Fathom10),对山西省阳城电厂拟向晋城市区供热的23 km长距离供热输送管线进行可行性分析,研究在大高差下供热管道内的压降规律.结果 AFT Fathom模拟得出管线压力曲线,中继泵站的设置条件,得出了满足工况要求的中继泵站设置范围为距供热首站3 785～10 222 m.系统循环泵扬程为97.7 m,中继泵扬程为54.6～113 m,系统总扬程为210.7 m.AFT Fathom模拟管道压力可知大高程差对管道压力有着明显的影响;水压图分析可以确定系统中各泵的扬程及运行所需总扬程,且所需总扬程保持定值.结论设置中继泵站与隔压站相结合的供热工程方案,在大高差下可以同时满足输送干线及城区一级管网的压力等级.在满足输送需求的水力工况基础上,在中继泵站设置范围内,可现场勘察选出最合适的中继泵站设置位置.     

基于免疫进化的蚁群算法在梯级水库优化调度中的应用研究

针对蚁群算法在求解过程中出现初期信息素匮乏、易陷入局部最优解的问题,结合梯级水库优化调度的特点,提出了基于免疫进化的蚁群算法。该混合算法充分利用了免疫进化算法的全局快速收敛性和蚁群算法的正反馈性,提高了求解效率。实例计算表明该混合算法在求解梯级水库优化调度问题时,与逐次逼近动态规划相比较,结果合理、可靠,计算效率较高,从而为求解高维、复杂的梯级水库优化调度提供了一条新的求解思路。     

基于改进混合蛙跳算法的动态环境路径规划

针对复杂场景中路径规划具有未知性和动态性,传统方法无法对路径规划问题进行求解的问题,设计一种改进混合蛙跳算法的机器人路径规划方法,以提高动态环境路径规划的求解精度.首先对动态环境路径规划的研究现状进行分析,并在此基础上建立数学模型;然后采用混合蛙跳算法对该模型进行求解,并针对基本混合蛙跳算法不足进行改进;最后对路径规划的有效性进行测试.测试结果表明,混合蛙跳算法可准确找到最优的路径规划方案,可应用于复杂场景路径规划中,且性能优于其他路径规划方法.     

并行埋地管道准周期土壤温度场的数值模拟

并行埋地管道中,常温输送的成品油管道会影响热原油管道的温度场,从而与单根输油管道的温度场不同.热油管道周围土壤温度场是管道停输再启动和管道运行的基础,只有准确掌握管道周围土壤温度场的变化规律,才能使管道安全运行,避免凝管事故发生.为了研究并行管道周围土壤温度场在准周期内的变化规律,以西部原油成品油管道四堡进站位置为例,在实测管道周围土壤物性的基础上,采用非结构化有限容积法对并行埋地管道周围土壤温度场进行模拟研究.模拟计算结果与现场实测结果基本吻合,表明提出的计算模型正确,计算结果能够为工程实际提供参考.     

陕西交口抽渭多级泵站优化调度研究

泵站工程对工农业生产的发展有着非常重要的作用。根据泵站优化调度数学模型求解方法,结合交口灌区泵站的实际情况,采用动态规划和模拟技术相结合的方法以总能耗最小为目标函数建立数学模型,模型采用站内机组的优选和多级泵站系统的优化进行求解,用动态规划法确定每级泵站的机组最优开机组合,然后模拟了系统的运行,计算出各级泵站之间的优化水位组合,对交口灌区多级泵站实施优化调度,经实践研究表明,模型是可行和实用的。     

应用混合微粒群算法优化设计热油管道

考虑到年输量随油田产量和市场需求的影响而随机变化的实际,采用最佳平方逼近法确定热油管道的设计输量,在此基础上建立了包含年输量模型和参数优化模型的热油管道优化设计两级递阶模型。用微粒群算法和混合离散变量随机搜索法构成的混合微粒群算法解热油管道的参数优化模型,实现了热油管道的整体优化设计。算例表明,该综合算法优化设计热油管道得到的方案比单一采用离散变量随机搜索法、离散变量复合型法和基本的微粒群算法计算得到的方案更能节约年费用,且考虑年输量随机变化的管道设计方案更符合热油管道运行的工程实际。     

基于蚁群算法的炼钢-连铸作业计划编制方法

为提高炼钢-连铸作业计划编制中资源配置的有效性,提出了一种面向生产流程动态网络的自组织资源配置蚁群算法.炼钢-连铸作业计划以最小化炉次作业冲突时间和作业前等待时间、尽早安排连铸机开浇时间为目标,以连铸机连浇等工艺要求为约束条件建立模型,按生产流程网络结构的时空逆序关系设计了蚁群求解算法.利用某钢厂实际生产作业计划数据进行的算法验证结果表明:模型及算法能迅速得到高质量的可执行炼钢-连铸生产作业计划.     

基于信息权重自适应蚁群算法求解TSP问题

为了提高蚁群算法求解TSP问题的寻优效果和计算效率,在传统蚁群算法的基础上,将信息权重系数引入路径选择机制及信息素调节机制,根据城市聚度,动态调整路径选择概率;根据路径寻优结果,自适应调整各路径信息量分布,提出了基于动态路径选择机制及自适应信息量更新的动态自适应蚁群算法,克服了传统蚁群算法计算收敛慢,容易陷入局部最优,个体早熟等缺陷。算法应用于Oliver30和Ch150两个TSP实例仿真,并与传统蚁群算法进行对比。结果表明:自适应蚁群改进算法可以有效地求解TSP问题,并且在求解效率和求解质量上都取得很好的效果。     

基于动态规划法及相似理论的输油泵系统调配优化

当油田外输油系统进入产量不稳定或低输量阶段后,输油站内设备因处于不饱和工作状态导致运行成本过高,因此,利用离心泵相似理论对离心泵进行性能换算,在综合考虑调速、切削叶轮等改变泵性能曲线方式的条件下,建立了基于动态规划法的输油泵站泵机组运行组合的数学模型并进行了泵站内泵的调配优化。计算结果表明,该模型可以在满足不同输量下压力需求的同时,给出泵性能调整方式及开闭方案,并计算出相应的运行成本。通过对比优化前后的用能情况可知,在实际运行中采用该模型所提供的优化方案能够有效降低能耗、节约运行成本,研究成果为输油泵系统优化工作提供了切实可行的指导意见。     

基于蚁群全局优化的二层规划模型与仿真

二层规划问题通常是一个非凸问题,因此在实际工程领域对其进行求解具有极大的困难.研究了问题的本质特征,提出了一种组合设计算法模型——基于蚁群算法求解二层规划问题的全局优化策略.组合算法采用蚁群算法求解上层问题,下层的线性规划问题则采用单纯型算法完成求解.设计的组合算法思路清晰,仿真计算结果表明,该算法有着良好的全局收敛可靠性和较高的收敛速度,是目前求解此类两层线性规划问题的一种有效算法.     

天然气管道瞬态运行优化技术研究进展

由于长距离天然气管道输送需要依靠压缩机提供能量,而天然气管道的实际运行状态是不断变化的,稳态优化技术已无法满足管道的实际运行情况,瞬态优化技术应运而生。在满足用户需求的前提下,如何选择压缩机组合,制定最优运行方案,使压缩机能耗最低,是天然气管道运行管理的关键;因此研究天然气管道系统瞬态运行优化技术成为了管道输送至关重要的课题。为此,在调研大量文献的基础上,分别从目标函数、约束条件和优化变量三个方面总结了瞬态运行优化问题采用的数学模型及其特点和局限,分析了模型的主要算法、典型算例及其应用效果。最后根据天然气管道瞬态运行优化技术的发展趋势,提出以下建议:(1)进一步考虑管道元件和特殊工况对运行状态的影响,建立更贴近实际运行状态的数学模型;(2)后续的研究应注重结合不同的优化算法,提高求解效率,研究更具通用性的求解方法。     

基于动态参数蚁群算法的寻源导热反问题研究

基于蚁群优化算法,求解含有未知内热源位置的导热逆问题.通过分析计算表明:信息素启发因子、能见度启发因子、信息素挥发率等蚁群参数对蚁群选择路径以及路径上信息素浓度更新有直接影响,其取值最终会影响求解结果的准确性及收敛速度.在计算过程中,路径上的信息素浓度不断改变,蚂蚁选择路径也趋于集中,采用定值蚁群参数不能满足在整个计算过程中都具有良好的性能,为此提出了动态参数蚁群算法,并根据计算分析结果确定蚁群参数值随全局循环次数而变的动态函数.计算结果证明,采用动态参数蚁群算法能有效提高求解反问题的质量及收敛速度.     

模拟退火遗传算法的泵站优化运行

针对泵站在不同流量扬程要求时,水泵运行组合不合理,导致泵站运行效率低的问题,提出以泵站总功率最小为目标函数的优化运行数学模型.此模型以水泵扬程、总供水量和调速泵的调速率为约束条件,利用模拟退火遗传算法确定并联运行泵的台数、调速泵的调速率及泵的流量分配,实现泵站的优化运行.该算法引入了不可行度对每代种群做初始选择,并利用不可行度取代传统的惩罚函数,平衡目标函数最优化和满足约束条件这两方面的要求.最后通过实例验证了本算法在求解泵站优化调度问题方面的可行性.     

分时电价下梯级水电站间短期优化调度仿真

将蚁群优化算法用于求解分时电价下梯级水电站间短期优化调度模型,考虑市场竞争下的电价和电量、水库存水价值、水流时滞以及设备折旧等因素,建立了利益最大化为优化准则的短期优化调度模型.给出了蚁群算法求解梯级短期优化调度模型的数学描述及算法的求解步骤.最后以某梯级流域中三个水电站的相关数据建立了相应的优化调度模型,运用蚁群算法进行了计算仿真,并与传统的动态规划法进行对比.仿真结果证实了所采用算法的有效性和可行性.