城市燃氣管線網(wǎng)絡系統(tǒng)優(yōu)化設計研究.pdf

1、　　燃氣管線網(wǎng)絡系統(tǒng)(簡稱燃氣管網(wǎng)系統(tǒng))是目前世界上進行燃氣輸送的主要方式，包括燃氣長輸管線系統(tǒng)和城市燃氣管網(wǎng)系統(tǒng)兩部分。采用先進的優(yōu)化技術獲得最佳管網(wǎng)規(guī)劃設計方案是十分必要的?！　”疚脑诜治霰容^了燃氣管網(wǎng)傳統(tǒng)設計方法以及前人的優(yōu)化方法基礎上，結(jié)合城市燃氣環(huán)狀管網(wǎng)的特點，提出從可靠性角度出發(fā)對城市燃氣環(huán)網(wǎng)進行全面的優(yōu)化設計研究。在對燃氣管網(wǎng)進行可靠性理論分析的基礎上，重點研究了優(yōu)化設計中的兩大問題——基于可靠性的城市燃氣環(huán)網(wǎng)布局優(yōu)化以

2、及帶有可靠性約束的城市燃氣環(huán)網(wǎng)管徑參數(shù)優(yōu)化?！　”疚奶岢鋈細夤芫W(wǎng)可靠性的間接量度思想。根據(jù)信息論中的熵理論，將熵作為燃氣管網(wǎng)可靠性的間接度量指標，定量量度管網(wǎng)系統(tǒng)的水力可靠性能。推導并建立了燃氣管網(wǎng)路徑熵函數(shù)表達式，求取水力狀況已知的燃氣管網(wǎng)的各個節(jié)點熵和整個系統(tǒng)的熵值，為管徑參數(shù)優(yōu)化模型中可靠性約束條件的確定提供依據(jù)。根據(jù)最大熵原理，分別推導并建立了單氣源燃氣管網(wǎng)和多氣源燃氣管網(wǎng)的最大熵模型?！　♂槍θ細猸h(huán)狀管網(wǎng)布局優(yōu)化問題，摒棄

3、了以總長度最小或路徑最短為目標的常規(guī)思路。在環(huán)狀管網(wǎng)特定約束條件下，建立了基于最大熵的布局優(yōu)化模型。提出應用遺傳算法優(yōu)化環(huán)狀燃氣管網(wǎng)布局的基本思路。在遺傳算法現(xiàn)有理論和成果的基礎上，改進標準遺傳算法，設計出適當?shù)倪z傳算子和進化控制策略，并以簡單管網(wǎng)為對象通過計算機模擬試驗進行遺傳參數(shù)優(yōu)化配置?！　”疚膹慕?jīng)濟性和可靠性兩個角度出發(fā)，對城市燃氣管網(wǎng)管徑參數(shù)的優(yōu)化設計進行了全面而深入的探討。提出將燃氣管網(wǎng)實際熵與最大熵的比值——相對熵作為衡

4、量管網(wǎng)可靠性能實現(xiàn)程度的指標，在此約束條件下，建立燃氣管網(wǎng)總投資最小的數(shù)學模型。此外，建立了燃氣管網(wǎng)水力分析模型并求解，以便在優(yōu)化過程中評價各個方案的水力性能?！　♂槍軓絽?shù)優(yōu)化問題，在比較分析傳統(tǒng)方法的弊端之后，本文采用遺傳算法求解，并進行了適當?shù)母倪M——引入懲罰因子建立適應度函數(shù)，并對其進行線性尺度變換；改進編碼方式，采用整數(shù)編碼方法；根據(jù)具體問題設計恰當?shù)倪z傳算子等，從而求得燃氣管網(wǎng)參數(shù)優(yōu)化模型的全局最優(yōu)解?！　⊥ㄟ^北京市亦