基于隨機(jī)規(guī)劃的不確定蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、目前我國(guó)的能源和環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻，石化企業(yè)的節(jié)能減排勢(shì)在必行。其中蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)是過(guò)程工業(yè)的重要組成部分，它消耗大景的一次能源為過(guò)程系統(tǒng)提供蒸汽、電力等。在實(shí)際蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)中不可避免包含蒸汽電力需求變化、能源價(jià)格波動(dòng)等不確定因素。不確定因素會(huì)使系統(tǒng)操作偏離最優(yōu)設(shè)計(jì)狀態(tài)，造成設(shè)計(jì)策略保守或過(guò)程不合理，甚至帶來(lái)安全隱患，所以在蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)中進(jìn)行不確定優(yōu)化研究具有重要的理論和實(shí)際意義。因此，本論文提出應(yīng)用隨機(jī)規(guī)劃策略對(duì)不確定蒸汽動(dòng)力

2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化進(jìn)行研究。
　　首先分析了蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)包含的不確定因素的特性及其對(duì)系統(tǒng)優(yōu)化目標(biāo)和約束條件的影響。將不確定因素的表達(dá)分成兩類(lèi):基于時(shí)間變化表達(dá)和基于發(fā)生概率表達(dá)。對(duì)基于時(shí)間變化表達(dá)的因素，轉(zhuǎn)化為多周期問(wèn)題進(jìn)行處理;對(duì)外部工藝過(guò)程變化引起的汽電需求不確定波動(dòng)等基于發(fā)生概率表達(dá)的因素，應(yīng)用隨機(jī)規(guī)劃策略補(bǔ)償不確定參數(shù)的實(shí)現(xiàn)可能引起的約束背離。建立多周期帶補(bǔ)償?shù)碾S機(jī)規(guī)劃M(mǎn)ILP模型對(duì)蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。然后，在此基礎(chǔ)上

3、，同時(shí)考慮蒸汽過(guò)熱度來(lái)優(yōu)化蒸汽參數(shù)的選擇、設(shè)備選擇和各設(shè)備的操作負(fù)荷。并通過(guò)案例來(lái)分析過(guò)熱度對(duì)蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置和性能的影響。此外，將污染物排放納入蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化中，從而在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中選擇最優(yōu)燃料，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)成本和環(huán)境影響的最佳權(quán)衡。
　　案例研究表明:本文提出的多周期帶補(bǔ)償?shù)碾S機(jī)規(guī)劃(MP-SPR)方法是一種確定設(shè)備尺寸、操作負(fù)荷和系統(tǒng)運(yùn)行工況的有效工具。對(duì)不確定因素采取隨機(jī)規(guī)劃策略，通過(guò)調(diào)節(jié)決策和懲罰不足協(xié)調(diào)運(yùn)行的補(bǔ)償方

4、式來(lái)指導(dǎo)操作，使調(diào)度調(diào)節(jié)更加合理，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)和操作的同時(shí)優(yōu)化，將年操作費(fèi)用降低了9.51％，年投資費(fèi)用降低了4.57％。與傳統(tǒng)確定性方法相比，MP-SPR方法不僅能應(yīng)對(duì)各種汽電需求的不確定變化，同時(shí)保證了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)，提出的設(shè)計(jì)方案使年總費(fèi)用降低了8.72％。
　　蒸汽過(guò)熱度會(huì)影響蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)的性能，如蒸汽分配以及產(chǎn)電量等。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，它還會(huì)影響設(shè)備選擇以及各設(shè)備尺寸等。在適當(dāng)?shù)倪^(guò)熱度范圍內(nèi)，當(dāng)改變高壓蒸汽過(guò)