發(fā)布時間：2020-10-24 13:19

　　 地熱作為可再生的新型清潔能源中最為現實并最具競爭力的能源之一，正被越來越多地的國家重視。我國地熱供熱是地熱利用的主要途徑。因此本文研究的目的在于研究優(yōu)化地熱供熱系統(tǒng)的方法，以便于提高地熱能的利用率，同時還能夠實現較高的經濟效益。 本文在對地熱供熱系統(tǒng)原理進行分析的基礎上，利用改進的遺傳算法（即遺傳模擬退火算法）對地熱供熱系統(tǒng)進行優(yōu)化運算，從而探索地熱采暖系統(tǒng)優(yōu)化的新方法。 本文得出以下結論：采用數學建模對地熱采暖系統(tǒng)進行優(yōu)化處理，在實際的工程應用中可以得到良好的結果；在地熱采暖系統(tǒng)優(yōu)化工作中引入改進的遺傳算法；利用計算機程序Matlab對地熱采暖系統(tǒng)進行建模并處理可以大大提高對地熱采暖系統(tǒng)的優(yōu)化能力。 本論文的創(chuàng)新點主要包括以下幾點： 1．通過對地熱采暖系統(tǒng)的分析及優(yōu)化建模的過程中，發(fā)現對地熱采暖系統(tǒng)優(yōu)化模型影響較大的因素：調峰比和地熱尾水溫度； 2．采用最小二乘法對采暖度日值進行線性擬合，以建立地熱采暖系統(tǒng)調峰熱源耗熱量的數學模型，并進而計算出調峰熱源能源消耗，以便于采暖熱耗熱量及基礎負荷與調峰負荷的計算，并進一步計算出調峰燃料消耗量，為地熱采暖系統(tǒng)的優(yōu)化提供參考； 3．地熱采暖系統(tǒng)是受多種因素影響的復雜系統(tǒng)，本文將現代優(yōu)化算法之一的遺傳算法方法應用于地熱采暖工程系統(tǒng)優(yōu)化過程中； 4．本文結合遺傳算法和模擬退火算法各自搜索能力的不同，對遺傳算法進行改進，以利于提高模型的優(yōu)化能力； 5．利用Matlab程序所提供的遺傳算法工具箱對地熱采暖系統(tǒng)進行數學建模，并采用改進的遺傳模擬退火算法對數學模型進行優(yōu)化。
【學位單位】：天津大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2010
【中圖分類】：TU832;TP18
【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究的背景和意義
        1.1.1 地熱采暖系統(tǒng)經濟模型優(yōu)化的概念
        1.1.2 地熱采暖系統(tǒng)方案經濟優(yōu)化的重要性
    1.2 本論文問題的提出
        1.2.1 我國供熱事業(yè)的發(fā)展及存在的問題
        1.2.2 地熱供熱的發(fā)展中亟需解決的經濟性問題
        1.2.3 數學模型在供熱系統(tǒng)經濟評價工作中的意義
        1.2.4 地熱采暖系統(tǒng)技術經濟參數評價依據
    1.3 本文的研究目標、方法和思路
        1.3.1 主要研究的目標、方法
        1.3.2 研究思路
    1.4 本章小結
第二章 國內外研究綜述
    2.1 工程優(yōu)化研究的發(fā)展情況
        2.1.1 工程優(yōu)化的定義及應用
        2.1.2 工程優(yōu)化的發(fā)展
        2.1.3 工程優(yōu)化分類
        2.1.4 遺傳算法應用于工程優(yōu)化的發(fā)展
    2.2 地熱利用的發(fā)展情況
    2.3 地熱供熱及其優(yōu)化研究的發(fā)展情況
    2.4 本章小結
第三章 地熱采暖系統(tǒng)經濟分析數學模型建立
    3.1 地熱采暖系統(tǒng)
        3.1.1 地熱采暖系統(tǒng)形式
        3.1.2 地熱間接式采暖
    3.2 地熱采暖系統(tǒng)的特點和特殊參數
        3.2.1 地熱采暖系統(tǒng)的特點
        3.2.2 地熱采暖系統(tǒng)的特殊參數
    3.3 地熱采暖系統(tǒng)經濟分析數學模型
        3.3.1 地熱采暖系統(tǒng)經濟分析的基礎方程
        3.3.2 地熱采暖系統(tǒng)經濟分析的數學模型
    3.4 本章小結
第四章 地熱采暖系統(tǒng)經濟模型的優(yōu)化
    4.1 地熱采暖系統(tǒng)的經濟模型優(yōu)化的目標
    4.2 地熱采暖系統(tǒng)經濟分析優(yōu)化模型的目標函數
        4.2.1 地熱采暖系統(tǒng)投資
        4.2.2 年運行費用
    4.3 地熱采暖系統(tǒng)重要經濟性參數的優(yōu)化
    4.4 地熱采暖系統(tǒng)經濟分析優(yōu)化模型的建立和求解
    4.5 本章小結
第五章 遺傳算法的理論基礎
    5.1 遺傳算法的介紹
        5.1.1 遺傳算法的產生和發(fā)展
        5.1.2 遺傳算法的特點
        5.1.3 遺傳算法的基本術語
    5.2 簡單遺傳算法和混合遺傳算法
        5.2.1 簡單遺傳算法的基本思路
        5.2.2 混合遺傳算法思路
    5.3 遺傳算法的操作
    5.4 改進遺傳算法
    5.5 本章小結
第六章 地熱采暖系統(tǒng)優(yōu)化經濟分析的改進遺傳算法
    6.1 地熱采暖系統(tǒng)經濟性改進的遺傳算法過程分析
    6.2 地熱采暖系統(tǒng)經濟性的適應度函數設計
    6.3 地熱采暖系統(tǒng)經濟性遺傳算法的編碼
    6.4 地熱采暖系統(tǒng)經濟性的初始種群的生成
    6.5 地熱采暖系統(tǒng)經濟性的遺傳算子的識別
        6.5.1 選擇算子
        6.5.2 交叉算子
        6.5.3 變異算子
    6.6 地熱采暖系統(tǒng)經濟性的遺傳算法過程的改進
        6.6.1 改進遺傳算法的方法和理論
        6.6.2 地熱采暖系統(tǒng)經濟性的改進遺傳算法數學模型
    6.7 本章小結
第七章 地熱采暖系統(tǒng)經濟優(yōu)化模型改進遺傳算法的仿真研究
    7.1 改進遺傳算法的地熱采暖系統(tǒng)經濟性優(yōu)化模型的計算機仿真
        7.1.1 MATLAB 軟件介紹
        7.1.2 地熱采暖系統(tǒng)經濟性優(yōu)化模型 MATLAB 程序實現
    7.2 優(yōu)化結果的比較
    7.3 本章小結
第八章 實證研究
    8.1 工程概況
    8.2 地熱采暖工程經濟參數的設定
    8.3 遺傳算法操作算子和參數的選定
        8.3.1 選擇算子
        8.3.2 交叉算子
        8.3.3 變異算子
        8.3.4 參數的選定
    8.4 優(yōu)化模型計算結果的校核
        8.4.1 優(yōu)化模型的構建
        8.4.2 優(yōu)化模型及實證
    8.5 本章小結
第九章 總結與展望
    9.1 結束語
    9.2 本文的創(chuàng)新點
    9.3 展望
參考文獻
攻讀博士期間取得的學術成果
致謝

【參考文獻】

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本文編號：2854517