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基于机会约束MINLP模型的多工况氢气网络操作优化技术 被引量:2
1
作者 潘登 曹萃文 《石油学报(石油加工)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期368-379,共12页
随着日益严格的环保标准以及新能源需求的不断增加,氢气已经成为炼油厂的重要资源。针对炼油厂存在多种工况的情况,在氢源产氢量、氢阱耗氢量、市场价格不确定的环境下,以氢气网络运行与CO_(2)排放成本(TOEC)之和为目标,考虑氢源标况流... 随着日益严格的环保标准以及新能源需求的不断增加,氢气已经成为炼油厂的重要资源。针对炼油厂存在多种工况的情况,在氢源产氢量、氢阱耗氢量、市场价格不确定的环境下,以氢气网络运行与CO_(2)排放成本(TOEC)之和为目标,考虑氢源标况流量、氢阱标况流量、氢气含量、压缩机、变压吸附(PSA)装置、燃料和管道约束,建立了多工况机会约束混合整数非线性规划(MCC-MINLP)氢气网络操作优化模型。对某炼油厂涉氢装置运行数据进行拟合,得到不同工况下产氢量与耗氢量的分布情况后,在不同置信水平下求解MCC-MINLP模型,得到了各工况的氢气网络最优操作方案。计算结果表明,通过增加一套PSA装置以及对应管道,可以减少15.17%~16.68%的新氢使用量并优化原氢气网络结构,优化后氢气网络的TOEC降低了2.19%~2.34%。 展开更多
关键词 氢气网络 机会约束规划 多工况 混合整数非线性规划(minlp) 操作优化
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考虑空间需求不均的模块化公交线路运行方案优化研究 被引量:2
2
作者 易洪波 刘昱岗 王童语 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期166-175,共10页
传统固定容量公交车辆难以应对公交线路上空间分布不均的需求。为解决这一问题,引入模块化公交车辆,通过编组与解编的方式实现车队在运行中的容量动态变化,以更贴合需求在空间上的变化。基于运行时空图重构的方法,建立描述模块化公交线... 传统固定容量公交车辆难以应对公交线路上空间分布不均的需求。为解决这一问题,引入模块化公交车辆,通过编组与解编的方式实现车队在运行中的容量动态变化,以更贴合需求在空间上的变化。基于运行时空图重构的方法,建立描述模块化公交线路运行方案的优化模型,所构建模型为混合整数非线性规划(Mixed Integer-Nonlinear Program,MINLP)模型,模型决策变量包括车队的运行方案以及模块化公交单元的运行方案。为方便求解,采用时间离散化手段,通过一系列方法将所构建的MINLP模型转化为易于求解的混合整数线性规划(Mixed Integer-Linear Program,MILP)模型,并基于成都市真实公交线路与乘客需求数据进行案例分析。实验结果表明,与传统容量固定式公交相比,模块化公交的应用能够使乘客成本降低11.44%,运营成本降低31.35%,综合降低20.32%的系统总成本。敏感性分析实验结果分析了系统供给与需求变化对系统成本产生的影响。 展开更多
关键词 城市交通 运行方案优化 混合整数非线性优化模型 模块化公交 时间离散化 Gurobi
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基于子系统规模调配的烯烃生产过程模拟与优化
3
作者 李文静 张桥 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期644-651,共8页
针对单个烯烃生产系统节能潜力有限的问题,提出基于烯烃生产子系统规模调配的方法,构建混合整数非线性规划(MINLP)优化模型。以单位产量1 t×h^(-1)为基准规模,当丙烷脱氢和乙烷裂解的规模系数分别为50.0和89.4时(即产量分别为50.0 ... 针对单个烯烃生产系统节能潜力有限的问题,提出基于烯烃生产子系统规模调配的方法,构建混合整数非线性规划(MINLP)优化模型。以单位产量1 t×h^(-1)为基准规模,当丙烷脱氢和乙烷裂解的规模系数分别为50.0和89.4时(即产量分别为50.0 t×h^(-1)和89.4 t×h^(-1)),系统的能量回收率达到最大,为82.6%。与两者独立子系统相比,公用工程负荷减少502.7 MW,对应的中低压蒸气消耗量减少544.9 t×h^(-1),电能减少0.5 MW,碳排放量减少0.5 t×h^(-1),节能减排的效果非常显著。结果表明,多个系统间能量交互可以有效提高能量回收率,且最优的规模系数使系统整体能量回收率达到最大。 展开更多
关键词 烯烃 混合整数非线性规划(minlp) 能量回收率 规模调配 节能减排
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求解水电站日负荷优化分配的混合整数非线性规划模型 被引量:23
4
作者 申建建 张秀飞 +2 位作者 王健 程春田 李秀峰 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2018年第19期34-40,共7页
考虑水电调度复杂非线性关系,提出水电站日负荷优化分配的混合整数非线性规划(MINLP)模型。采用多项式拟合技术处理MINLP模型中的水位、库容、流量、出力等多变量耦合函数关系,分析确定了适合的多项式阶数和描述方式,构建了水位与库容... 考虑水电调度复杂非线性关系,提出水电站日负荷优化分配的混合整数非线性规划(MINLP)模型。采用多项式拟合技术处理MINLP模型中的水位、库容、流量、出力等多变量耦合函数关系,分析确定了适合的多项式阶数和描述方式,构建了水位与库容、尾水位与出库流量的一元四次多项式,提出表征机组出力的水头和发电流量二元二次拟合方法,得到了水头—流量—出力关系三维拟合曲面,可以满足变化水头下机组出力的精细化计算要求。最后,采用成熟的MINLP求解器实现高效计算。提出的模型通过溪洛渡18台机组日负荷分配问题得到验证,从模型应用复杂度和结果精度两方面与经典混合整数线性规划(MILP)模型进行比较,表明MINLP模型应用便捷且精度较高,与实际耗水量的误差较MILP模型减少91%,更能反映水电站实际情况。 展开更多
关键词 机组组合 混合整数非线性规划(minlp) 多项式拟合 水电调度 负荷分配
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遗传算法在过程综合混合整数非线性规划中的应用 被引量:7
5
作者 王克峰 姚平经 +2 位作者 袁一 于福东 施光燕 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第4期400-406,共7页
针对过程综合混合整数非线性规划问题提出了一种混合遗传算法,该算法对整数变量进行编码,而对连续变量则采用连续化遗传算子进行处理,使得算法与原问题的对应更加自然,也更有效。另外,还针对常见的提前收敛或局部最小现象提出几种... 针对过程综合混合整数非线性规划问题提出了一种混合遗传算法,该算法对整数变量进行编码,而对连续变量则采用连续化遗传算子进行处理,使得算法与原问题的对应更加自然,也更有效。另外,还针对常见的提前收敛或局部最小现象提出几种算子,实例表明本算法具有较强的全局优化能力。相对于传统遗传算法具有速度快、精度高、可操作性强等特点。 展开更多
关键词 遗传算法 混合整数 非线性规划 NINLP
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基于管网模拟的蒸汽动力系统多周期运行优化 被引量:14
6
作者 罗向龙 华贲 张冰剑 《石油学报(石油加工)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期56-62,共7页
分析了管网输送过程中蒸汽参数变化对工艺过程和蒸汽动力系统运行的影响。为了消除这些影响,提出了与管网模拟相集成的蒸汽动力系统优化运行策略,并且建立了考虑蒸汽输送损失的混合整数非线性规划(MINLP)模型。针对大规模MINLP模型求解... 分析了管网输送过程中蒸汽参数变化对工艺过程和蒸汽动力系统运行的影响。为了消除这些影响,提出了与管网模拟相集成的蒸汽动力系统优化运行策略,并且建立了考虑蒸汽输送损失的混合整数非线性规划(MINLP)模型。针对大规模MINLP模型求解困难的问题,开发了分解迭代的算法,将建立的模型系统分解为优化运行子系统和管网模拟子系统,通过协调子系统之间的关系,迭代计算,直到求得满足误差条件的最优解。通过实例证明了提出的策略和算法能够在合理的时间内得到系统优化运行的最优解,既为企业节省了大量的资金,又为蒸汽动力系统和工艺系统的安全稳定运行提供了保障。 展开更多
关键词 蒸汽动力系统 优化运行 管网模拟 混合整数非线性规划(minlp)
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苯氯化侧反应精馏过程的模拟优化与系统实现方法 被引量:6
7
作者 薄翠梅 汤吉海 +2 位作者 乔旭 丁良辉 崔咪芬 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1157-1161,1166,共6页
针对侧反应精馏集成过程反应能力与分离能力最佳匹配条件设计问题,提出基于独立反应量的非线性解耦优化设计方法.研究以综合生产成本最小且反应能力最大为优化目标的多约束混合整型非线性规划问题,并给出了集成优化与模拟系统程序实现方... 针对侧反应精馏集成过程反应能力与分离能力最佳匹配条件设计问题,提出基于独立反应量的非线性解耦优化设计方法.研究以综合生产成本最小且反应能力最大为优化目标的多约束混合整型非线性规划问题,并给出了集成优化与模拟系统程序实现方法.将该方法应用到苯氯化侧反应精馏过程集成优化设计中,实现了反应能力与分离能力的最佳匹配,证明所提出的优化设计方法是有效的. 展开更多
关键词 侧反应精馏过程 混合整型非线性规划 多目标优化 模拟系统
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引入环境成本的石油化工企业蒸汽动力系统多周期运行优化 被引量:17
8
作者 戴文智 尹洪超 《石油学报(石油加工)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期448-455,共8页
石油化工企业的蒸汽动力系统(SPS)既是企业中的耗能大户,也是产生污染物的主要来源。为了满足石油化工企业工艺过程对蒸汽和电力不断变化的要求,实现企业节能降耗的目的,必须保证蒸汽动力系统在最优的状态下运行,同时考虑蒸汽系统对人... 石油化工企业的蒸汽动力系统(SPS)既是企业中的耗能大户,也是产生污染物的主要来源。为了满足石油化工企业工艺过程对蒸汽和电力不断变化的要求,实现企业节能降耗的目的,必须保证蒸汽动力系统在最优的状态下运行,同时考虑蒸汽系统对人类赖以生存的环境造成的影响。针对以上问题,提出了包括设备维护、转运费用和环境成本的混合整数非线性规划(MINLP)模型。利用改进的粒子群算法对其求解,并通过实例证明了利用该模型使用改进的PSO算法能很快得到最优的方案。将环境成本作为石油化工企业蒸汽动力系统运行总成本的一部分,虽然增加了企业的总运行成本,但对环境保护问题和经济社会全面协调可持续发展有着非常重要的意义。 展开更多
关键词 蒸汽动力系统 混合整数非线性规划(minlp) 环境成本 PSO算法
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适于混合整数非线性规划的混合粒子群优化算法 被引量:12
9
作者 贺益君 陈德钊 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期747-751,共5页
通过加强粒子群优化(PSO)算法处理约束和整数变量的能力,使其适于求解混合整数非线性规划(MIN-LP),构建了一种混合粒子群优化(HPSO)算法.建立了种群的约束矩阵来反映其解满足约束的情况,运用Pareto支配概念评价解的优劣,确定种群的局部... 通过加强粒子群优化(PSO)算法处理约束和整数变量的能力,使其适于求解混合整数非线性规划(MIN-LP),构建了一种混合粒子群优化(HPSO)算法.建立了种群的约束矩阵来反映其解满足约束的情况,运用Pareto支配概念评价解的优劣,确定种群的局部最优点和全局最优点.通过增设基于距离函数的概率取整操作和随机变异的解修复操作,加快了搜优速率.利用各粒子的局部最优点信息更新速度,采用多粒子群策略增强了种群多样性.实例测试结果显示,与其他算法相比,HPSO算法具有更好的全局寻优能力,收敛速度更快. 展开更多
关键词 混合粒子群优化(HPS0) 混合整数非线性规划(minlp) PARETO支配 多粒子群 解修复
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轴辐式城市物流网络演化模型与算法 被引量:6
10
作者 付江月 陈刚 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2015年第12期3605-3608,3617,共5页
实践表明大多数城市的物流网络拓扑结构呈轴辐式结构。为揭示城市物流网络演化规律,将城市物流网络演化过程进行数学抽象,建立以网络总成本最小为目标的物流节点动态选址MINLP(混合整数非线性规划)模型。根据模型的特点,设计带精英策略... 实践表明大多数城市的物流网络拓扑结构呈轴辐式结构。为揭示城市物流网络演化规律,将城市物流网络演化过程进行数学抽象,建立以网络总成本最小为目标的物流节点动态选址MINLP(混合整数非线性规划)模型。根据模型的特点,设计带精英策略的自适应遗传算法,并与基本遗传算法和GAMS进行对比。算例分析结果表明,随着城市各区域物流需求与成本的变化,城市物流网络呈现单枢纽到双枢纽,再到多枢纽,最后形成复杂轴辐网络的演化规律。所构建的模型能在一定程度上模拟城市物流网络的演化过程,所设计的算法具有较高的运算效率。 展开更多
关键词 物流网络演化 动态选址 混合整数非线性规划 自适应遗传算法 轴辐网络
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离心泵网络的节能设计与操作优化:综述与展望 被引量:3
11
作者 祝铃钰 施佳琪 +1 位作者 郑成霖 陈曦 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1245-1258,共14页
首先对以单泵串并联为基础的离心泵网络的设计与操作优化命题进行解析,提出此类命题的研究框架可按照优化命题的基本结构分类成目标函数、约束条件和求解算法三部分。分析认为目标函数的组成取决于命题背景,等式与不等式约束可按模块化... 首先对以单泵串并联为基础的离心泵网络的设计与操作优化命题进行解析,提出此类命题的研究框架可按照优化命题的基本结构分类成目标函数、约束条件和求解算法三部分。分析认为目标函数的组成取决于命题背景,等式与不等式约束可按模块化原则从单泵到单泵调整、多泵组合,进而泵网络设计、泵网络操作各级命题研究;而求解算法则聚焦于混合整数非线性规划(mixed-integer nonlinear programming,MINLP)的凸性与非凸性研究。然后依次给出了各部分内容的研究综述,主题集中于优化目标构成、面向建模的泵基本特性方程、泵网络优化设计型问题、泵网络优化操作型问题以及MINLP求解算法。分析表明,当前泵网络设计优化与操作优化的目标主要可以用寿命周期法描述,其中能耗和维护费用占比较大;泵基本方程主要基于出厂特性曲线回归,研究难点聚焦于现场流量缺乏的应对方式和管路对串并联阻力的影响;泵网络优化命题重点讨论工业问题的超结构表达形式并向多类网络的同步设计延伸,操作优化主要研究变负荷控制与操作调度,而MINLP研究重点则集中于相关确定性和不确定性算法开发。最后展望了泵网络的研究前景,实现性能监测和维护调度的智能设备管理和泵网络面向时间与空间二维分布式需求的柔性设计将成为新的研究方向。 展开更多
关键词 离心泵网络 节能 设计优化 操作优化 混合整数非线性规划(minlp)
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考虑能耗影响的多产品间歇化工过程优化排序 被引量:1
12
作者 朱振兴 卫宏远 杨华 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期1504-1507,共4页
提出一种用于间歇生产的多产品化工厂排序的多目标优化的混合整数非线性规划(MINLP)模型,其目标函数同时考虑了总生产时间最短和能耗最小的影响,定义了关于过程能耗的影响因子及决策因子,用以对总生产时间和能耗的影响进行权衡。采用改... 提出一种用于间歇生产的多产品化工厂排序的多目标优化的混合整数非线性规划(MINLP)模型,其目标函数同时考虑了总生产时间最短和能耗最小的影响,定义了关于过程能耗的影响因子及决策因子,用以对总生产时间和能耗的影响进行权衡。采用改进的模拟退火算法(SA)对具有不同决策因子和能耗影响因子情况下的算例进行了求解,结果表明,该模型能够较好地反映能耗因素在多产品厂排序问题中的影响,使排序结果达到生产时间和能耗影响的综合最优。 展开更多
关键词 多产品间歇过程 排序 能耗 模拟退火算法 混合整数非线性规划
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基于广义Benders分解的分布式热电联供机组规划方法 被引量:19
13
作者 杨艳红 裴玮 +2 位作者 屈慧 肖浩 齐智平 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2014年第12期27-33,共7页
在分布式热电联供系统中,用户需要优化选择机组组合和系统运行方案,这样可以使得生产成本最小,减少二氧化碳的排放。为此,分布式热电联供机组的规划需要综合考虑热负荷、电负荷和可选的机组方案,以及系统未来的运行情况。在综合考虑了... 在分布式热电联供系统中,用户需要优化选择机组组合和系统运行方案,这样可以使得生产成本最小,减少二氧化碳的排放。为此,分布式热电联供机组的规划需要综合考虑热负荷、电负荷和可选的机组方案,以及系统未来的运行情况。在综合考虑了热电联供机组的初始投资及其模拟运行时组合效益的基础上,建立了以系统等年值费用最小为目标的精细化数学规划模型。在规划模型中,存在大量的整数变量,同时模型本身是非线性的,应用广义Benders分解方法对该模型进行了求解。通过算例的规划与仿真分析,表明所述方法可以更加准确地规划出热电机组的类型及台数,系统能够取得更佳的经济效益。 展开更多
关键词 热电联供 广义Benders分解 混合整数非线性规划
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双层过道布置问题的混合整数非线性规划模型及两阶段改进模拟退火算法 被引量:11
14
作者 管超 张则强 +1 位作者 朱立夏 毛丽丽 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期975-983,共9页
结合实际布局活动中,设施在多层空间布置的实际情况,提出了双层过道布置问题,并构建了该问题的混合整数非线性规划(MINLP)模型。针对问题特征,提出了一种改进模拟退火算法,通过采用两阶段改进策略,对退火过程及抽样过程进行改进。该算... 结合实际布局活动中,设施在多层空间布置的实际情况,提出了双层过道布置问题,并构建了该问题的混合整数非线性规划(MINLP)模型。针对问题特征,提出了一种改进模拟退火算法,通过采用两阶段改进策略,对退火过程及抽样过程进行改进。该算法以自适应搜索策略替代马氏链搜索长度,并引入记忆功能、回火操作以提高求解质量,通过设置双阈值来提高求解效率。应用所提算法对24个基准算例进行测试,并将其与原模拟退火算法和GUROBI精确方法作对比,验证了所提算法的有效性。 展开更多
关键词 双层过道布置问题 设施布局 混合整数非线性规划模型 模拟退火算法
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某焦化厂供水网络多目标建模及优化 被引量:2
15
作者 韩庚 曹萃文 顾幸生 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1033-1041,共9页
对某焦化厂的供水网络进行了详细的分析,在用水供需平衡满足生产要求的前提下,以新鲜水供给量最小以及新鲜水供给成本与循环水及除盐水的浪费成本之和最小作为两个优化目标,建立了多目标混合整数非线性规划(MINLP)的数学模型。利用文献... 对某焦化厂的供水网络进行了详细的分析,在用水供需平衡满足生产要求的前提下,以新鲜水供给量最小以及新鲜水供给成本与循环水及除盐水的浪费成本之和最小作为两个优化目标,建立了多目标混合整数非线性规划(MINLP)的数学模型。利用文献提出的Pareto规则下的多目标改进文化差分进化算法对模型进行了求解。所得的计算结果与现场实时操作数据相比,模型及算法实现的优化操作减少了新鲜水消耗量,降低了新鲜水供给成本与循环水及除盐水的浪费成本,达到了很好的优化效果。 展开更多
关键词 焦化厂 供水网络 混合整数非线性规划 多目标改进文化差分 多目标优化
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交流潮流约束机组组合的部分代理割方法 被引量:10
16
作者 陈鸿琳 刘明波 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期2540-2550,共11页
交流潮流约束下的机组组合问题(AC power flow constrained unit commitment,ACUC)是一个非凸的混合整数非线性规划问题,包含大规模的离散变量,极难求解。该文建立了ACUC的分离式模型,引入部分代理割方法,提出了一种新的求解UC问题的... 交流潮流约束下的机组组合问题(AC power flow constrained unit commitment,ACUC)是一个非凸的混合整数非线性规划问题,包含大规模的离散变量,极难求解。该文建立了ACUC的分离式模型,引入部分代理割方法,提出了一种新的求解UC问题的分解式算法。并在原始部分代理割(partial surrogate cuts,PSC)法的基础上,为避免在问题规模扩大时过早陷入局部最优解,结合电力系统特征,提出了引入直流潮流相关约束的改进PSC算法,改善解的质量。通过对6节点、IEEE 39节点和118节点系统的仿真计算验证了方法的有效性和适用性,在与其他算法的对比中突显了速度和精度上的优势。 展开更多
关键词 机组组合 交流潮流约束 混合整数非线性规划 部分代理割方法
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分布式冷热电联供系统优化运行方法 被引量:9
17
作者 代宪亚 茅大钧 《电力科学与技术学报》 CAS 北大核心 2017年第1期55-64,共10页
对能源站改造前、后的冷热电联供系统进行详细分析,并建立改造后系统(包括:燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机、辅助锅炉、热交换器、吸收式制冷机、热泵和电制冷机)的数学模型;以运行总成本最低作为单目标函数,以能源节约率和二氧化碳减排... 对能源站改造前、后的冷热电联供系统进行详细分析,并建立改造后系统(包括:燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机、辅助锅炉、热交换器、吸收式制冷机、热泵和电制冷机)的数学模型;以运行总成本最低作为单目标函数,以能源节约率和二氧化碳减排率综合指标最大作为多目标函数,运用LINGO软件对混合型整数非线性规划优化模型求解,并分析对比优化结果。分析结果表明:若以降低成本为前提,则能源消耗和二氧化碳排放量增大;若以降低能耗和保护环境为前提,则会相对增加运行成本。 展开更多
关键词 能源站 冷热电联供 混合型整数非线性规划 运行优化
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考虑互换性的混合气源天然气管网扩建工程设计优化
18
作者 周军 李传钱 梁光川 《控制工程》 CSCD 北大核心 2023年第12期2155-2165,共11页
面对逐渐形成的混合气源协同供应天然气管网格局,扩建现有天然气管网已成为未来发展趋势。针对混合气源的管网扩建工程设计优化问题,综合考虑混合气源带来的燃气互换性和成本等影响,以管网扩建年折合费用最低为目标函数,建立通用的混合... 面对逐渐形成的混合气源协同供应天然气管网格局,扩建现有天然气管网已成为未来发展趋势。针对混合气源的管网扩建工程设计优化问题,综合考虑混合气源带来的燃气互换性和成本等影响,以管网扩建年折合费用最低为目标函数,建立通用的混合气源天然气管网扩建设计优化的混合整数非线性规划(mixedintegernon-linearprogramming,MINLP)模型。以某沿海城市群为例进行研究,提出考虑互换性与不考虑互换性的2种情景以及气源不同价格组合下的25种情景,采用数学规划求解器DICOPT求解。分析发现,互换性主要影响各气源在混合时的供应比例,考虑互换性时管网扩建年折合费用虽然比不考虑高,但提高了用户用气安全性和稳定性。因此在实际管网扩建设计中,应综合考虑各气源互换性和价格水平的影响,制定合理的管网规划。 展开更多
关键词 混合气源 管网扩建 minlp 互换性 价格敏感性
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