收藏本站
《哈尔滨工业大学》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

热网变量的随机分析及其随机优化设计研究

刘孟军  
【摘要】: 集中供热系统已经成为现代化城市的重要基础设施,在世界范围内得到迅速的发展和广泛的应用。供热管网作为供热系统的重要组成部分,具有规模大、结构复杂,投资巨大的特点。目前热网的有关技术的研究不断深入,但是热网的优化设计、可靠性分析、参数辨识和热网的故障诊断等方面的研究仍旧是热网研究中的薄弱环节。目前的热网研究中,基本上都是将热网中的物理量如管道阻力数、热用户负荷等作为确定性变量进行研究,但实际上热网中的物理量大部分都具有不确定的特点,这些物理量的不确定性会影响热网的设计计算和运行工况分析的结果,目前在热网中尚没有开展这方面的研究。本文着重研究热网中的管段阻力数和热用户负荷的随机性导致的其他变量的不确定性问题,以及研究考虑热用户负荷、热用户资用压头和管段阻力数的随机性热网优化设计方法。 基于概率论和网络图论的有关理论,本文首先求解热网中管段流量和节点压力对管段阻力数一阶导数矩阵,这是进行随机性影响分析的基础。利用Taylor一阶近似的方法研究管段阻力数的随机性所导致的管段流量和节点压力的随机性问题,研究表明采用Taylor一阶近似的情况下,管段流量和节点压力服从正态分布。求解管段流量和节点压力的方差和数学期望,并给出在一定置信度条件的管段流量和节点压力的置信区间。结合算例分析了管段阻力数的随机性对管段流量和节点压力的具体影响。 为了提高热网变量随机性影响分析的精度,利用Taylor二阶近似的方法分析管段阻力数的随机性引起的管段流量和节点压力的随机性问题。首先在热网管段流量和节点压力对管段阻力数的一阶导数矩阵基础上,推导出二阶导数矩阵的表达式。利用蒙特卡洛方法对各管段流量和各节点压力进行随机抽样,并使用SPSS软件和偏度、峰度方法对其进行正态性检验。结合算例研究了Taylor一阶近似与二阶近似的差别。 除研究热网管段阻力数的随机性影响外,本文研究了用户热负荷的随机性对管段流量和节点压力的影响。求解管段流量和节点压力对节点流量的一阶导数矩阵,利用Taylor一阶近似的方法分析由于热用户流量的随机性所导致的热网管段流量和节点压力的随机性问题。结果表明在Taylor一阶近似时,各管段流量和节点压力服从正态分布。在此基础上求解他们的方差、数学期望及在一定置信度条件的置信区间。结合算例分析热用户负荷的随机性对管段流量和节点压力的具体影响。 在混沌理论和传统的遗传模拟退火算法基础上,提出一种基于混沌理论的改进模拟退火算法,用于进行热网确定性优化设计计算。结合算例的分析表明,与传统模拟退火算法相比较,新算法在保证算法性能的同时,大大减少算法的运行时间,提高了效率。 研究考虑单个变量随机性的热网优化设计方法,以热网的年折算费用为目标函数,分别建立考虑热用户负荷、热用户资用压头和管段阻力数的随机性的热网优化设计模型,并分别给出了模型具体的求解方法。利用模糊综合评价的方法确定了考虑热用户负荷随机性的热网优化设计的最优置信度水平。利用所提出的考虑单个变量随机性的热网优化方法对算例热网进行优化设计,并与确定性优化设计结果进行比较,分析了影响热网优化设计方案的因素。 本文最后研究同时考虑热用户负荷、热用户资用压头和管段阻力数三个变量随机性的热网优化设计方法,建立优化模型并进行求解。结合算例热网,研究考虑多种随机性变量条件下的热网优化设计方案与确定性优化设计、考虑单个随机性变量条件下的热网优化设计方案的异同,分析了各随机变量对热网优化方案的影响程度。 本课题主要结合图论研究热网变量随机性及热网的随机规划理论,是一项基础性的研究,该研究内容不单纯为热网的水力工况分析、优化设计服务,而且为热网系统辨识的研究提供了条件。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TU995.3

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 刘永鑫;基于矩阵论的供热管网阻力系数辨识研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 忻展红;;‘模拟退火’算法原理及其应用中的几个问题[J];北京邮电学院学报;1991年02期
2 徐忠堂;发展中的中国城市集中供热[J];城市发展研究;2000年04期
3 王传明;;城市集中供热的现状与发展[J];滁州职业技术学院学报;2006年04期
4 ;我国城市集中供热发展概况[J];动力工程;1997年05期
5 孟祥星,韩学山;不确定性因素引起备用的探讨[J];电网技术;2005年01期
6 张焰,陈章潮,谈伟;不确定性的电网规划方法研究[J];电网技术;1999年03期
7 周恒良;模糊理论在供水管网优化设计中的应用[J];工程建设与设计;2005年08期
8 姚俊峰,梅炽,彭小奇,胡志坤,胡军;混沌遗传算法及其应用[J];系统工程;2001年01期
9 周荣敏,林性粹;用基于整数编码的改进遗传算法进行环状管网优化设计[J];灌溉排水;2001年03期
10 唐巍,李殿璞;模糊控制器的混沌优化方法[J];哈尔滨工程大学学报;2000年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 徐翠兰;微灌系统随机规划数学模型研究[D];河海大学;2003年
2 贺静;电网规划中不确定性信息处理的研究[D];武汉大学;2004年
3 蒋茹;不确定性理论与方法在城市污水处理厂优化设计中的应用研究[D];湖南大学;2004年
4 王力;考虑水力条件变化的城市给水管网可靠性分析与研究[D];重庆大学;2004年
5 程小娟;随机规划在输水管及树状管网优化中的应用[D];西安理工大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张世海,刘正保,张世忠;高层建筑结构选型需求分析[J];四川建筑科学研究;2004年04期
2 赵鸣;孙磊;赵鸿;;既有玻璃幕墙的结构安全性模糊综合评判(Ⅱ)[J];四川建筑科学研究;2008年06期
3 邓建斌;叶洪江;;基于混沌遗传算法的配电网无功补偿优化[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2006年03期
4 董克;琚逸云;;广播电视大学开放教育学费回归分析[J];安徽广播电视大学学报;2011年02期
5 华文立;胡学刚;;平衡决策树分类精度与规则简易性研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年04期
6 徐建平,蔡昌凤;煤炭燃前脱硫技术评价体系[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年03期
7 潘和平;企业绩效评价中的模糊综合评判法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年05期
8 陈邦考;胡志龙;;矩阵Schur补的基本性质[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年06期
9 黄卫挺;王石瑛;黄超勇;;基于区间数学理论的框架结构响应范围分析[J];安徽建筑;2012年02期
10 冯庆水;;农科教结合综合评价方法探讨[J];安徽农业大学学报(社科版);1996年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐海珍;李国敏;张寿全;董艳辉;贺国平;;基于OLHS随机模拟的地下水源地保护区划分[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
2 孙志勇;孟燕;;热力管网水力平衡分析软件(Flowra3.2)在设计中的应用[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十六届学术交流大会论文集[C];2009年
3 杜诚;;浅谈闭式凝结水回收的效益[A];吉林省土木建筑学会2011年学术年会论文集[C];2011年
4 ;An Improved General Particle Swarm Optimization Algorithm for Fast Infrared Image Segmentation[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 洪露;穆志纯;;一种新的克隆混沌调节算法的研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 李枚毅;游维;蔡自兴;;多样度和适应度引导的遗传算法操作概率计算研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 张志华;王莉;刘洪;;最大化网络广告收入的投放决策[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 韩忠旭;;代数比例相似观测器的定义及其数学分析[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 韩忠旭;;大惯性系统Luenberger函数观测器的鲁棒性[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 郑丽群;季开青;李大卫;;应急物资需求区域中的物资调度模型研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张杏莉;几何约束求解关键问题研究[D];山东科技大学;2010年
2 樊建聪;分布估计学习算法研究[D];山东科技大学;2010年
3 李佳;载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 刘文海;水下被动目标瞬态特征检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 曹宇;利用遗传算法对声障板优化设计的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 赵琪;我国国有企业人力资源优化配置研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 冯麟涵;舰船系统抗冲击性能全局优化方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 时长江;豆科类杂草种子图像识别系统研究[D];中国海洋大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 余波;惯性约束聚变的中子半影成像诊断系统和非线性重建方法研究[D];中国工程物理研究院;2010年
2 吴香庭;基于遗传算法的K-means聚类方法的研究[D];山东科技大学;2010年
3 张志伟;楼宇供暖节能系统的设计[D];山东科技大学;2010年
4 李华;热电厂能量利用与节能技术改造研究[D];山东科技大学;2010年
5 姜丽丽;重置期权的保险精算法定价[D];山东科技大学;2010年
6 程慧;基于神经网络的两类问题研究[D];广西师范学院;2010年
7 吴家瑞;服装产品加工成本快速估算方法研究[D];浙江理工大学;2010年
8 温泉;羊毛混色纺纱智能测色配料系统[D];浙江理工大学;2010年
9 刘孝;在役梁桥优化维修决策研究[D];郑州大学;2010年
10 周宇龙;基于遗传算法的堤防材料动力特性反演分析[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 于景洋;沈致和;;基于偏最小二乘回归法的管网测压点压力宏观模型[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2006年02期
2 徐宁寿;系统参数估计的递推最小范数解及其用于递推最小二乘算法的启动[J];北京工业大学学报;1991年03期
3 段焕丰,俞国平;改进遗传算法校核管道摩阻系数[J];管道技术与设备;2005年03期
4 路琦;给水管网模式复核[J];中国给水排水;1989年01期
5 王训俭,王增义;论给水管网压力监测点的选择[J];中国给水排水;1989年03期
6 黄廷林,丛海兵;给水管网测压点优化布置的模糊聚类法[J];中国给水排水;2001年11期
7 张宏伟,张丽,梁建文;给水管网压力监测点的布置方法[J];中国给水排水;2003年03期
8 信昆仑,程声通,刘遂庆;实数型编码遗传算法校核管道摩阻系数[J];中国给水排水;2004年09期
9 郭思元,刘遂庆,陈嵘;给水管网压力监测点的优化布置[J];中国给水排水;2004年12期
10 黄永锋,刘同明;聚集式聚类分析方法及其应用[J];华东船舶工业学院学报(自然科学版);2002年04期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 李娥飞;;俄罗斯暖通情况简介[A];第13届全国暖通空调技术信息网技术交流大会文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 杨小兵;聚类分析中若干关键技术的研究[D];浙江大学;2005年
2 陈宇辉;给水管网动态模型维护与校验方法研究[D];同济大学;2006年
3 刘洪;面向供电质量提高的城市电网专项规划研究[D];天津大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 谢春利;给水系统的测点配置与状态估计[D];四川大学;2001年
2 周敏;西宁市给水管网测压点优化布置及状态估计[D];西安建筑科技大学;2004年
3 李红涛;基于GIS的城市公交网络服务水平聚类分析[D];西安建筑科技大学;2005年
4 袁平;多变量系统辨识方法比较研究(Ⅰ)[D];江南大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吕鑑,贾燕兵;应用遗传算法进行给水管网优化设计[J];北京工业大学学报;2001年01期
2 魏希柱,赵洪宾,吴紫峰,袁一星,孙晓冬;压力传感器在给水管道阻力系数测试中的应用[J];传感器技术;2001年04期
3 慕金波,酒济明;物元分析在环境工程方案评标中的应用[J];重庆环境科学;1997年03期
4 彭珂珊;走向21世纪困扰中国经济发展的水资源问题[J];重庆环境科学;1998年02期
5 李树军,杜立群,张国忠;运动链与机构性能的模糊综合评价[J];东北大学学报;1999年01期
6 刘耀年,曾令全,张文生,李玉玲;基于可加性模糊系统的负荷时间序列预测[J];电工电能新技术;2002年04期
7 王光远;地震烈度的模糊综合评定及其在抗震结构设计中的应用[J];地震工程与工程振动;1982年04期
8 王光远,欧进萍;多自由度滞变体系在地震作用下的模糊随机振动[J];地震工程与工程振动;1986年03期
9 王光远;抗震结构最优可靠度的决策方法[J];地震工程与工程振动;1989年03期
10 姬瑞珍;优选组合数学模型在用电预测中的应用[J];电力学报;1995年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姚金江;;新生婴儿出生性别比的概率模型研究[J];科学技术与工程;2008年14期
2 陈建军,黄居锋,赵颖颖,张驰江;随机参数轴盘扭振结构系统动力特性优化设计[J];机械工程学报;2005年08期
3 梁高;;无线电遥测在热网监测中的应用[J];热电技术;2004年01期
4 李义科;赵太平;;集中供热末端节能问题的探讨[J];供热制冷;2011年04期
5 赵刚;热网管理监控系统的实现[J];能源工程;2000年06期
6 薛伟;;基于GPRS的热网实时监控系统[J];煤气与热力;2007年03期
7 杨静;史国有;;浅析供热节能[J];高等职业教育(天津职业大学学报);2011年02期
8 朱国勤;;热网优化的探讨[J];冶金动力;1987年02期
9 郑永利;关于城市集中供热系统节能方案的探讨[J];区域供热;2003年06期
10 牛万先;张忠臣;黄跃春;;热网回水超压问题的解决[J];吉林电力;1989年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨克己;王福元;李启新;熊国伟;;抗拔单桩的可靠度分析[A];工程结构可靠性——中国土木工程学会桥梁及结构工程学会结构可靠度委员会全国第二届学术交流会议论文集[C];1989年
2 彭锦;;随机序关系及其应用[A];第三届不确定系统年会论文集[C];2005年
3 刘志勇;孙伟;周新刚;;基于Monte Carlo随机计算的海工混凝土使用寿命预测[A];第五届混凝土结构耐久性科技论坛论文集[C];2006年
4 江瑾尧;毛云坚;;随机库存系统中因缺货导致顾客流失的模拟[A];第五届中国不确定系统年会论文集[C];2007年
5 周俊飞;;浅析热网中的节能减排和经济效益[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十七届学术交流大会暨第八届理事会第一次全会论文集[C];2011年
6 王立;何雪冰;;热网系统可靠度评价函数在乌鲁木齐市的应用[A];第十四届西南地区暖通空调热能动力学术年会论文集[C];2011年
7 徐道一;;周期性、随机性和有序性[A];中国地震学会第五次学术大会论文摘要集[C];1994年
8 董玉;;设备更新随机性多属性决策方法及其应用[A];2009海峡两岸机械科技论坛论文集[C];2009年
9 张新培;;结构分析的随机网络法[A];工程结构可靠性——中国土木工程学会桥梁及结构工程学会结构可靠度委员会全国第二届学术交流会议论文集[C];1989年
10 戎晓霞;李霞;;一类随机规划的等价形式[A];2004年中国管理科学学术会议论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王宁;市供热公司“冬病夏治”[N];丹东日报;2007年
2 本报记者 ;心系用户 服务为本[N];哈尔滨日报;2006年
3 杜丽玲;“万丰”投资8000多万扩大供热规模[N];汕头日报;2007年
4 记者 陈志伟;保证供热质量 温暖北国佳城[N];佳木斯日报;2007年
5 西安交通大学出版社社长 林全;概率、随机变量与随机过程(第4版)[N];中国新闻出版报;2005年
6 记者 吕晶;哈尔滨公布供热突发事件应急处置预案[N];中国建设报;2006年
7 本报记者 申文利;华生热力公司领导直面谈“赔偿”[N];长白山日报;2007年
8 本报记者 操秀英;概率论科学的默默探索者[N];科技日报;2010年
9 马坤;开发区热网建设今年全面提速[N];北方经济时报;2007年
10 实习生 佟彤 本报记者  张鸣霄;室温仲裁检测应由第三方机构进行[N];哈尔滨日报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘孟军;热网变量的随机分析及其随机优化设计研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
2 Rong Xiaoxia;[D];山东大学;2005年
3 戎晓霞;不确定优化问题的若干模型与算法研究[D];山东大学;2005年
4 拓耀飞;不确定弹性机构可靠性分析及其优化设计研究[D];西安电子科技大学;2007年
5 刘国庆;截尾随机变量均值与方差的半参数界[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 马洪波;随机结构可靠性分析和优化设计研究[D];西安电子科技大学;2004年
7 赵维涛;飞行器结构可靠性分析与优化设计研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
8 向家琳;考虑介质随机性和非均匀性的波动问题边界元法[D];清华大学;1994年
9 李想;机会测度及其应用[D];清华大学;2008年
10 雒卫廷;基于完全概率的随机结构分析与可靠性研究[D];西安电子科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄以明;集中供热管网优化设计[D];西安理工大学;2007年
2 高江永;离心泵叶轮与蜗壳参数优化设计的研究[D];河北工程大学;2008年
3 刘开拓;期望规划的稳定性[D];贵州大学;2006年
4 李松;中高层住宅中的框架—剪力墙结构优化设计研究[D];武汉理工大学;2006年
5 吕憬;减震结构动力分析方法及其优化设计研究[D];南昌大学;2006年
6 王卫民;湖南饲料行业营销管理人员激励机制优化设计研究[D];中南大学;2006年
7 宋韬;定宽压力机力能参数分析及机构优化设计研究[D];重庆大学;2008年
8 黄燚;预应力锚索抗滑桩加固既有挡墙的优化设计研究[D];重庆大学;2009年
9 刘兴旺;基圆渐开线型涡旋压缩机涡盘几何参数优化设计研究[D];兰州理工大学;2005年
10 叶向好;汽车发动机动力总成悬置系统隔振性能的优化设计研究[D];浙江大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026