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(xiàn)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?qū)崿F(xiàn)較高的經(jīng)濟效益。 本文在對地熱供熱系統(tǒng)原理進行分析的基礎(chǔ)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(jié)論：采用數(shù)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(jié)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(xiàn)對地熱采暖系統(tǒng)優(yōu)化模型影響較大的因素：調(diào)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(diào)峰熱源耗熱量的數(shù)學模型，并進而計算出調(diào)峰熱源能源消耗，以便于采暖熱耗熱量及基礎(chǔ)負荷與調(diào)峰負荷的計算，并進一步計算出調(diào)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(xiàn)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(jié)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(shù)學建模，并采用改進的遺傳模擬退火算法對數(shù)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(jīng)濟模型優(yōu)化的概念
        1.1.2 地熱采暖系統(tǒng)方案經(jīng)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(jīng)濟性問題
        1.2.3 數(shù)學模型在供熱系統(tǒng)經(jīng)濟評價工作中的意義
        1.2.4 地熱采暖系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟參數(shù)評價依據(jù)
    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(jié)
第二章 國內(nèi)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(jié)
第三章 地熱采暖系統(tǒng)經(jīng)濟分析數(shù)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(shù)
        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(shù)
    3.3 地熱采暖系統(tǒng)經(jīng)濟分析數(shù)學模型
        3.3.1 地熱采暖系統(tǒng)經(jīng)濟分析的基礎(chǔ)方程
        3.3.2 地熱采暖系統(tǒng)經(jīng)濟分析的數(shù)學模型
    3.4 本章小結(jié)
第四章 地熱采暖系統(tǒng)經(jīng)濟模型的優(yōu)化
    4.1 地熱采暖系統(tǒng)的經(jīng)濟模型優(yōu)化的目標
    4.2 地熱采暖系統(tǒng)經(jīng)濟分析優(yōu)化模型的目標函數(shù)
        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(jīng)濟性參數(shù)的優(yōu)化
    4.4 地熱采暖系統(tǒng)經(jīng)濟分析優(yōu)化模型的建立和求解
    4.5 本章小結(jié)
第五章 遺傳算法的理論基礎(chǔ)
    5.1 遺傳算法的介紹
        5.1.1 遺傳算法的產(chǎn)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(shù)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(jié)
第六章 地熱采暖系統(tǒng)優(yōu)化經(jīng)濟分析的改進遺傳算法
    6.1 地熱采暖系統(tǒng)經(jīng)濟性改進的遺傳算法過程分析
    6.2 地熱采暖系統(tǒng)經(jīng)濟性的適應度函數(shù)設(shè)計
    6.3 地熱采暖系統(tǒng)經(jīng)濟性遺傳算法的編碼
    6.4 地熱采暖系統(tǒng)經(jīng)濟性的初始種群的生成
    6.5 地熱采暖系統(tǒng)經(jīng)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(jīng)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(jīng)濟性的改進遺傳算法數(shù)學模型
    6.7 本章小結(jié)
第七章 地熱采暖系統(tǒng)經(jīng)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(jīng)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(jīng)濟性優(yōu)化模型 MATLAB 程序?qū)崿F(xiàn)
    7.2 優(yōu)化結(jié)果的比較
    7.3 本章小結(jié)
第八章 實證研究
    8.1 工程概況
    8.2 地熱采暖工程經(jīng)濟參數(shù)的設(shè)定
    8.3 遺傳算法操作算子和參數(shù)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(shù)的選定
    8.4 優(yōu)化模型計算結(jié)果的校核
        8.4.1 優(yōu)化模型的構(gòu)建
        8.4.2 優(yōu)化模型及實證
    8.5 本章小結(jié)
第九章 總結(jié)與展望
    9.1 結(jié)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(shù)成果
致謝

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 廖志杰,陳振霞;天津山嶺子地熱田地下熱水[J];北京大學學報(自然科學版);1993年02期

2 鄭江,楊曉梅,楊衛(wèi)波;高效節(jié)能的綠色空調(diào)技術(shù)——土壤源熱泵[J];節(jié)能與環(huán)保;2003年06期

3 姚足金;華北地熱水3萬年以來的古氣候記錄[J];地球科學;1995年04期

4 陳宗宇;天津市塘沽低溫熱儲回灌的水-巖相互作用地球化學模擬[J];地球科學;1998年05期

5 王東升，王經(jīng)蘭;中國地下熱水的基本類型和成因特征[J];第四紀研究;1996年02期

6 郭志軍,王敏;水源熱泵系統(tǒng)的概論分析[J];低溫與特氣;2001年05期

7 王金柱;水環(huán)熱泵空調(diào)運行成本分析[J];工程建設(shè)與設(shè)計;2004年04期

8 熊自平;淺層地下水在地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)中的應用[J];工程建設(shè)與設(shè)計;2004年04期

9 馬殿輝,閆鴻林,王德良,宋育賢;地熱資源的開發(fā)與利用[J];國外油田工程;2000年06期

10 王正華,王宏,李庭選;地下水與有關(guān)環(huán)境問題探討[J];地下水;1998年02期

相關(guān)碩士學位論文 前2條

1 袁立;遺傳算法在集中供熱網(wǎng)流量調(diào)節(jié)中的應用[D];大連理工大學;2002年

2 尹航;基于地熱水資源供熱供冷系統(tǒng)能源利用率評價方法的研究[D];天津大學;2006年

本文編號：2854517