基于节点非结构模型的换热网络结构多样性分析及改进优化策略

作者：韩正恒; 崔国民^*; 章伟杰; 赵倩倩; 肖媛; 张冠华

来源：计算物理, 2021, 38(04): 479-488.

DOI：10.19596/j.cnki.1001-246x.8276

• 换热网络
• 种群多样性
• 排斥性进化
• 强制进化随机游走算法

强制进化随机游走算法优化换热网络过程中会出现个体结构相似现象,导致种群结构多样性下降,算法全局搜索能力不足,难以进一步优化换热网络结构。针对基于节点非结构模型的换热网络结构相似现象展开研究,制定两个评价指标衡量优化过程中个体结构相似水平,发现个体结构内相似换热单元数逐步增加,而相似换热单元的热负荷差距逐步减小,个体结构相似水平越来越高。基于此,以提升种群多样性为指导,提出换热单元排斥性进化策略,通过增大相似换热单元的热负荷差距,激励相似换热单元的差异性进化,从而改变结构进化方向,降低相似结构规模。最后应用20SP和15SP两个算例验证该策略的有效性,结构年综合费用与文献最优结果相比分别下降了12 105$·a-1和52 535$·a-1,说明该策略可以有效提升算法全局搜索能力。

• 单位
  上海发电设备成套设计研究院有限责任公司; 上海理工大学