不确定因素作用下连续型企业能耗过程建模与分析方法研究

摘要

连续型企业如：石油、化工和钢铁等，伴随其生产的能源消耗过程结构复杂、资源种类繁多，除了工序之间的相互约束，还会受到离散事件和不确定性因素的影响。合理的建模与仿真手段是连续型企业实施能效分析与评估的有效途径。传统的建模与分析方法往往忽略了不确定性因素的影响，使得建立的模型和实际的生产过程存在着一定的偏差，本文对不确定性因素作用下连续型企业能耗过程建模与分析方法的研究，综合考虑了不确定性因素、连续过程与离散事件的交互等连续型企业能耗过程的特征，主要研究工作如下：
　　(1)不确定因素作用下连续型企业能耗过程建模方法
　　在分析了各种不确定因素影响特性的基础上，将三角模糊数引入到混杂Petri网，并通过三角模糊数互补判断矩阵描述各不确定性因素之间的关系，进而提出了不确定因素作用下用能设备瞬时激发速率的计算方法，分析了模型的演变规则和动态特性，并在片状离子膜固体烧碱生产过程中进行了实例应用。该方法不仅解决了不确定因素对设备自身性能影响难以描述的问题，又为更加真实地描述连续型企业能源消耗过程提供了新方法。
　　(2)不确定因素作用下连续型企业能耗过程仿真方法
　　为准确分析连续型企业用能生产状况，在不确定性因素作用下连续型企业能耗过程建模(CECPM_UF模型)的基础上，研究了不确定性因素作用下连续型企业能耗过程的模型化仿真。考虑不确定性因素和离散事件对稳态运行区间和设备瞬时激发速率的动态改变，提出了不确定因素作用下连续型企业能耗过程仿真分析方法，并给出了详细的仿真步骤与实例分析。
　　(3)基于粒子群优化算法(PSO)的CECPM_UF模型的仿真优化算法
　　在众多约束条件下，以单位产品综合能耗最低为目标，给出了适应度函数，在仿真算法的基础上结合粒子群优化算法，提出了连续型企业能耗过程优化算法。该算法在约束条件下获得各设备的瞬时激发速度集合，再通过仿真算法进行评价，从而选出最好的瞬时激发速度解集。离子膜固体烧碱生产过程实例表明，该优化算法的有效性。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 背景和意义

1.2 企业能耗过程建模研究现状

1.3 连续型企业仿真方法研究现状

1.4 企业用能优化方法研究现状

1.5 本文研究内容及创新点

1.6 论文结构

第二章 相关理论知识

2.1 Petri网的基本理论

2.2粒子群优化算法

2.3 本章小结

第三章 不确定性因素作用下连续型企业能耗过程建模方法

3.1 连续型企业能耗过程不确定性因素分析

3.2 不确定性因素作用下连续型企业能耗过程模型的形式化定义

3.3 不确定性因素作用下设备瞬时激发速率的计算

3.4 模型演变规则与动态特性

3.5 实例建模与计算分析

3.6 本章小结

第四章 不确定性因素作用下连续型企业能耗过程仿真方法

4.1 CECPM_UF模型仿真关键问题的解决

4.2 不确定性因素作用下连续型企业能耗过程仿真方法

4.3 仿真实例及对比分析

4.4 本章小结

第五章 基于PSO的CECPM_UF模型的仿真优化算法

5.1 基于PSO的CECPM_UF模型仿真优化算法

5.2 离子膜固体烧碱流程的实例优化分析

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 论文内容总结

6.2 后继工作展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

后记