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联合循环机组运行计划和负荷分配:建模、启发式遗传算法求解和数据处理

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第一章绪论

§1.1多轴燃气—蒸汽联合循环机组运行计划和负荷分配研究的背景及意义

1.1.1燃气—蒸汽联合循环发电的发展情况

1.1.2多轴燃气—蒸汽联合循环机组运行计划和负荷分配研究的意义

§1.2论文的主要研究工作

§1.3论文的内容安排

第二章融合机理模型和CMAC神经网络方法的燃气轮机、余热锅炉和汽轮机的数学模型

§2.1机组关键部件的机理分析和机理数学模型

2.1.1燃气轮机变工况数学模型的机理分析与建模

2.1.2余热锅炉变工况数学模型的机理分析与建模

2.1.3蒸汽轮机变工况数学模型的机理分析与建模

§2.2用于各部件建模的CMAC神经网络

2.2.1小脑模型(CMAC)神经网络的原理和结构

2.2.2用于各部件建模的改进小脑模型的概念映射算法

2.2.3改进CMAC小脑模型的物理映射算法

2.2.4改进CMAC小脑模型的输出算法

2.2.5改进CMAC小脑模型的学习算法

2.2.6改进CMAC小脑模型的联想插补算法

§2.3融合机理模型和CMAC神经网络方法的各部件数学模型

2.3.1融合机理模型和CMAC神经网络的燃气轮机数学模型

2.3.2融合机理模型和CMAC神经网络的余热锅炉数学模型

2.3.3融合机理模型和CMAC神经网络的蒸汽轮机数学模型

§2.4数据挖掘技术在建模中的应用

§2.5模型计算结果与GT Pro程序计算结果的对比和正确性检验

第三章水、水蒸汽和燃气的热力学性质通用计算模型

§3.1水、水蒸汽的热力学性质通用计算模型

3.1.1水、水蒸汽热力性质的计算模型

3.1.2面向对象的水、水蒸汽热力性质程序设计与实现

3.1.3水、水蒸汽热力性质计算模型的验证

§3.2燃气的热力学性质通用计算模型

3.2.1燃气热力性质的计算模型

3.2.2面向对象的燃气热力性质程序设计与实现

3.2.3燃气热力性质计算模型的验证

第四章燃气—蒸汽联合循环机组的变工况性能计算

§4.1基于机理和CMAC混合数学模型的联合循环机组变工况性能计算方法

4.1.1一台燃机简单循环的变工况性能计算

4.1.2两台燃机简单循环的变工况性能计算

4.1.3一台燃机联合循环的变工况性能计算

4.1.4一台燃机联合循环加另一台燃机简单循环的变工况性能计算

4.1.5两台燃机联合循环的变工况性能计算

§4.2联合循环机组热耗量与运行方式、出力的关系

§4.3联合循环机组热耗量与运行方式、环境的关系

§4.4变工况性能计算结果的对比和正确性检验

第五章根据AGC的实时调度负荷对联合循环机组的负荷进行最优分配

§5.1自动发电控制(AGC)

§5.2联合循环机组的负荷在线最优分配模型

§5.3联合循环机组负荷在线最优分配的实现

第六章联合循环机组运行计划和负荷分配的启发式遗传算法求解

§6.1引言

§6.2联合循环机组运行计划和负荷优化分配的模型

§6.3遗传算法的基本原理及特点

6.4.1遗传算法的发展和特点

6.4.2遗传算法的基本流程

6.4.3遗传编码

6.4.4适应函数(评价函数)

6.4.5遗传算子

6.4.6约束条件的处理

§6.4自适应启发式遗传算法

6.4.1遗传编码

6.4.2适应函数(评价函数)

6.4.3融合了启发性知识的遗传操作算子

6.4.4约束条件的处理

6.4.5自适应搜索

6.4.6自适应、启发式遗传算法的搜索策略

§6.5联合循环机组运行计划和负荷分配系统的实现和测试

6.5.1联合循环机组运行计划和负荷分配系统的实现

6.5.2联合循环机组运行计划和负荷分配系统的测试

第七章数据处理中实时数据的数据融合方法

§7.1引言

§7.2信息融合原理和方法

§7.3实时数据的分批估计数据融合方法

7.3.1空间分布数据的融合

7.3.2时间分布数据的融合

§7.4数据融合方法的实际应用

7.4.1空间分布数据的融合应用实例

7.4.2时间分布数据的融合应用实例

§7.5小结

第八章数据处理中实时数据的在线预测—验证模型

§8.1引言

§8.2实时数据中不良数据的检测与辨识

§8.3数据预测—验证的数学模型推导

§8.4数据处理中实时数据的数据预测—验证的数学模型

§8.5数据处理中实时数据的数据预测—验证的仿真实例

§8.6小结

第九章结束语

参考文献

攻读博士学位期间发表的学术论文

致谢

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摘要

论文研究了大型多轴布置的燃气-蒸汽联合循环机组运行计划和负荷分配问题.涉及的内容有大型多轴布置的燃气-蒸汽联合循环机组关键部件(燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机)的建模;水、水蒸汽和燃气的热力学性质通用计算模型;联合循环机组的变工况性能计算方法;根据自动发电控制(AGC)的实时调度负荷对联合循环机组的负荷进行在线最优分配以及多种复杂约束条件下联合循环机组运行计划和负荷分配问题的启发式遗传算法求解.论文最突出的贡献是综合应用了机理分析建模、基于小脑模型(CMAC)神经网络的建模、融合机理和CMAC神经网络的混合建模、数据挖掘技术在建模中的应用、用于数据挖掘建模的数据处理算法和自适应启发式遗传算法等多种方法,以满足问题求解工作的需要.作者的主要工作和创新点有:1、研究了燃气-蒸汽联合循环机组关键部件建模这样一个逆向工程课题,建立了融合机理和CMAC神经网络方法的燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机的数学模型.2、论文系统地阐述了水、水蒸汽和燃气的热力学性质通用计算模型,并采用面向对象的程序设计方法,在计算机中编程实现,大大提高了计算程序模块的可靠性、可重用性、可扩充性以及方便性.3、基于融合机理和CMAC神经网络方法的燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机的数学模型,进行了联合循环机组的变工况性能计算,并得出了一些相关的结论.4、研究了以联合循环机组的变工况性能计算为基础,根据大气环境温度、压力和自动发电控制(AGC)的实时调度负荷,对联合循环机组的负荷进行在线最优分配.5、针对大型多轴布置的燃气-蒸汽联合循环机组运行计划和负荷分配问题,论文阐述了计及多种复杂约束条件的问题数学模型,提出解决问题的自适应、启发式遗传算法.6、首次系统提出和分析了用于数据处理过程中的数据融合理论和方法.把数据融合技术应用于关键部件建模,可以使所建的模型能更完善、更准确地反映实际情况.7、由于燃气轮机、余热锅炉和蒸汽轮机的非线性特性,联合循环机组关键部件的模型也必须是非线性的.

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