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复杂燃气管网水力计算算法

1算法概要本算法程序是以微软VC++6.0作为开发工具,以图作为系统数据结构,存贮系统相关数据。本算法程序运用的前提是首先录入管网基础数据构造管网网络图,即录入气源结点(开始结点)、普通结点(内部结点)、调压站或用户结点(终点结点)的结点坐标(可用以计算边长度)、初始管径、壁厚等。管网图的形成,也即完成了管网水力算法所需数据的录入工作,由于网络图的可视性,不但可以用来检验数据录入的正确性,而且可用来初步检查管网结点计算压力和各边流量的准确性。形成管网图及水力计算所需参数后,用深度优先搜索遍历算法从主气源点开始遍历管网所有结点,进行流量及压力的初始化,然后进行各结点流量平衡计算,直至各调压站站前压力及输出流量达计算要求。2水力算法模型及分析2.1水力计算模型本算法的关键是管网各结点流量平衡计算,为了加快运算收敛速度,流量平衡算法采用线性化法:以铸铁管为例,中压管网(城市燃气管道内燃气温度接近0℃,取T/T0=1;中压管中燃气的Z值...  (本文共4页) 阅读全文>>

同济大学
同济大学

遗传算法在城市燃气管网优化中的应用

燃气管线网络系统(简称燃气管网系统)是目前世界上进行燃气输送的主要方式,包括燃气长输管线系统和城市燃气管网系统两部分。迄今为止,优化设计主要以有分支的长输管线系统为对象,相对来说,城市燃气环状管网的优化设计研究较少且不深入,而作为城市的重要基础设施之一,随着城市规模的扩大,用气量的急剧增加,燃气管网系统变得日趋庞大和复杂,管网规划设计是否科学、经济将直接影响到系统的总投资以及可靠性等。此外,一些用于管网运行控制的新技术也需要以一个较优的城市燃气输配管网为载体。因此,采用先进的优化技术来获得最佳管网设计方案是十分必要的。本文分析比较了燃气管网传统设计方法,并在前人的优化方法的基础上,结合城市燃气管网的特点,以使管网建设和运行费用最少为目标函数,以管道的稳态分析、各节点的流量、压力及管道的压力降限制等为约束条件,建立了城市燃气管网针对管径参数优化模型,在比较分析传统方法的弊端之后,本文采用遗传算法优化燃气管网的基本思想。在遗传算法现...  (本文共70页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆大学
重庆大学

城市天然气输配系统的优化设计

本文介绍了遗传算法的基本原理,并将城市燃气输配系统设计中管网优化方法的几种传统方法和遗传算法进行对比,表明了遗传算法在管网优化设计问题上的优越性;并建立了燃气管网优化的数学模型。针对燃气管网结构和投资费用方面的特点,在前人研究的基础上对一般遗传算法进行改进,使之更适合管网优化的问题;还分析了管网优化中改进遗传算法的优化性能,结果证明本文所提出的改进遗传算法计算过程稳定,计算结果符合要求。本文还详细论述了遗传算法在优化城市燃气管网规划设计中的应用原理及其实现步骤、方法以及城市燃气管网水力计算实现的原理及步骤;并在此基础上采用计算机C++语言编制了城市燃气输配系统的优化设计程序,对城市燃气输配系统的计算机辅助设计进行了尝试。该程序具有三项功能:建立管网模型的功能、优化管网规划设计方案的功能和进行管网规划设计方案修改的功能;特别是该程序具有的方案修改的功能包括调整方案中某条管段的管径、调整气源位置及其压力大小、管网增添管段。该程序计算...  (本文共113页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆大学
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遗传算法在城市燃气管网优化中的应用研究

“西气东输”工程的投资建设,标志着我国的燃气事业进入了一个发展的高峰期,同时也对我国的燃气工程技术水平提出了更高的要求。城市燃气管网在城市燃气输配系统中占有重要的地位,通常它的一次性投资很大,如果能够对之进行优化,将可以获得很大的经济和社会效益。经查阅国内外的研究动态,借鉴前人的工作经验,本文将遗传算法应用于城市燃气管网的优化。进行管网的优化离不开管网的水力计算,经分析前人对燃气管网水力计算中各种算法的比较,本文采用解节点方程法进行管网平差计算,并且将自编的水力计算子程序应用于计算实例,所得水力计算结果与资料上的结果进行比较,表明该水力计算子程序是可靠的。在遗传算法的使用中,本文借鉴前人的工作经验,采用的是经改进的遗传算法,重点对管网的管径进行优化。由于目前尚无合理选择遗传算法运行参数的理论依据,本文根据所研究问题的特点,对所采用的遗传算法进行了参数分析,为该算法应用于本研究领域提供了参数取值范围的参考。本文将遗传算法应用于一个...  (本文共64页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

城市燃气输配系统的模拟及其应用

在城市燃气管网的设计过程中,水力计算是最关键的环节。本论文介绍了燃气管网水力计算的数学模型和求解方法,应用牛顿法解环形管网,很好的解决了燃气输配中的水力计算问题。同时,在本论文中阐述了国内外燃气管网优化问题的发展现状,对应用于管网优化问题中的一些常用方法进行了比较与分析,指出了各常用算法的优缺点以及适用性,归纳总结出管网优化的发展趋势,给出了管径优化的目标函数,然后应用遗传算法对燃气输配管网进行了管径优化。优化结果表明,遗传算法适合于管道优化这一工程领域。根据国内外燃气负荷研究的进展,从多角度对燃气负荷预测进行了分类。论文中提出了需要按燃气负荷预测的应用要求,燃气负荷变化特性等具体情况选择预测方法。在matlab环境下基于遗传算法的全局搜索和BP网络局部精确搜索的特性,对城市燃气管网短期负荷进行了预测。根据城市燃气负荷变化的特性,应用人工神经网络误差反向传播模型可以反映燃气负荷随机性、周期性及其变化趋势。通过采用遗传算法优化网络...  (本文共88页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

城市燃气管网事故工况模拟及调度分析

随着我国天然气工业的迅猛发展,城市燃气也处于迅速发展时期,燃气管网规模越来越大,作为城市重要的基础设施,在生活和生产中发挥着不可或缺的作用。随着经济的建设和社会的进步,城市供气安全问题越来越引起社会关注,然而频发的管网事故,为城市供气系统的安全性带来了严峻的挑战。现有的城市燃气中低压管网,除气源处外,其它位置的监测点数量极为有限,如何掌握整个管网在事故发生后的水力工况,对事故的评估和管网的调度意义重大,也是本文要解决的问题。本文主要基于遗传算法解决事故工况水力分析及气源优化调度问题。本文对燃气管网事故后的水力工况进行模拟和评估。基于“压力驱动型”水力模型模拟燃气管网的事故工况,将各节点实际供气量与节点压力相关联,建立节点实际供气量的分段函数,运用遗传算法求解管网事故工况水力计算模型,得到各节点流量和压力分布情况,分析管网事故的影响范围和程度,该方法有别于传统管网水力计算中的事故工况分析。针对多气源燃气管网,建立管网在某个气源事故...  (本文共85页) 本文目录 | 阅读全文>>