換熱單元面積費(fèi)用指數(shù)松弛策略優(yōu)化換熱網(wǎng)絡(luò)

金 艷，崔國(guó)民，蔣 瑜，趙倩倩，張冠華

（上海理工大學(xué) 能源與動(dòng)力工程學(xué)院 新能源與科學(xué)研究所上海市動(dòng)力工程多相流動(dòng)與傳熱重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200093）

換熱網(wǎng)絡(luò)綜合（HENS）以最大的能量回收或最小的年綜合費(fèi)用（TAC）為優(yōu)化目標(biāo)［1］。換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法中，同步優(yōu)化法［2］主要包括確定性方法［3］和啟發(fā)式方法［4］。確定性方法有分支界定法［5］、外部逼近法［6］、極大值極小值法［7-8］等，這類方法有較高的計(jì)算精度，但對(duì)初始點(diǎn)依賴性較高，易陷入局部最優(yōu)。啟發(fā)式方法進(jìn)化機(jī)制相對(duì)簡(jiǎn)單，在有限空間內(nèi)，能夠迅速解決問(wèn)題，包括遺傳算法［9-10］、模擬退火算法［11-12］、粒子群算法［13］、微分進(jìn)化算法［14-15］等。于盛男等［16］提出以換熱單元數(shù)為導(dǎo)向的接受差解概率策略，提高算法的全局搜索能力；朱玉雙等［17］通過(guò)限制參與進(jìn)化的換熱單元數(shù)，增強(qiáng)了后期精細(xì)搜索能力，使得算法具有良好的持續(xù)性；蘇戈曼等［18］基于節(jié)點(diǎn)非結(jié)構(gòu)模型，通過(guò)分析換熱單元生成幾率和個(gè)數(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響，提出動(dòng)態(tài)調(diào)整換熱單元生成參數(shù)，提高優(yōu)化效率；鄧煒棟等［19］分析了換熱單元生成、消去障礙，提出固定投資費(fèi)用松弛策略，引導(dǎo)有結(jié)構(gòu)進(jìn)化障礙的換熱單元生成和消去。上述改進(jìn)方法均是從影響換熱單元個(gè)數(shù)的角度對(duì)問(wèn)題進(jìn)行處理以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)進(jìn)化能力，一定程度上強(qiáng)化了算法全局搜索能力，但對(duì)問(wèn)題優(yōu)化效果有限。換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過(guò)程中，存在固定結(jié)構(gòu)，換熱單元數(shù)和熱冷流體匹配關(guān)系很難發(fā)生改變，TAC下降趨勢(shì)逐漸平緩，個(gè)體很容易陷入停滯狀態(tài)，嚴(yán)重影響算法優(yōu)化效率。……