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节能调度方法与实证研究
作 者: 胡章勇
导 师: 苏强
学 校: 上海交通大学
专 业: 管理科学与工程
关键词: 节能降耗 节能调度 电梯 制药企业 遗传算法
分类号: F426.72;F224
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
本文根据用能系统中用能设备的数量,将用能系统分为单一用能系统和复合用能系统,针对两种用能系统分析提出了节能调度的一般流程和方法体系,在此基础上分别对两类用能系统——电梯系统(单一用能系统)和制药企业(复合用能系统)——的节能调度进行了系统深入的实证研究。针对典型的单一用能系统-电梯系统,研究电梯运行的基本机理和规则,针对具有完全信息的电梯系统,通过自底向上的方法建立电梯系统输入和输出关系,确定了在满足平均等待时间要求的情况下,电梯系统总的用能最低的节能调度目标。此外,建立了电梯节能调度遗传算法(EGA)和电梯系统节能调度仿真分析软件,通过仿真计算比较节能遗传算法(EGA)和就近原则(NC)的计算结果,发现节能遗传算法(EGA)的总用能约低于就近原则(NC)23.7%,但是节能遗传算法(EGA)所得到的平均等待时间要稍高于就近原则(NC)。针对典型的复合用能系统-某制药企业,研究企业节能调度方法。建立了制药企业的用能流动图,通过自顶而下的方法,利用统计学方法建立制药企业的输入和输出关系,以总用能成本最低为目标,建立制药企业的生产和节能调度模型,并且设计出了制药企业节能调度遗传算法,开发出制药企业节能调度控制软件。通过对7组实例数据的计算分析,节能调度遗传算法的总用能成本较原调度方法平均降低约7.26%。,证明了节能调度算法的有效性和优越性。本论文所提出的方法体系和两个具体案例研究,是应用工业工程技术,通过优化调度实现节能降耗的创新性研究,对各类用能系统的优化运营和节能减排水平提高,具有较大的理论和实践指导作用。
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全文目录
摘要 5-6 ABSTRACT 6-11 第一章 绪论 11-15 1.1 引言 11-12 1.2 论文章节安排 12-14 1.3 本章小结 14-15 第二章 节能调度的一般流程与方法体系 15-33 2.1 用能系统分类和模型 15-22 2.1.1 用能设备模型 15-17 2.1.2 用能系统分类 17-19 2.1.3 用能系统模型 19-22 2.2 单一用能系统节能调度的一般流程与方法体系 22-27 2.3 复合用能系统节能调度的流程与方法 27-31 2.4 本章小结 31-33 第三章 电梯节能调度方法研究与仿真 33-59 3.1 电梯运行的基本机理和规则 34-36 3.1.1 电梯运行遵守的两条基本规则 34 3.1.2 完全信息的电梯系统 34-35 3.1.3 电梯控制系统结构 35-36 3.2 电梯系统的输出 36-37 3.3 电梯系统的输入 37 3.4 建立电梯系统输入和输出的关系 37-41 3.5 建立电梯系统的目标函数 41-42 3.6 电梯节能调度模型的求解 42-48 3.6.1 传统的就近原则 42-43 3.6.2 电梯节能调度遗传算法 43-48 3.7 电梯系统节能调度结果 48-58 3.7.1 GA 和NC 在确定的平均等待时间约束下的能源消耗比较 49-51 3.7.2 GA 和NC 在不同的平均等待时间上限和人员到达率下的比较 51-58 3.8 本章小结 58-59 第四章 某制药企业节能调度方法研究与软件系统开发 59-89 4.1 某制药企业简介 60-67 4.1.1 总体概述 60-62 4.1.2 复合用能设备的能源转换模块 62-66 4.1.3 复合用能设备的产品生产模块 66 4.1.4 办公用能 66-67 4.2 制药企业用能流动和中间产品流动图 67-68 4.3 制药企业生产调度研究 68-69 4.4 制药企业的输入和输出关系建模 69-77 4.4.1 产品规格归类假设 69-70 4.4.2 多重线性回归原理及模型评价 70-71 4.4.3 建立各用能设备输入和输出的关系 71-77 4.5 建立生产与节能调度模型 77-79 4.5.1 变量和参数 77-78 4.5.2 模型 78-79 4.6 节能调度启发式算法 79-82 4.7 生产与节能调度结果及其与原始结果比较 82-85 4.7.1 GA 优化解与原始解以及基于规则的优化解的比较 83-84 4.7.2 GA 优化过程 84-85 4.8 制药企业系统节能调度控制软件平台 85-88 4.8.1 系统的运行硬件环境要求 85-86 4.8.2 编程语言及其版本 86 4.8.3 概述 86 4.8.4 应用范围和对象 86 4.8.5 系统特色 86-87 4.8.6 界面设计 87 4.8.7 主要功能简介 87-88 4.9 本章小结 88-89 第五章 总结和展望 89-91 5.1 总结 89 5.2 展望 89-91 参考文献 91-95 致谢 95-96 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 96
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中图分类: > 经济 > 经济计划与管理 > 经济计算、经济数学方法 > 经济数学方法
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