[发明专利]一种环保岛系统设计的径向基协同优化方法

说明书

本发明公开了一种环保岛系统设计的径向基协同优化方法，克服了现有技术的传统协同优化的易收敛于局部最优、收敛速度慢、初始点敏感的问题，在协同优化方法框架内，环保岛系统由一个系统级和三个子学科级构成，系统级为脱硝、脱硫、除尘三部分运行成本之和最小，喷氨量、电场电压、石膏浆pH值与循环泵台数等约束形成了三个子学科的优化问题。本发明可以有效的解决传统协同优化的易收敛于局部最优、收敛速度慢、初始点敏感等问题，减少了系统的迭代次数，同时提高了优化精度。

技术领域

本发明涉及优化算法应用技术领域，尤其是涉及一种能够减少了系统的迭代次数，同时可以提高设计的优化精度的一种环保岛系统设计的径向基协同优化方法。

背景技术

环保岛系统设计优化其目标是在满足相关工艺约束的同时，使系统级目标即脱硫、脱硝、除尘三部分的运行成本之和最小。协同优化(Collaborative Optimization，CO)方法是斯坦福大学KROO等提出的一种解决复杂优化问题的有效算法，其基本原理是按照一定特性将一复杂问的目标函数分解成简单的子目标函数，各子学科在自身的约束下并行求解，系统级综合考虑其它子目标函数的结果，协调子学科之间的不一致性，最终使子目标函数之间的优化结果能够一致，获得最优的结果。但协同优化仍存在不完善之处，系统级采用的一致性约束太强，致使可行域不存在；优化结果对初始点的选取敏感，易收敛于局部最优，出现收敛速度慢，迭代次数过多等问题。

例如，一种在中国专利文献上公开的“一种燃煤电厂超低排放环保岛能效评估方法”，其公告号CN107748955A，结合相关运行资料和数据，针对待评估系统特性提出系统运行能效评估方法，建立燃煤电厂环保岛系统能耗计算模型，并设立了考虑环保岛系统运行效果的能效评估指标，从总体上对环保岛系统的运行能耗水平进行全面分析和评估，同时对各子系统中的主要能耗设备及系统的用能情况进行重点分析和评估，在此基础上，通过控制变量方法，得到了不同因素对系统能耗的影响规律，并针对电厂实际运行状况，提出优化节能运行控制策略。但该方案考虑因素采用控制变量方法得到的分析结果精度低，易收敛与局部解，易导致致使可行域不存在。

发明内容

本发明是为了克服现有技术的传统优化协同的易收敛于局部最优、收敛速度慢、初始点敏感的问题，提供一种环保岛系统设计的径向基协同优化方法，这种方法能够减少了系统的迭代次数，同时可以提高设计的优化精度。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种环保岛系统设计的径向基协同优化方法，包括以下步骤：

S1：设定初始化系统的设计参数；

S2：根据设计参数采用中心组和设计方法，确定n_s组采样点作为系统变量；

S3：将n_s组系统变量分别传递给各学科级，学科级在满足自身约束条件下进行优化求解；

S4：各学科级将满足约束条件下的n_s个最优目标值返回至系统级近似拟合得到该学科在系统级的一致性约束；

S5：系统级在拟合的一致性条件下进行优化，输出全局最优解的位置，作为优化问题的解；其中，环保岛系统由一个系统级和三个子学科级构成，系统级为脱硝、脱硫、除尘三部分运行成本之和最小，喷氨量、电场电压、石膏浆pH值与循环泵台数等约束形成了三个子学科级的优化问题；设计参数包括设计变量的初始点Z₀、系统变量的样本点个数n_s、系统变量的样本点采样半径p和径向基函数系数c。系统级向各学科传下来n_s组系统级变量目标值，经过该学科级优化后得到n_s个最优目标值，保存子学科级最优目标值为后期拟合做准备。

作为优选，所述基函数系数c为0-10之间的正实数；样本点个数n_s取为：