[发明专利]基于改进经济评价指标体系的供热管网管径优化设计方法

权利要求书

1.基于改进经济评价指标体系的供热管网管径优化设计方法，其特征包括：

获取供热管网的拓扑结构，按约束条件构建供热管网管径组合的样本空间，并从所述样本空间中选出若干管径组合样本；

获取供热管网的设计运行参数，计算所述管径组合样本的经济性子指标；

对所述经济性子指标进行归一化处理；

应用熵权法，基于所述管径组合样本计算各所述经济性子指标在管径优化设计中的权重数值；

判断所述权重数值是否与所述管径组合样本的数量无关，若所述权重数值仍依赖于所述管径组合样本的数量，则增加所述管径组合样本的数量并再次计算权重数值，直至所述权重数值不随所述管径组合样本的数量的增大而变化；

基于所述权重数值建立供热管网改进经济评价指标体系；

根据所述改进经济评价指标体系，使用寻优算法寻找供热管网的最优管径组合设计方案。

2.根据权利要求1所述的基于改进经济评价指标体系的供热管网管径优化设计方法，其特征在于，所述约束条件包括管径规格范围、上下游管段管径约束、供热介质流速和管段比摩阻。

3.根据权利要求1所述的基于改进经济评价指标体系的供热管网管径优化设计方法，其特征在于，所述供热管网经济性子指标包括年折算投资费用与年运行费用；对于供热管网管径组合i，计算其经济性子指标j，并将其表示为：

x_ij(i＝1,2,…,m；j＝1,2)。

4.根据权利要求1所述的基于改进经济评价指标体系的供热管网管径优化设计方法，其特征在于，采用极差法对所述经济性子指标进行所述归一化处理，计算公式如下：

式中，maxx_j表示所有管径组合样本中经济性子指标j的最大值，minx_j表示所有管径组合样本中经济性子指标j的最小值。

5.根据权利要求4所述的基于改进经济评价指标体系的供热管网管径优化设计方法，其特征在于，所述应用熵权法，基于所述管径组合样本计算各所述经济性子指标在管径优化设计中的权重数值包括：

计算所述管径样本组合对各所述经济性子指标的贡献度，计算公式如下：

计算各所述经济性子指标的信息熵，计算公式如下：

计算各所述经济性子指标的所述权重数值，计算公式如下：

其中，P_ij表示管径组合样本i对经济性子指标j的贡献度，e_j表示经济性子指标j的信息熵，ω_j表示经济性子指标j的权重数值。

6.根据权利要求1所述的基于改进经济评价指标体系的供热管网管径优化设计方法，其特征在于，所述管径组合样本数量的设置策略包括：

从所述样本空间中初选所述管径组合样本的数量为S的管径组合样本，并计算各所述经济性子指标的所述权重数值；

倍增所述管径组合样本的数量为2S，4S，8S，16S，……，重复计算各所述经济性子指标的所述权重数值，直至所述权重数值与所述管径组合样本的数量无关。

7.根据权利要求1所述的基于改进经济评价指标体系的供热管网管径优化设计方法，其特征在于，所述权重数值已达到与所述管径组合样本的数量无关的判断依据包括：相邻两次的所述权重数值的相对误差满足下式：

δ＝|(ω_j,k-ω_j,k-1)/ω_j,k-1|＜10^-3,(k＝2,3,4,…),

式中，k表示重复计算所述权重数值的次数；ω_j,k表示第k次计算经济性子指标j的权重数值；ω_j,k-1表示第k-1次计算经济性子指标j的权重数值。

8.根据权利要求1所述的基于改进经济评价指标体系的供热管网管径优化设计方法，其特征在于，所述基于所述权重数值建立供热管网改进经济评价指标体系包括：由如下公式计算所述供热管网管径组合的综合评价得分：

式中，P_ij表示管径组合样本i对经济性子指标j的贡献度，ω_j表示经济性子指标j的权重数值，value_i表示管径组合样本i的综合评价得分。