42、工业系统优化与调度的创新方法探索

工业系统优化与调度的创新方法探索

冷却水系多尺度随机优化框架

在环境参数不确定的情况下，针对带有逆流闭式湿式冷却塔（CWCTs）的冷却水系多尺度随机优化问题，开发了基于模型降阶的定制框架。该框架生成CWCTs的双层降阶模型（ROMs），具体步骤如下：
1. 最优实验设计（DoE） ：为后续的模拟和模型构建确定合适的实验方案。
2. 多样本计算流体动力学（CFD）模拟 ：通过多次模拟获取数据，为模型构建提供基础。
3. 降阶模型构建 ：基于严格的CFD模拟，分别利用高维模型表示（HDMR）和主成分分析 - 克里金插值（PCA - Kriging）构建快速的数据驱动和基于物理的ROMs，以逼近高保真的CWCTs模型。
4. 模型评估 ：对构建的模型进行评估，确保其准确性和可靠性。

将开发的双层ROMs嵌入多尺度优化模型，用于CWCTs和冷却水系的集成设计与管理。该优化模型采用基于采样的随机规划，以及单元特定的快捷模型和CWCTs详细模型的异构集成。

通过两个示例验证了该方法的有效性：
|示例|结果|
| ---- | ---- |
|示例一|双层ROMs能很好地逼近CWCTs，显著减少计算资源和时间。|
|示例二|随机解与确定性解相比，可减少补充水消耗并节省成本，虽适当增加了CWCTs和其他辅助设备的资本成本，但能有效降低天气条件变化的影响，避免极端情况下冷却水系的异常运行。|

下面是该优化框架的流程图：