Optimierung und Bewertung von Anlagen zur Erzeugung von ...
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<strong>Optimierung</strong> Konzeptvarianten <strong>zur</strong> <strong>Erzeugung</strong> <strong>von</strong> SNG <strong>und</strong> Wärme 73<br />
Durchführung der <strong>Optimierung</strong> werden die in Kapitel 3.3.2 beschriebenen Operatoren<br />
(Mutation, Rekombination, Selektion) in Bezug auf das <strong>Optimierung</strong>sproblem eingestellt<br />
(Kapitel 3.3.2.5). Die Einstellungen werden im Folgenden dargestellt.<br />
Mutation. Bei jedem <strong>Optimierung</strong>sschritt werden zwei neue Lösungsvektoren durch<br />
Mutation der Parameter des vielversprechendsten Lösungsvektors des vorherigen<br />
<strong>Optimierung</strong>sschrittes erzeugt. Die Gestaltung des Mutationsoperators des vorliegenden<br />
<strong>Optimierung</strong>sproblems wird systematisch in Abhängigkeit des Konvergenzverhaltens des<br />
Algorithmus durchgeführt (Kapitel 3.3.2.5). Dabei kann mit Hilfe einer Steuerung der<br />
Schrittweiten, die mit zunehmendem Fortschreiten der <strong>Optimierung</strong> (zunehmenden<br />
<strong>Optimierung</strong>sschritten) stufenweise reduziert werden (Tabelle 6.3), die Konvergenz des<br />
Algorithmus beschleunigt werden. Um die Konvergenzgeschwindigkeit weiterhin zu<br />
erhöhen, wird die Parametervariation durch den Mutationsoperator bei jedem<br />
<strong>Optimierung</strong>sschritt jeweils ausschließlich auf die Parameter des vielversprechendsten<br />
Lösungsvektors nicht aber auf die Parameter anderer Lösungsvektoren des vorherigen<br />
<strong>Optimierung</strong>sschrittes angewendet.<br />
Tabelle 6.3 Schrittweiten des Mutationsoperators bei der <strong>Optimierung</strong> der Konzeptvarianten<br />
VK1 <strong>und</strong> VL1 <strong>zur</strong> <strong>Erzeugung</strong> <strong>von</strong> SNG <strong>und</strong> Wärme<br />
<strong>Optimierung</strong>sparameter<br />
Schrittweite <strong>von</strong><br />
<strong>Optimierung</strong>sschritt<br />
1 – 4<br />
Schrittweite <strong>von</strong><br />
<strong>Optimierung</strong>sschritt<br />
5 – 8<br />
Schrittweite <strong>von</strong><br />
<strong>Optimierung</strong>sschritt<br />
9 – 12<br />
pDampf 12,00 bar 5,00 bar 5,00 bar<br />
n� Dampf<br />
30,00 mol/s 20,00 mol/s 20,00 mol/s<br />
� TÜberh<br />
60,00 K 12,50 K 12,50 K<br />
1,25 bar<br />
1,25 bar<br />
1,25 bar<br />
p Meth<br />
Rekombination. Aus den selektierten Lösungsvektoren des vorherigen<br />
<strong>Optimierung</strong>sdurchlaufs werden bei jedem <strong>Optimierung</strong>sschritt zwei neue<br />
Lösungsvektoren durch Rekombination erzeugt. Der <strong>zur</strong> <strong>Optimierung</strong> angewendete<br />
Rekombinationsoperator folgt der so genannten multi-sexuellen Rekombinationsvorschrift.<br />
Dies bedeutet, die Parameter der pro <strong>Optimierung</strong>sdurchlauf/<strong>Optimierung</strong>sschritt<br />
(Generation) durch Rekombination generierten Lösungsvektoren werden stochastisch mit<br />
Hilfe eines Zufallsgenerators aus den Parametern der sechs besten Lösungsvektoren des<br />
vorherigen <strong>Optimierung</strong>sdurchlaufs ausgewählt. Die multi-sexuelle Rekombination hat<br />
gegenüber der bisexuellen Rekombination den Vorteil, dass der Lösungsraum in einem<br />
weiteren Bereich durchsucht <strong>und</strong> so die Fokussierung des Algorithmus auf ein einzelnes<br />
lokales Optimum vermieden wird.<br />
Selektion. Der Selektionsoperator, der die Startlösungsvektoren des nachfolgenden<br />
<strong>Optimierung</strong>sdurchlaufs aus dem Pool des vorangehenden <strong>Optimierung</strong>sdurchlaufs<br />
auswählt, legt dieser Auswahl das jeweilige <strong>Optimierung</strong>skriterium (z. B. den<br />
exergetischen Wirkungsgrad) zu Gr<strong>und</strong>e. Bei jeder Selektion werden auf diese Weise die<br />
sechs besten Lösungsvektoren ausgewählt.<br />
6.2 Kurzfristig realisierbare Konzeptvarianten<br />
Auf Basis der vorangehend geschilderten Einstellungen des <strong>Optimierung</strong>salgorithmus`<br />
werden im Folgenden die Ergebnisse der <strong>Optimierung</strong>en der kurzfristig realisierbaren<br />
Konzeptvariante <strong>zur</strong> <strong>Erzeugung</strong> <strong>von</strong> SNG <strong>und</strong> Wärme (VK1) vorgestellt <strong>und</strong> diskutiert.
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