反渗透海水淡化(Seawater Reverse Osmosis,SWRO)技术的发展,有效缓解了沿海地区淡水资源短缺的问题。随着越来越多的大型反渗透海水淡化工程投产,对其进行合理的生产调度成为降低制水成本、提升企业竞争力的重要手段。然而系统实际运行时存在着诸多不确定因素,对生产过程调度的鲁棒性和有效性提出了新的挑战,如何兼顾系统运行的稳定性与经济性是当前研究的热点。本文针对大型反渗透海水淡化工程,围绕两类典型不确定因素下的鲁棒调度问题展开研究,主要的研究内容和结论如下:(1)分析了大型SWRO系统的完整制水流程,针对其中关键部分:制水装置、制水网络过程、产品水池储水-供水进行建模描述;给出了透盐量、水通量、回收率等指标之间的关系;分析了大型反渗透海水淡化工程的总成本,将其分为工程建设与运行成本两部分,并建立了运行费用的精确模型。(2)针对SWRO系统运行中的不确定因素,分析了鲁棒调度问题,并给出了调度方案的鲁棒性评价指标。研究了系统用水量预测问题,采用灰色马尔科夫链预测模型进行用水量预测,仿真结果表明该模型具有较准预测精度。针对两类典型不确定因素:用水量偏差与制水机组故障,提出了二阶段鲁棒调度框架,将调度分为预调度与重调度两个阶段。预调度主要针对用水量不确定性,通过离线计算给出一次性鲁棒调度方案。重调度在制水机组故障发生时被触发,对生产计划进行重新安排。(3)由于实际用水量与预测模型之间存在不确定性,建立了基于机会约束规划的鲁棒预调度模型。以最小化运行费用为目标,将含有不确定变量的系统储水、供水条件以机会约束形式表示。采用改进交叉因子、变异因子和收敛准则的遗传算法,通过随机模拟技术对模型进行求解。仿真结果表明:在用水量不确定时,静态调度不具有实用性;本文提出的鲁棒预调度能有效处理不确定信息,通过牺牲一部分经济性,使系统保持平稳运行。(4)重调度由制水机组故障触发,其调度策略为:故障发生时,优先利用空闲机组代替故障机组,局部修复预调度计划;局部修复失败后,建立基于运行经济性与偏离度的多目标优化模型,重新制定生产计划。考虑到重调度在线实时性的要求,采用滚动时域优化思想,通过将全局优化命题分解成多个局部优化命题,加快求解速度。仿真结果表明:反应式重调度可以快速响应制水机组故障,降低系统运行费用。最后,对全文进行总结,并指出课题下一步研究的方向。