基于电蓄热与抽水蓄能的风电消纳协调控制策略（英文）

为解决"三北"地区冬季供热期由于热电机组"以热定电"运行约束而导致的严重弃风问题,该文在研究电热负荷与风电出力分布特性以及不同时间尺度风功率波动特性的基础上,提出了基于电蓄热与抽水蓄能的两级协调控制策略。第一级协调控制以系统运行成本最小和风电利用率最大为目标,根据电热负荷和风电预测出力,通过电蓄热与抽水蓄能在调节容量上的优化配置,提高系统运行经济性和风电消纳率;第二级协调控制针对风电出力的实时波动,根据风电计划上网偏差,通过电蓄热与抽水蓄能的协调控制,平抑风电实时波动,提高风电消纳水平。结合甘肃酒泉实际运行的风电场站,所提出的协调控制策略的有效性得到验证。     

基于PSO-BA算法的计及碳捕捉电厂源网荷储协调调度研究

考虑到可再生能源的波动性和不确定性，传统调度模式已无法满足运行要求。提出利用粒子群算法与蝙蝠算法的融合算法求解含有碳捕捉电厂的源网荷储协调调度模型。分析了碳捕捉系统与碳捕捉电厂与电力系统的关系，建立了含有碳捕捉电厂的源网荷储协调调度模型，以成本和排放为目标，考虑电厂约束、机组运行约束、水电机组、抽水蓄能、网络约束、需求响应约束，利用粒子群蝙蝠联合算法进行多目标模型的求解，最后利用仿真分析验证了模型的有效性。     

抽水蓄能与风电联合运行互补性分析

风力发电输出的功率具有间歇性、随机变化性、不确定性、难以预测性和波动性等特性。针对以上问题,通过建立抽水蓄能与风电的联合运行模型来解决联合运行的效益最优的问题。仿真结果表明,通过抽水蓄能电站与风电的联合运行,能够解决风电场单独运行时的不稳定和不能储能的问题,而且能够提高发电效益,有益于风电事业的发展。     

孤岛模式下风光储微网容量优化配置策略研究

为了保证供电可靠性并提高整个微网系统的经济性,本文基于典型风光储微网系统模型,以满足基本用电负荷为前提,进行微网系统最优容量配置.根据风电、光伏、蓄电池的自身运行特性及其成本,本文提出以系统投资成本、运行成本和维持系统供电可靠性等综合成本最小为目标的优化配置策略;利用遗传算法来获得系统的全局最优解;最后,利用HOMER软件对所得结果进行检验.仿真结果最终验证了模型和算法的合理性.     

基于改进蛙跳算法的鲁棒性车间布局

为了避免动态环境下频繁进行车间布局,降低车间运行成本,针对设施面积不等的车间类型,将静态布局中的面积费用指标引入鲁棒性车间布局中,建立以车间物料搬运费用和面积费用最小化为目标的多目标鲁棒性布局优化模型;改进现有鲁棒性指标,设计了一种鲁棒性布局约束以提高最终方案的鲁棒性;提出一种改进蛙跳算法求解该模型,通过系统布置设计得出部分较优的初始解以提高初始解集的整体质量,利用差分变异算子替代蛙跳算法中的局部搜索策略以提高寻优速度;通过基准算例及实例问题验证了模型和算法的有效性。     

风电齿轮箱行星架多圆弧结构的优化设计研究

针对风电齿轮箱行星架阶梯轴处的应力集中现象,采用过渡多圆弧的改进措施.基于多圆弧曲线的通用几何关系,联合MATLAB和HyperWorks对多圆弧结构进行参数化建模.以多圆弧结构质量最小为优化目标,应力符合强度要求为约束条件建立优化问题,结合代理模型和粒子群算法对多圆弧结构进行优化设计,优化后的应力降低了9.8％,满足疲劳强度要求,优化了时间成本.     

含低负荷场景低碳多源协调调度

温室效应导致全球持续升温,巨大碳排放量导致地球已不堪重负,如何降低碳排放成为目前亟待解决的问题。当风电出力与火电机组最小出力之和大于负荷量,只能通过储能、储热装置或弃风来达到功率平衡,此时可定义为低负荷运行状态。在低负荷时段,负荷消纳风电难、储能成本运行高。首先,考虑火电机组深调对发电成本和碳排放量的影响,建立了火电机组分阶段出力模型,将碳交易机制引入系统的调度模型中,构建阶梯型碳交易成本的计算模型;其次,以碳排放量和发电成本最小为优化目标,综合考虑系统的各种约束条件,建立了基于多目标的含低负荷场景低碳多源协调调度模型;然后,采用改进萤火虫算法,得到最优调度方案;最后,以带10个风电场的系统为算例,采用3种不同对比实验证明,所提方法可有效降低碳排放量,提高了系统运行经济性。所提方法分析了风电并网渗透率对系统运行方式的影响,表明含低负荷场景低碳多源协调调度与风电并网渗透率密切相关。     

考虑电池寿命和环保经济的主动配电网储能容量优化

针对间歇性分布式电源输出功率的不确定性和随机性对接入配电网带来的风险,提出基于场景法的储能容量优化配置。以主动配电网经济运行成本最小和污染物排放最小为目标函数,并计及电池的寿命,建立主动配电网容量优化模型,并采用改进的人工蜂群算法进行模型求解,通过优化不仅能提高主动配电网对分布式电源的有效利用还能实现经济安全的运行。以IEEE-33节点为例,验证所提模型的合理性、可行性和有效性。     

基于拥挤距离排序的铝电解多目标优化

针对铝电解生产过程难以快速、准确地获得节能减排多目标优化Pareto前沿问题,提出一种基于拥挤距离排序的多目标细菌觅食算法。方法在保证铝电解槽平稳运行的基础上,建立电流效率最大和温室气体排放量最小的多目标优化模型;利用拥挤距离更新外部档案及对菌群步长进行自适应动态调整,以改进种群的收敛性和多样性,最后对优化模型求解。通过实验可知,改进后的算法能快速获得分布均匀的Pareto最优解,运用优化后的决策参数指导生产,能在提高电流效率的同时减少温室气体的排放量,实现铝电解生产过程节能减排的目的。     

机会维修策略下的民机系统维修决策优化模型

以系统单位时间费用率和可用度为目标,构建了民机多部件系统不完全预防性维修多目标优化模型.引入机会维修思想,以部件机会维修可靠度阈值作为模型优化变量,将各部件维修方式按照时间相关性和结构相关性进行优化组合.模型采用改进后的自适应变异粒子群算法(Adaptive mutation particle swarm optimization,AM-PSO)求解Pareto最优解集.利用民机某型发动机反推控制和指示系统实际维修数据进行模型验证与分析,结果表明:在有限运行周期内运用本文的多目标优化模型与方法进行预防性维修活动,能有效降低系统维修成本的同时提高其可用度.     

自行车制动蓄能装置优化设计

采用圆柱螺旋弹簧作为蓄能主元件,以自行车为实验载体设计了一种弹簧式制动蓄能装置,通过搭建实验平台验证了该技术路线可行。在满足蓄能要求和强度条件下,以蓄能装置的质量最小为优化目标,建立了其质量优化数学模型并设计了优化算法流程,对主要零部件直筒形外壳、圆柱弹簧、滚珠丝杠和锥齿轮副质量优化的约束条件和目标函数进行了分析与推导。通过Matlab软件对优化模型进行了计算,并利用ANSYS软件对优化结果进行仿真验证,结论可行。优化得到的蓄能装置主要零部件总质量最小值是5.446kg,实现了制动蓄能装置整体质量优化的目的,降低了蓄能装置附加于车体上引起车辆行驶过程中的额外耗能。     

基于改进微粒群算法的模具多项目动态调度

针对模具多项目执行过程中任务拖期导致的调度计划变更,提出了一种启发式动态调度算法.利用改进的微粒群算法构建一个加权工期之和最小的初始调度计划,并基于关键链管理方法对初始调度计划进行合理地缓冲设置.建立了以调度计划变更费用最小为优化目标的启发式动态调度模型,并用改进的微粒群算法进行求解.通过仿真计算分析了算法的町行性与可靠性,并与标准的微粒群算法进行了比较.     

基于R-NSGA-Ⅱ算法含风电场的电力系统经济调度

考虑了风电场对电力系统的影响因素,在传统电力系统经济调度的基础上,在模型中加入了风电模型。在优化模型的约束条件中加入了正、负旋转备用容量的约束,以减少风电并入对电力系统的影响,增加电力系统的安全稳定运行。针对目前存在的弃风问题,在模型中加入风电利用率最大化目标函数,并提出R-NSGA-Ⅱ算法求解多目标经济调度模型。实例验证表明,所提出经济调度模型的合理性以及算法的有效性。     

基于鲁棒优化的风-储联合配置研究

针对电网规划中的风电功率波动和储能配置问题,从电网建设、运行、维护角度,分析了风力发电效益与风储系统成本的组成元素,构造了考虑规划年内全局经济性的优化目标;利用鲁棒优化方法,量化了储能配置的最小容量,构造了风储协调配置的双层规划模型。模型为含随机变量的混合整数规划问题,通过遗传算法和鲁棒线性规划理论求解优化问题,在Garver6节点系统测试所提模型和求解方法的有效性。研究结果表明:所提基于鲁棒优化的风储协调配置规划方法能够科学指导风电和储能设备的选址定容,所得方案经济性更强,能有效应对风电功率的波动。     

车削加工工艺参数优化

针对车削加工中的约束优化问题,建立以切削速度v和进给量f为优化变量、以加工成本最小为目标的约束优化设计模型.提出了改进约束处理的自适应罚函数法和一种改进差分进化(Improved Differential Evolution,IDE)算法.应用IDE算法求解切削参数约束优化问题的全局最优解.给出了数值实例,通过与已有结果的比较,表明结合约束处理的IDE算法的有效性和稳健性.     

煤矿轨道运输矿车与机车协同调度优化问题研究

为了提高煤矿轨道运输的效率,实现对矿车的合理调度与机车的高效重复利用,提出了一种以机车重复利用率约束为中心,结合煤矿轨道运输矿车运行的规则约束条件,建立以矿车运行的最小延迟时间为目标的协同优化模型,研究机车与矿车协同调度的优化算法。实现了矿车运行的规则合范化及机车重复利用的合理化,进而提高机车利用率和矿车的运输效率。为了验证模型的可靠性,采用NSGAⅡ算法在不同规模机车数量的背景下对该模型进行求解。     

基于多目标遗传算法的炼焦生产过程优化控制

针对某钢铁企业实际炼焦生产过程的优化控制问题,提出一种多目标分层优化控制策略.首先采用主成分分析、灰色关联分析及改进前馈神经网络方法,建立综合生产目标与局部优化目标的关联模型,将综合生产目标映射为局部优化目标.然后建立以焦炭产量最大、焦炉能耗最小为优化目标,焦炭质量与工艺要求为约束条件,局部优化目标为决策变量的多目标优化模型.通过多目标遗传算法求解多目标优化问题,获得局部优化目标值.最后将局部优化目标作为各子过程控制系统的设定值及优化调度系统的决策参数,来动态调整过程操作参数,实现企业期望的综合生产目标.实际运行结果表明,提出的优化控制策略取得了较好的应用效果.     

基于改进蜻蜓算法的斗轮取料机多目标优化

针对斗轮取料机系统能耗高、重量大、制造成本高、设计变量多等特点,提出一种改进的蜻蜓算法用以求解斗轮取料机的多目标优化问题.提出的改进蜻蜓算法基于自然现象和物理现象,采用空气阻力和库仑力混合组成的策略对传统蜻蜓算法进行改进,并通过测试函数验证了改进后蜻蜓算法的性能.然后建立考虑斗轮取料机可靠性和振动频率约束的质量与转动惯量的多目标优化模型,利用改进后的蜻蜓算法进行多目标求解,获得斗轮取料机的Pareto前沿解集,选择以质量与转动惯量合适权重比为例进行优化,验证开展斗轮取料机多目标优化的有效性.结果表明,优化得到的阶梯截面布局方案具有更小的质量和转动惯量值,同时可以有效避开斗轮取料机系统的共振问题,可以使斗轮取料机的性能得到有效改善,为未来的整机材料-结构-控制多学科一体化协同优化提供基础.     

计及需求响应的含DG配电网协调优化调度策略

针对多元新技术元素大量接入配电网带来的经济性和安全性问题,提出一种计及需求响应的含分布式电源配电网协调优化调度策略.根据需求响应资源的差异性分析其平抑风电波动的特性,在利用虚拟负荷制定的分时电价峰平谷时段基础上建立优化调度模型,该模型日前调度考虑向上级电网购电费用、DG发电运维费用、需求响应中断电的补偿费用、断电惩罚项以及弃风光惩罚项,以系统的总运行成本最小为优化目标,日内协调优化考虑配电网的运行条件以配电网整体负载率指标最小为优化目标.对南方地区某10 kV配电网进行算例分析,结果表明,所提方法可以有效降低配电网的总运行成本和整体负载率.     

基于遗传算法的网络化制造单元选择问题研究

为解决网络化协同制造过程中物理制造单元选择问题，提出一种改进的基于遗传算法的物理制造单元优化选择算法。算法采用整数编码，每个染色体代表一条可执行加工路线；为获取最优的可执行加工路线，以总的运行成本、运行时间和加工质量为优化目标构造目标函数；求解过程中，在每一代种群中计算出与每个染色体相对应的成本、时间、质量指标及目标非标准化对决策的影响度，进而利用影响度因子确定群体中每个染色体对最小运行成本、最小运行时间及最优加工质量的相对优属度，再利用相对优属度构造相对适应度函数，并求取相应的适应度函数值，减小了目标非标准化对优化结果的影响。最后给出了应用该算法处理复杂零件协同制造中制造单元选择的一个实例，以证明算法的可行性与有效性。