基于能量均衡的无线传感器在配电网的部署算法

为了提高配电通信网的可靠性,针对宽带无线网络覆盖配电网存在信号盲区等问题,给出一种无线传感器延伸覆盖网络模型。考虑到能量、通信距离受限的无线传感器在配电网中采用多跳通信方式,致使与sink相邻的节点能量消耗大,易出现能量空洞问题,提出一种基于能量均衡的无线传感在配电网的部署算法。该算法以网络效率作为优化目标,在已知采集节点数和节点之间距离的前提下,求解出最优中继节点部署方案和各采集节点的传输距离。仿真结果表明,该算法符合配电网中的无线传感器的网络部署要求,能够延长网络生命周期、提高网络效率。     

无线传感器网络节点能量平衡优化方法

在无线传感器网络中,传感器节点中有限的能量供给限制了每个节点无线传输的距离。多跳传输通过将数据包转发给中继节点的方式可将数据包发送至远端接收器。在用于数据汇聚的无线传感器网络中,离数据汇聚站较近的无线传感器节点通常要转发比其他节点更多的数据包,从而消耗更多的能量。文章将整个网络的生命定义为直到第一个无线传感器节点能量耗尽从而失效的时间。提出一种基于无线传感器网络的能量平衡优化方案,该方案所采用的能量模型是基于对ChipconCC2420无线传感器射频收发器的测量数据推导得出的。根据这个方案,通过优化网络中数据流转发的分布来平衡节点的能量消耗。从而延长整个网络的使用生命。     

多基站可充电无线传感器网络建模及优化研究

研究问题为引入无线能量补给设备后,多基站无线传感器网络的跨层优化问题。以设计无线传感器网络中的数据路由、传感器节点的功率控制及无线能量补给设备的工作策略为研究目标,通过提出无线传感器网络中传感器节点活跃度的概念,分析无线传感器网络物理层与网络层需要满足的约束条件,结合无线能量补给设备需要满足的约束条件,提出可充电无线传感器动态网络跨层优化问题,并将其转化为易于求解的线性规划问题。根据求得的最优解获得无线传感器网络中传感器节点动态且周期的数据路由及功率控制策略,并得到无线能量补给设备周期性工作策略,且无线能量补给设备驻站时间比较之前研究成果提升在100%以上。     

基于模糊控制遗传算法的电力系统最优潮流

遗传算法是一种全局优化方法,适合解决具有离散变量的混合非线性规化问题.模糊控制方法在解决具有可伸缩约束的规划问题方面具有明显优势.将遗传算法与模糊控制理论相结合应用于求解多目标函数的最优潮流问题,是一种比较有效的新方法.通过IEEE14节点和IEEE30节点算例计算,并与传统的遗传算法计算结果对比表明,该算法具有稳定收敛、优化结果精确合理、计算速度较快的特点,适合求解多目标混合非线性规划问题.     

基于模糊控制遗传算法的电力系统最优潮流

遗传算法是一种全局优化方法,适合解决具有离散变量的混合非线性规化问题。模糊控制方法在解决具有可伸缩约束的规划问题具有明显优势。将遗传算法与模糊控制理论相结合应用于求解多目标函数的最优潮流问题,是一种比较有效的新方法。通过IEEE14节点和IEEE30节点算例计算,并与传统的遗传算法结果对比表明,该算法具有稳定收敛、优化结果精确合理、计算速度较快的特点,适合求解多目标混合非线性规划问题。     

WSN中基于改进麻雀搜索算法的多目标覆盖优化

针对无线传感器网络中(Wireless Sensor Networks, WSNs)节点随机部署造成覆盖不充分问题,提出了一种改进麻雀搜索-覆盖率增量(Improved Sparrow Search Algorithm - Increment of Coverage Ratio, ISSA-ICR)算法。首先,ISSA针对探索者向原点收敛的问题,改进探索者位置更新方式,避免算法陷入局部最优解;其次,在算法迭代阶段引入以迭代次数为自由度参数的 t 分布扰动以及探索者-追随者数量动态调整策略,平衡算法全局和局部搜索能力;再次,采用随机回归的越界处理策略,合理处理个体越界重定位问题,并确定节点待部署位置;最后,基于ICR策略构建节点调度优化模型以确定最终部署位置。仿真结果表明,与麻雀搜索算法、标准粒子群优化算法及自适应虚拟力扰动麻雀搜索算法相比,ISSA-ICR节点覆盖多目标优化算法分别提升了目标区域4.96%、8.81%及3.84%的覆盖率,使节点分布更均匀,同时减少了节点移动距离。     

无线纳米传感器网络高节能编码方案

随着近年来纳米技术的快速发展,制造纳米级大小的传感器节点将变得实际可行。由纳米传感器节点组成的无线纳米传感器网络有着诸多非常重要的应用,比如体内释药系统、空气污染监测等。由于纳米电池所能携带的电量极其有限,节能是其通信技术设计的最重要目标之一。针对采用键控开关调制的无线纳米传感器网络,研究设计综合考虑发送能耗和接收能耗的通信能耗最小化编码方案,首先将该编码设计问题建模为整数规划问题,然后通过求解该优化问题得到最优编码方案。性能分析结果表明,该编码方案可以有效地节省纳米传感器的通信能量消耗。     

基于二阶锥松弛和Big-M法的配电网分布式电源优化配置

提出一种基于二阶锥松弛和Big-M法的配电网DG(distributed generation,DG)优化配置的有效方法。通过适当处理PQ、PV、PI和PQ(V)4种类型DG的并网潮流约束,精确计及DG的运行控制方式对优化配置的影响。利用二阶锥松弛方法,将交流潮流约束、ZIP负荷约束和PI、PQ(V)型DG并网潮流约束转化为二阶锥规划问题,并通过适当设置优化目标函数,保证松弛误差趋于零。为了解决DG优化配置中的混合整数非线性约束、PV型节点无功功率越限和无功补偿整数约束问题,利用Big-M方法将其转化为便于有效求解的混合整数二阶锥规划问题。通过多个测试场景表明,所提出的二阶锥松弛方法具有非常高的求解精度,而且具备求解多类型DG多区域优化配置问题的能力。并且发现,适当调整DG的功率因数可以显著降低系统损耗;采用多DG分散配置比单DG集中配置的降损效果更好;增加电压偏移质量优化目标后,可以使电压分布更加扁平,显著提高系统电压质量。采用IEEE-33节点和PGE69节点配电系统的仿真结果验证了所提出方法的可行性和有效性。     

担任确保覆盖和连通性的WSN寿命最大化

为了实现无线传感网络(WSN)的寿命最大化,提出了一种确保WSN中的覆盖和连通性的寿命最大化策略.首先,将这个问题考虑为一个节能覆盖问题,并采用整数线性规划技术来构建它,从而得到包含最小数目传感器的可行集合,这些可行集合覆盖全部目标点且同时有最大的效用总和;其次,为了使得每个可行集合确保网络的覆盖和连通性,将节能覆盖问题扩展为一个寿命覆盖和连通性问题,并对此提出了一种由覆盖阶段、连通性阶段和冗余传感器减少阶段构成的贪婪迭代启发式算法来求解此问题,以找到不相交活跃(可行)集合的最大数目并相继激活这些集合,从而得到延长的网络寿命R。实验结果表明,提出的算法在网络寿命和能量效率性能方面非常接近最优解,而且网络寿命与WSN中的传感器节点数目成线性关系。     

含风电的高维多目标安全约束机组组合问题求解方法

建立了最小化系统总运行费用、总网损、总购电费用和污染气体排放量4个目标的含风电场、储能电站和抽水蓄能电站的多目标安全约束机组组合模型。采用凸松弛法将安全约束机组组合的混合整数非线性规划模型转化为混合整数凸规划模型以降低模型求解的计算复杂度,并提出求解四目标优化问题Pareto前沿的方法。首先采用Spearman相关系数法选出一个次优目标,利用ε-约束法将四目标优化问题转化为一系列三目标优化问题;再根据规格化法平面约束法求解每个三目标优化问题的完整Pareto前沿曲面,从而得到三维空间中四目标优化问题的Pareto前沿曲面簇。通过对修改IEEE9节点系统和某实际电网的计算结果表明,所提出的模型和算法能够快速有效地获得四目标优化问题的均匀分布Pareto最优解集。     

梯级水电站多目标模糊优化调度模型及其求解方法

根据梯级水电站不仅具有电力联系而且具有水力联系的运行特点,提出一种以年发电量和一级水电站耗水量为优化目标的梯级水电站多目标长期优化调度模型.通过定义各目标的隶属度函数,将多目标优化问题模糊化;采用最大模糊满意度法将多目标优化问题转化为单目标非线性规划问题;应用协调粒子群算法(CPSO)求解单目标优化问题.仿真验证了模型的正确性和求解方法的可行性,为梯级水电站优化调度提供了一种新颖有效的途径.     

考虑空调群虚拟储能的配电网电压无功协同控制研究

针对高渗透率分布式新能源接入低压配电网中引起局部节点电压偏高的问题,提出考虑空调群虚拟储能的配电网电压无功优化控制模型.首先基于楼宇蓄热特性对电热虚拟储能进行建模,该模型以配电网日运行成本、电压偏差最小为目标函数,采用多目标模糊规划模型,合理控制配电网中分布式能源、储能电池、静止无功补偿装置(static var generator,SVG)和上级电网的输出功率.最后以南方夏季系统运行场景为例,对控制系统进行仿真实验.通过IEEE 33节点系统仿真验证,结果表明:考虑虚拟储能的低压配电网系统在保证建筑内人体舒适度的同时对于维持电压稳定性具有良好的效果,并削减了储能电池充放电次数与深度,降低了配电网的日运行成本.     

基于模糊线性规划的无功电压优化

传统无功电压优化算法一般是单目标优化问题，并没有考虑有功网损的降低和限制控制量调节数最少，而且在处理电压约束时，未考虑“软约束”特性。针对电压无功问题的这些特点，引入模糊线性规划算法以解决这一问题。文中推导了将多目标模糊约束问题转化为单目标开明约束问题的数学模型。算例的计算结果表明，模糊线性规划算法可以很好地协调降低网损、限制调节量和确保节点电压裕度三者的关系，在有限控制量调节的前提下，可实现校正违界电压、降低系统网损和确保所有节点电压留有一定的裕度。     

区域综合能源系统双层多目标模糊优化模型预测控制方法

针对区域综合能源系统需满足电网调度要求的特点和自身优化问题,提出一种区域综合能源系统与电网协同的双层多目标模糊优化模型预测控制方法。首先,在考虑区域综合能源源荷储特性模型及其约束基础上,建立双层优化模型,上层模型以电网调度关心的综合能效最大及清洁能源消纳最大等多目标为优化目标;下层模型以运行及用能成本等多目标最小为优化目标。然后,基于模型预测控制,求解单层模型获取上下层目标函数区间,将其模糊化,提出以最大满意度为新目标的模型预测控制方法并求解,从而获得兼顾上下层多目标的优化结果。最后,采用算例仿真验证,表明所提方法正确有效。     

基于线性目标规划的二级电压多目标控制

随着二级电压控制目标的增多,以往加权组合的多目标处理方式在应对不同量纲和确定具体权系数方面日益困难。文中将多目标规划领域中应用较广且不受目标量纲和个数限制的线性目标规划引入二级电压控制领域,提出基于线性目标规划的二级电压多目标控制方法。该方法首先利用灵敏度分析将二级电压多目标控制问题描述为线性目标规划模型,然后根据运行状态通过规则对各目标优先级进行排序,按所得优化结果实施多目标控制。仿真结果表明,该方法能够根据优先级顺序兼顾各目标优化,获得较好的多目标控制效果。为更好地满足工程实际要求,文中还就该方法在适应工程应用方面做了进一步探讨。     

基于灵活热电比的区域综合能源系统多目标优化调度

针对热电联供(Combined Heat and Power,CHP)“以热定电”导致的弃风及运行成本较高问题,提出基于CHP灵活热电比的区域综合能源系统多目标优化调度方法。首先,采用补燃装置对CHP补燃,灵活调整各时段补燃率以使CHP热电比跟随风电出力态势,提高系统风电接纳水平与运行效益。然后,考虑补燃燃油的使用增加了系统排污,综合经济性与环保性建立区域综合能源系统多目标优化模型,通过层次分析法对各目标权重进行决策。最后,依托商业优化软件GAMS对建立的混合整数非线性规划问题进行求解。算例研究表明:对CHP热电比进行灵活调节,能够有效促进风电并网消纳、降低系统运行成本。多目标优化使CHP热电比兼顾系统经济性与环保性,较单目标而言更具优势。     

高比例新能源电网多源最优协同调频策略

随着大规模可再生能源对电网渗透率的不断增加,大型风光电站也开始参与到电网的调频当中.首先,建立了功率响应总偏差、调频里程支出最小化的多目标互补控制模型,以解决不同调频资源的动态功率分配问题.为解决该非线性优化问题,采用多目标蝠鲼觅食优化算法(multi-objective manta ray foraging opti...     

考虑SVC影响的电力系统多目标交易计划

提出一种基于最优潮流、计及SVC影响,同时考虑经济效益和环境效益的电力系统多目标交易计划模型.首先对各单目标确定性模型求解,得到目标函数值,其次对目标值进行一定程度的伸缩,并定义目标隶属度函数,将确定性问题模糊化.接着采用最大满意度法将多目标问题转化为单目标问题,然后采用非线性规划方法求解,得到新的潮流结果.仿真结果验证了算法的有效性.     

水电系统中多目标模糊优化分配模型

以水电系统中发电机组担任基本负荷和调峰的双重作用为背景,以电力市场下水电机组的能源消耗最小和成本节约最大为双目标的有功经济负荷分配为目的,利用模糊算法中最大隶属度原理,提出了对双目标进行优化的模型。该方法在复杂系统中多种条件约束下,可以对非线性规划问题在求解时缺乏通用有效方法的情况下,运用泰勒级数使多目标的非线性规划问题转化为单目标的线性规划问题进行求解,使问题简单化。该方法运用于水电系统中多约束条件下的双目标优化,考虑到发电商与用电户之间的综合因素,使单位能耗的效益得到提高,反映了电价对调度的影响。文中通过IEEE30系统中18个节点的模型对考虑单目标和双目标负荷的经济分配进行比较,结果证明其方法对整体的效益优于后者,验证了该方法的正确性和有效性。     

考虑运行控制策略的广义储能资源与分布式电源联合规划

针对广义储能资源和分布式电源的联合规划问题,提出了包含实际储能、可平移负荷、可转移负荷和可削减负荷的响应特性模型。进一步通过双层优化架构求解考虑运行控制策略的广义储能资源和分布式电源的联合规划问题,提出不同可调控资源选址定容的实际意义与方法,上层采用改进多目标粒子群算法搜索两部分资源的选址定容方案,下层采用分支定界法求解广义储能的运行优化策略,通过上下层交替优化实现资源的联合优化配置。以IEEE 33节点配电系统进行多场景的仿真分析,结果验证了所提模型的实用性,并说明了联合规划和虚拟储能参与调控的优势与意义。