基于 Petri网的柔性制造系统动态优化模型

为解决柔性制造系统的动态优化调度问题,在基于扩展高级全局决策Petri网的柔性制造系统优化模型的基础上,提出了实时一优化切换控制Petri网模型。该模型在柔性制造系统发生加工设备故障、急件插入等异常情况时,自动切换并运行全局优化调度算法,并在系统允许的时间范围内,再切换返回到原有系统状态,按照新的优化结果运行。最后,以实时一优化切换控制Petri网模型与基于遗传的最小平衡算法结合为例,证实了该模型是有效的。     

基于能量管理系统的用电负荷节能优化

针对区域内不同时段的用电负荷带来巨大压力的问题,该文利用智能能量管理系统(SEMS)优化电网调度,将SEMS连接储能系统、分布式电网、供电部门和用电负载。通过设定分布式电网与SEMS综合配给电能和尽可能的利用当地区内的储存系统电能两种策略,对储能系统按照时间周期跨多个步骤进行优化,结合启发式算法对用电负荷矢量模块进行优化,实现用电功率负载管理。运用智能能量管理系统对24 h内的区域用电负载进行实验,结果表明:在两种策略的共同调度下,SEMS提供了一个最优用电负载平衡微调度。同时,其用电负荷节能率分别为5.66%和17.40%。     

区域微电网群两级能量调度策略优化研究

针对现阶段微电网能量管理技术发展趋势,在满足其内部经济调度的基础上,还需要关注微电网间的能量互补机制。对并网型区域微电网群提出了一种两级能量优化调度模型。引入条件风险指标(CVaR)衡量可再生能源与负荷预测误差对调度方案造成的影响,结合微电网运行收益,作为微电网内部能量调度的优化目标;采用多目标粒子群优化算法(MOPSO)进行求解,研究收益风险比作为优化调度策略的筛选指标,提出微电网内部能量优化调度策略;以区域微电网群公共并网点有功功率梯度变化最小化为前提,获得最佳微电网净功率组合方案,由此平抑微电网群对配电网造成的功率波动;考虑电力传输距离制定了微电网间净功率互补机制,提高功率传输效率。算例仿真结果表明,该模型能够合理实现微电网内与微电网间经济运行与功率平衡,为微电网群日前调度计划提供了有效设计流程。     

考虑任务行程时间的多载量自动导引车系统防死锁任务调度

针对多载量自动导引车（AGV）系统的任务调度和缓冲区死锁问题,提出了考虑任务行程时间的防死锁任务调度方案。以最小化延迟率和交通负荷不均衡度为目标,建立了任务调度模型;分析了任务调度中的实际约束,并在任务行程时间约束下构建了预测模型;针对任务调度模型,提出了一种基于人工免疫-灰狼优化（AI-GWO）算法的多目标防死锁任务调度方法,利用死锁避免规则禁止即将引发工位缓冲区死锁的任务运行,并融合AI-GWO算法对任务执行顺序进行多目标优化;最后,根据AGV负载均衡度进行AGV任务分配。仿真结果表明,上述任务行程时间预测模型具有较高的准确率,任务调度模型及防死锁调度方法具有较好的优化性能和计算效率,从而显著提高了物流系统的任务准时率和路径网络的交通负荷均衡度。     

独立运行方式下的微电网能量优化管理

针对独立运行方式下的微电网经济运行和管理问题,提出了独立运行方式下的微电网能量优化管理方法,该方法通过缩减下垂控制单元的基点运行功率范围,使其具有类似于传统发电机组自动发电量控制(AGC)的功率调节裕量,以吸纳实时调度周期内的非计划瞬时波动功率;在每次调度时刻,根据系统净负荷功率大小和可控型微电源的基点运行功率范围之间的关系,采用不同的能量调度策略,并引入负荷竞价策略,增加了切负荷和卸荷控制作为功率调节手段,建立了所涉及的负荷优化分配模型和负荷可中断优化模型。最后,通过一个微电网系统算例验证了该方法的有效性。     

面向e-制造的工艺规划与调度集成系统研究

为了适应e-制造环境对企业生产调度提出的新要求,提出了一种工艺规划与生产调度动态集成的系统模型。在该模型中,首先采用模糊评价方法根据不同零件的完成提前期、设备利用率、其他制造资源利用率等因素进行了动态工艺路线决策,得到适合目前生产情况的工艺方案,然后根据设备的负荷系数进行制造资源决策,把工序任务分配给具体的设备。为了解决被分配到e-制造单元的工序任务调度问题,根据零件在设备之问转移时间的条件,提出了一种e-制造单元调度问题的蚁群算法模型,并根据自适应调度原理,给出生产情况变动时动态调度策略,保证了调度结果的可行性。     

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。     

多目标批量生产柔性作业车间优化调度

研究批量生产中以生产周期、最大提前/最大拖后时间、生产成本以及设备利用率指标(机床总负荷和机床最大负荷)为调度目标的柔性作业车间优化调度问题。提出批量生产优化调度策略,建立多目标优化调度模型,结合多种群粒子群搜索与遗传算法的优点提出具有倾向性粒子群搜索的多种群混合算法,以提高搜索效率和搜索质量。仿真结果表明,该模型及算法较目前国内外现有方法更为有效和合理。最后,从现实生产实际出发给出多目标批量生产柔性调度算例,结果可行,可对生产实践起到一定的指导作用。     

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。     

基于滚动调度的模具热处理车间负荷控制算法

针对模具热处理车间生产难以有效控制这一实际问题,提出一种基于负荷控制理论的生产计划与控制方法.建立模具制造车间三层负荷控制模型,并针对热处理车间,分析其负荷控制的关键问题,给出一种考虑负荷动态均衡性的热处理任务转序决策方法;构建以交货表现和设备利用率为双目标的优化调度模型;应用离散事件仿真原理和折衷规划理论,建立一类基于周期和事件驱动的混合滚动调度求解算法,并分析该算法的时间复杂度;以所提算法为基础,开发热处理车间生产计划系统,通过该系统计算得到多组目标函数权重下的算法调度结果,进一步分析不同权重对算法的影响,并同时与其他几类算法的调度结果进行对比分析,说明所提算法的实用性和有效性.     

计及电动汽车充电的微网能量优化管理

随着智能电网的快速发展,含充电站的社区微网既能满足常规负荷的需求,也能满足电动汽车的充电需求。针对计及电动汽车和光伏-储能的社区微网进行能量优化调度问题进行探讨,提出了兼顾光伏出力、电动汽车充电功率及储能充放电状态的微网能量管理策略。在此基础上,建立了以电动汽车充电功率为优化变量,减少购电费用、蓄电池的循环电量最少以及微网内总负荷的峰谷差最小的多目标帕累托优化模型,并采用NSGA-Ⅱ算法进行求解。最后仿真验证了所提策略的合理性。     

用于供水系统直接优化调度的蚁群改进算法

在城市供水系统中建立了多目标在线直接优化调度模型,并对影响优化调度的各方面因素进行了系统的分析和挑选。使用化多为一的乘除法,将该多目标决策问题转化为单目标问题求解,提出了使用乘法形式的罚函数将模型中的约束函数转化为目标函数。采用蚁群算法求解调度模型。为了更好地得到全局最优解,对算法进行了改进,加入了更多的决策点,实现蚁群算法的二进制编码方法,并采用单只最优蚂蚁更新路径上的外激素值、外激素值限定在一定范围内等改进方法。使用改进算法实现了某小区供水系统的直接优化调度,并与遗传算法优化调度的过程进行了对比,新算法在优化时间及得到最优解的次数上都优于遗传算法。     

基于间歇式新能源消纳能力的电网灵活性模型研究

面对当下日渐凸显的能源和环境问题,风、光发电等具间歇特性的新能源得到了快速发展。然而,新能源出力的不确定性、间歇特点使得并网出力存在不同时间尺度的功率变化,给系统的可靠运行带来隐患。本文首先开展了电网灵活性分析,然后建立电力系统灵活调节电源和储能的响应特性模型,为电网新建灵活调节电源和储能的容量配比和多点布局优化方案提供依据。最后结合研究结论进行了总结和展望。     

太阳能汽车续航模型及光储优化配置方法

针对太阳能汽车中能量系统投资成本和续航能力的矛盾问题,同时为了实现太阳能汽车光储容量配置方法,对太阳能汽车中光伏电源、储能系统和主要负荷的特性进行了研究,采用通用光储混合能量系统结构为对象,建立了光储容量优化配置模型,提出了一种基于NSGA-II多目标优化算法的太阳能汽车光储容量优化配置方法。建立了太阳能汽车续航能力计算模型,用于分析该容量配置方法的效果。利用NSGA-II多目标优化算法对光伏电源和储能系统容量进行了求解,得到了满足能源系统成本与续航能力优化目标的配置方案。通过算例求解了光储容量配置方法最优解集,针对具体工程案例优化了配置方案并对该配置方案进行了分析。结果表明:该太阳能汽车续航模型的准确性和光储容量优化配置方法的有效性、可靠性。     

配合分布式发电的储能变流器控制策略研究

功率平衡是供电系统稳定运行的基础,储能系统储存释放能量,平抑能量波动、负荷扰动,有效提高可再生能源利用率。针对储能变流器提出控制策略,联网模式下,运行功率解耦控制策略,孤岛模式下,运行恒压恒频控制策略,以及孤岛模式切换联网模式时,执行频率扰动控制方法。该控制策略的研究,实现含储能供电系统的可靠、稳定运行。     

基于多目标优化的含电动汽车充换储一体化设施的微电网能量管理及协调控制策略研究

含电动汽车充换储一体化设施的微电网由于负荷用电的不确定性,使得微电网联网功率产生随机性,造成配电系统电压波动、功率不平衡等问题。为解决上述问题,开展了基于多目标优化的微电网能量管理及协调控制策略研究,通过微电网需求侧负荷分类控制、基于多目标优化的微电网动态运行管理以及微电网日前优化调度等控制策略,实现对微电网的能量优化管理;根据建立的多目标优化策略,对微电网系统上层、下层进行协调控制,并通过微电网能量管理策略优化联网功率,为含电动汽车充换储一体化设施的微电网的稳定运行提供理论依据。     

联合火电机组AGC调频储能系统的经济优化电量控制

联合火电机组AGC调频储能系统的经济优化电量控制能够实现电力系统的经济性和能源利用的最优化。然而,在不同时间窗中调频收益在5%以下,为此,提出了联合火电机组AGC调频储能系统的经济优化电量控制方法。通过二次调频调整机组功率,计算流量与理想值的偏差值,设定调频技术指标。在AGC指令下达后,计算调节速率的指标、调节精度指标、调频里程进行联合调控,将出力整合后上传到电网中。建立动态规划后的电池储能调频模型,采用动态规划算法,按照不同的时间尺度联合计算电池储能调频出力,对系统的额定功率添加约束。设置单阶段储能系统参与电网服务的收益函数,将不同时间段内的收益进行加和,计算调频绩效,合理分配出力,在不同时间尺度内进行联合优化从而完成控制。实验结果表明,经过计算得到调频收益为6.1%,远大于预期的优化目标,使得收益提高,在实际应用中能够达到较好的控制结果。     

考虑不确定加工时间的炼钢—连铸过程柔性调度方法

针对加工时间存在不确定性的炼钢—连铸调度问题,构造了一种基于有向图网络的柔性调度模型,并提出一种基于分布估计的优化算法。在柔性调度模型中,使用有向图网络描述调度解的柔性决策,然后设置时间缓冲以保护不确定条件下调度解的性能指标和可行性;在优化算法中,使用基于工序关联的概率模型描述决策变量之间的关联关系以产生高质量的新种群,并采用随机仿真方法对柔性调度解的期望性能进行评价。在仿真过程中,运用最优计算量分配技术对有限计算资源进行动态分配以提高种群的评价效率。通过基于实际生产数据的问题实例和数值实验验证了所提柔性调度方法的有效性。     

基于柔性作业调度的离散制造车间布局优化研究

针对车间生产调度人员需要进行多目标的调度决策,以大连市某企业空调制造车间为例,首先建立了以最大完工时间最小、总延期时间最小、总提前期时间最小、设备总负荷最小、单台设备的最大负荷最小、总生产成本最低、工件搬运次数最少的多目标车间调度模型。然后提出了基于工件加工工序和加工设备的两层编码的改进遗传算法,再次通过层次分析法确定各个子目标的权重,对不同量纲的子目标进行模糊无量纲化处理,并通过综合评价指标确定pareto解集的最优调度方案。最后根据工件加工工艺线路对车间设备进行环形布局优化,建立了环形布局优化模型,并通过实例分析验证了该算法的可行性。     

基于长短期记忆近端策略优化强化学习的等效并行机在线调度方法

针对等效并行机在线调度问题,以加权完工时间和为目标,提出了一种基于长短期记忆近端策略优化（LSTM-PPO）强化学习的在线调度方法。通过设计融合LSTM的智能体记录车间的历史状态变化和调度策略,进而根据状态信息进行在线调度。设计了车间状态矩阵对问题约束和优化目标进行描述,在调度决策中引入额外的设备等待指令来扩大解空间,并设计奖励函数将优化目标分解为分步奖励值实现调度决策评价。最后基于PPO算法进行模型更新和参数全局优化。实验结果表明所提方法优于现有的几种启发式规则,并将所提算法应用于实际车间的生产调度,有效减小了加权完工时间和。