基于改进生物迁徙算法的双资源柔性作业车间节能调度问题

节能调度是面向绿色制造的车间调度问题,已成为制造领域的研究热点。针对具有机器和工人双资源约束的柔性作业车间,综合考虑工人学习效应和工件运输时间的影响,以最小化车间能耗为目标,提出一种改进的生物迁徙算法(MBMA)。该算法采用基于工件-机器-工人的三段式编码方法表示调度解,并设计了一种种群初始化方法,以改善初始调度解的质量。考虑到基本生物迁徙算法无法直接应用于离散车间调度问题,提出一种基于交叉操作的离散迁徙算子,使算法能够直接在离散调度空间内进行搜索。此外,在迁徙算子中引入转换概率动态调整策略,以平衡算法探索与开发能力,另外增加了一种记忆池机制,避免算法过早收敛。对于个体更新算子,设计了一种局部搜索算法嵌入其中,以增强算法局部搜索能力。大量实验结果表明,MBMA算法的计算结果优于其他算法。

基于深度强化学习的柔性作业车间节能调度研究

针对当前柔性作业车间节能调度研究无法充分利用历史生产数据,且对复杂、动态、多变的车间生产环境适应性不足的问题,引入深度强化学习思想,利用具有代表性的深度Q网络(deep Q-network,DQN)求解柔性作业车间节能调度问题。将柔性作业车间节能调度问题转化为强化学习对应的马尔科夫决策过程。进而,提炼表征车间生产状态特征的状态值作为神经网络输入,通过神经网络拟合状态值函数,输出复合调度动作规则实现对工件以及加工机器的选择,并利用动作规则与奖励函数协同优化能耗。在3个不同规模的案例上与非支配排序遗传算法、超启发式遗传算法、改进狼群算法等典型智能优化方法进行求解效果对比。结果表明,DQN算法有较强的搜索能力,且最优解分布情况与提出的柔性作业车间节能调度模型聚焦能耗目标相一致,从而验证了所用DQN方法的有效性。

集成设备状态控制的柔性作业车间节能调度方法

柔性作业车间节能调度与设备节能控制是优化车间加工能耗和空闲能耗的两个关键步骤,但以往设备节能控制与调度通常分段进行优化,忽视了调度优化结果对设备状态控制决策过程的强约束,从而限制了车间的节能优化潜力。为此,提出一种设备状态控制与车间节能调度集成优化的方法。首先,通过分析工件排序、设备选择和设备节能控制策略变化对车间能耗的综合影响,建立集成设备状态控制的车间调度优化模型。其次,根据集成优化问题特性,设计了一种基于工件序列、机器序列和设备状态控制序列的三层式编码方式,同时,提出自适应分层策略和节能调度规则改进多目标优化算法对集成优化模型进行求解。最后,结合Brandimarte中的标准算例,通过对车间调度和设备状态控制分段式优化结果进行对比,验证所提方法的有效性。

基于概率性分析的混合关键级系统节能调度算法

针对混合关键级系统中的固定优先级任务节能问题,文中提出了基于概率性分析的混合关键级系统节能调度算法。混合关键级系统的实时性要求使得系统建模和分析偏向于较坏的情况。该类系统中出现任务超限的情况相对较少,易存在资源配置过度问题。通过DVFS(Dynamic Voltage Frequency Scaling)技术和混合关键级系统调度算法相结合的方式挖掘空闲时间,从而在保证系统实时性的前提下降低系统的能耗。利用MCSIMU仿真软件对所提算法进行了仿真验证,实验结果表明,对于固定优先级任务与未使用节能调度算法相比,固定优先级节能调度算法的节能率可达45%。

碳流排放追踪下的电力系统源荷多时间尺度节能调度方法

为促进电力系统运行过程中的节能减排,提出碳流排放追踪下的电力系统源荷多时间尺度节能调度方法。分析碳流排放追踪下电力系统固定运行模式与灵活运行模式,通过灵活运行模式调节碳捕集设备的捕获水平,基于碳流排放追踪下电力系统的各运行模式,构建日前-日内-实时多时间尺度节能调度模型。该模型以电力系统成本最优为各时间尺度调度模型的目标函数,并设定约束条件;采用改进的多目标粒子群算法或标准粒子群算法,逐级求解所构建的多时间尺度调度模型,完成多时间尺度节能调度。实验结果显示,在不同运行场景下,该方法能基于电力系统源荷可调节的资源调度优势,实现电力系统节能、减碳的调度目标。

电力系统节能调度降损措施探讨

电力系统线损是电力输送和分配过程中的能量损耗,对电力系统的经济效益和稳定运行具有重要影响。文章介绍电力系统线损的原因,针对电力系统线损进行探讨,重点探讨电力系统节能调度降损措施,以期有效降低线损水平,提高电力系统经济性和能源利用效率。

基于边缘计算的电力通信网络节能调度系统设计

随着电力通信网络规模的不断扩大,能源消耗问题日益严重。传统的电力通信网络调度系统在能源管理方面存在诸多不足,难以满足当前节能环保的需求。为此,文章提出一种基于边缘计算的电力通信网络节能调度系统设计方案,通过在网络边缘部署计算资源,实现数据的本地处理与决策,减少数据传输带来的能耗,提升调度系统的响应速度和可靠性。

电力系统线损分析与节能调度降损措施探讨

节约能源、低碳发展是新时期我国面临的重要任务。电力系统是我国社会发展建设的主力军,近几年,随着用电负荷的日益加大,电力系统线损问题越发严峻,如何有效降低电力系统线损,是当下电力企业实现节能减排的重要突破口,是提高企业经济效益的有效手段。文章分析了电力系统线损的组成及影响因素,并从技术和组织两个层面探讨了电力系统调度降损节能的具体措施,旨在降低电网线损,提高电网经济性。

面向智能电网的互动式节能调度初探

节能调度是国内电力行业实现节能减排的重要研究课题。为建立符合中国国情的电力系统调度体系,更好、更快地推广节能调度,结合智能电网带来的新机遇,对互动式节能调度进行了初步研究。初步提出了包含集中调度与发电企业自主调度相协调的节能调度,以及基于尖峰负荷边际能耗的用户侧互动优化调度的互动式节能调度基本框架,并对互动节能调度的模型和算法进行了探究,以促进节能调度的发展。

以节能调度为导向的发电侧与售电侧峰谷分时电价联合优化模型

针对中国现阶段还未全面执行电力竞价上网的实际情况,以节能调度为导向,基于需求侧响应,考虑发电机组的上网电量及其在峰、平、谷时段的电量分配问题,在保证发、供、用三方均能从峰谷分时电价中受益的前提下,以实施峰谷分时电价后平均发电能耗成本最低为目标函数,建立发电侧与售电侧峰谷分时电价联合设计的优化模型。在建模过程中,根据各类机组在发电过程中所排放污染物带来的经济损失,为发电机组设置环境价值参数,并给出环境价值参数的确定方法。最后,应用遗传算法给出该优化模型的求解步骤。算例结果表明该优化模型的可行性和有效性。

基于改进粒子群算法的节能调度下多目标负荷最优分配

在传统经济负荷分配模型的基础上,结合节能调度的宗旨,建立了系统有功网损最小和机组发电耗煤量最小的多目标负荷分配模型。该模型改进了基于Pareto最优概念的多目标粒子群算法,将其应用于多目标负荷最优分配,能对系统进行整体节能优化。IEEE57节点系统仿真结果表明,该方法在满足系统的安全约束的同时,能降低系统网损和减少机组煤耗,有效节约能源。通过每次优化求得一组Pareto最优解集能够为决策者提供更多的有效参考,具有实际意义。

基于风蓄协调的节能调度方法

为解决节能调度中风能接入造成运行成本增加和可靠性降低的问题,提出了一种基于风蓄协调系统的节能调度方法。通过引入多个整型优化变量与协调周期不平衡量约束,反映抽水蓄能机组发电、抽水、空闲等不同运行状态以及风电机组的出力波动特性,并采用混合整数规划方法求解。算例分析表明,该模型能克服风能的间歇性和波动性缺点,提高系统运行可靠性与风能利用率,降低整体运行成本,能提供抽水蓄能机组适应节能调度需求的新型调度方案,具有显著的经济效益与实用价值。

一种面向同构集群系统的并行任务节能调度优化方法

节能调度算法设计是高性能计算领域中的一个研究热点.复制调度算法能够减少后继任务等待延时,缩短任务总体调度时间,但是耗费了更多的能量.为此,作者提出一种启发式处理器合并优化方法 PRO.该方法按照任务最早开始时间和最早结束时间查找处理器时间空隙,将轻负载处理器上的任务重新分配到其它处理器上,从而减少使用的处理器数目,降低系统总体能耗.实验结果表明,和已有的复制任务调度算法TDS、EAD和PEBD相比,优化后的调度算法在不增加调度时间的条件下,能够明显减少使用的处理器数和系统总体能耗,从而更好地实现性能和能耗之间的平衡.

节能调度中的水火电力最优协调问题

以水电比例高达50%的广西电网为对象,提出了基于现代内点最优化理论的水火电力最优协调模型。把原先由人工完成的电网日调度计划,用模型进行描述和求解。在满足"三公调度"、"节能减排"和水火电力系统运行约束的同时,使指定的购电成本或发电成本目标函数得以优化,达到节能调度的目的。同时,系统对所需的各类调度数据进行统一集成,方便使用,大幅提高了调度计划制度的工作效率。

基于节能调度的竞价市场厂网合作策略

在电力系统推行节能调度的背景下,通过分析独立发电商和电网公司的运营动机,提出在日前竞价市场通过厂网合作进行节能调度的策略。基于日前市场不同市场主体的收益模型,对市场竞价过程进行求解,并通过对竞价过程的图形化表示,分析独立发电商竞价策略对竞价模型和调度结果的影响。根据节能调度规则,推导厂网合作方式和合作条件,并得出厂网合作的最优策略和相应收益分配方案。算例验证了所述策略的可行性。

节能调度对电力企业的影响及对策研究

为促进电力工业的可持续发展,国家正欲实施节能发电调度。节能发电调度的实施必将给电力企业的生产经营带来重大影响。为此,对节能调度的基本情况进行了分析,并重点分析了节能调度对电力企业的影响,提出了相关的对策及建议,可为电力企业在节能发电调度环境下提升自身竞争力提供参考。

综合考虑电力市场与节能调度的火电机组组合方案

从中国火电基本都是燃煤机组的国情出发,考虑在电力市场实行以后,调度中心不能直接从发电机组获得机组煤耗函数的具体情况,利用二氧化碳(CO2)的排放量函数代替能耗函数,设计了考虑电力市场与节能调度相互协调的机组组合模型,并利用拉格朗日松弛法对模型进行求解。利用发电机组报价体现机组的发电意愿,以及能耗反映电力系统降耗和减排的要求,依靠报价权重因子的迭代选取决定机组组合方案。利用测量数据依靠多项式曲线拟合技术对排放量函数进行逼近,分析了不同测量误差对机组组合的影响。计算结果表明,建立的机组组合模型与机组组合方案能较好地实现能耗指标与经济指标的相互协调,具有广阔的实际应用前景。

火电机组节能调度的技术框架研究

在中国已具备实施电网节能调度的技术条件下,有必要研究节能调度涉及的关键性问题,即如何获得可靠的火电机组能耗数据及怎样才能做到发电排序公平。在分析5个试点省份所做工作的基础上,安徽省电力公司对省内火电机组进行了大规模的煤耗查定试验。在总结经验的同时对发电排序依据以及煤耗与污染物排放的关系进行分析,初步给出了火电机组在线监测系统构架和运行机制,并对火电机组节能调度系统进行研发。该节能调度系统能耗指标计算在各机组的数据采集服务器上进行,所有结果均上传至中心服务器,由此大大节省了硬件投资和网络资源,且可靠性得以提高。研究指出,对于研发节能调度系统、确定其运行机制,需要制定一条科学合理的技术路线。只有系统地分析研究并解决其中存在的关键技术问题,节能调度系统建成以后,才能稳定发挥其节能减排作用,为此还需进行更深入的研究。

基于峰谷分时电价的风火电节能调度优化模型

近几年,风电消纳成为中国风电大规模发展的主要瓶颈。风电具有昼少夜多、与用电负荷反调峰的特征,引入峰谷分时电价(TOU)能够调整用户削峰填谷,增加风电消纳。在当前节能发电调度的政策背景下,以发电燃煤成本与机组启停成本最小为目标,构建了用户峰谷分时电价下的风火电联合调度优化模型。算例分析显示,与TOU前风火电联合调度优化模型相比,构建的模型能够有效降低发电燃煤消耗量,增加风电上网发电量。

云存储中一种基于布局的虚拟磁盘节能调度方法

在云存储中,如何有效地调度用户请求到目标磁盘以实现绿色节能存储是一个热点问题.鉴于云存储对节能调度算法提出的新要求,如请求响应时间敏感与对动态优化的限制等,本文提出了一种基于布局的虚拟磁盘节能调度方法.该方法将磁盘阵列动态划分为工作区与就绪区,以工作区为主向用户分发资源,并以未连接虚拟机的虚拟磁盘为单位,根据实时负载情况对虚拟磁盘布局进行动态优化.实验结果表明,这种方法不仅能够降低磁盘阵列的能耗,而且能够有效地缓解响应时间延长的问题,还能够使虚拟磁盘布局达到更高的负载均衡水平.