风-光-氢-燃气轮机一体化氢电耦合系统容量配置优化

可再生能源的大规模并网给电网的灵活性提出了更高的要求,高可再生能源渗透率下的弃风弃光问题凸显。该文提出一种基于“电-氢”双向耦合的风-光-氢-燃气轮机一体化氢电耦合系统,使用数据驱动方法建立掺氢燃气轮机联合循环部分工况模型,并融合风力发电机、光伏电池板和电解槽的机理模型建立系统全工况模型,构建系统运行调控策略,并建立基于NSGA-Ⅱ算法的多目标容量配置优化模型。获得了典型环境参数和负荷需求下以年利润最大、CO_(2)排放量最低为目标的Pareto最优解集。结果表明:CO_(2)排放量可降低至396 g/(kW·h),缺电率最低为0.0045,弃电率最低为0.0105;相比于光伏,提高风电装机容量更有利于降低CO_(2)排放,在风电装机容量达到72.89 MW时,CO_(2)排放量达到最低的94.83万t/年;追求低CO_(2)排放将导致经济效益恶化,而过度追求经济效益则不利于系统供电的可靠性,经济效益最高的配置方案年利润为3586万元,功率供应缺失率达到0.1049。提出的风-光-氢-燃气轮机一体化系统,可有效消纳可再生能源,降低CO_(2)排放,提高供电可靠性。

计及碳效益的光储油联合驱动喷灌机供电系统配置优化

针对太阳能喷灌机供电系统各配置不匹配所造成的能源供给不稳定和系统成本高等问题,建立了计及碳效益的光储油联合驱动喷灌机供电系统优化配置模型,利用实测气象数据和历史光伏发电功率,结合SARIMA时序预测方法对光伏发电功率建立估算模型,可估算太阳能喷灌机及其他太阳能装备的光伏发电功率。以卷盘式喷灌机JP75-300为例,基于喷灌机系统需求,将年最小成本作为目标函数,碳排量和供电可靠性指标作为约束条件,光伏板面积、蓄电池数目、汽油发电机额定功率作为决策变量,建立了光储油供电配置优化模型,利用完全搜索法求解得出系统最优配置组合,并进一步进行供电性能试验与碳效益分析。结果表明:在碳效益约束下该光储油喷灌机供电系统最优配置由5块蓄电池组、7 m^(2)光伏板、额定功率为1 kW的汽油发电机组合,年最小成本1312.69元,8 d试验期内碳排量为8.27 kg,较传统喷灌机大幅减少,降低量为38.39 kg。本研究在保证供电系统性能的基础上对光储油多能源协同喷灌机进行配置优化,验证了其环保性、供电可靠性和经济可行性,对新能源系统与喷灌技术的结合应用及西北旱农区光伏喷灌机的应用推广具有指导意义。

工程建设项目中人员配置优化对项目进度的影响研究

在建筑工程项目中,优化人员配置是提升项目效率、质量和成本控制的关键。研究分析了人员配置现状与挑战,包括人力资源分配不均、专业技能匹配不当和高层次人才短缺等问题。通过实施科学的人力资源管理策略,包括定期培训、合理招聘、动态人员调整及激励机制,项目可以实现人力资源的最优化利用。文章以“江山名著”建设项目为例,展示了通过这些策略如何有效缩短工期、降低成本并提升施工质量,证明了优化人员配置对于保证建筑项目成功的重要性。

基于卧式抽蓄的多能互补系统容量配置优化研究

为提升传统水电的调节能力,扩大新能源的接入规模,可对常规水电站进行改造并增建泵站,以实现蓄能与发电的双重功能。构建基于卧式抽蓄的水电融合改造及风光水储多能互补系统,有助于实现对电网的调峰填谷,提高电网对新能源的消纳能力,保证风光等清洁能源进一步提质增效。通过对风电、光伏、水电和卧式抽蓄等发电子系统建立数学模型,设立目标函数与约束条件,利用优化算法对模型进行求解,得到风光互补出力与径流水电、垃圾发电和负荷特性规律,最后引入综合电费率计算互补基地的经济效益。分析结果显示,对第二级水电改造为卧式抽蓄后,丰水年的最优容量配置结果为风电645 MW、光伏1081 MW,互补基地的功率偏差减小至0.5320 MW/h,电力供应总成本降低至4.3621亿元,电网2相连时电费率降低至0.0284元/(kW·h),经济效益大幅提高。基于卧式抽蓄建立的多能互补容量配置优化模型,可进一步提高对能源的利用效率,充分发挥风光水储等资源的互补优势,提高系统的经济性和稳定性。

全清洁能源下的高品质矿区能源系统配置优化方法

面向“30·60”双碳目标,矿区能源利用方式的绿色、经济、高效转型成为我国能源革命的迫切需求。西部矿区拥有丰富的可再生能源资源禀赋,但仍面临着可再生能源就地消纳困难,电力设备投资成本高、利用率低以及外送输电通道有限的困难。为提升矿区用能清洁化程度,提升矿区能源供给的稳定性与可靠性,增强矿区对外部电网的支撑能力,提出全清洁能源下的高品质矿区能源系统(High-quality Coal Mine Energy System,HCMES)及其配置优化方法。首先,考虑西部矿山综合能源系统的负荷特点与伴生能源利用,结合可再生能源发电与废弃矿井抽水蓄能,构建全清洁能源下的HCMES架构。其次,考虑到矿区生产全流程负荷的需求响应能力,考虑系统的能量平衡约束,提出全清洁能源下的高品质矿区能源系统优化配置模型。最后,以系统年平均综合成本最小化为目标,将原问题转化为混合整数线性规划模型,求解生成高品质矿区能源系统优化配置方案。以我国西部某年产煤量1200万t的矿区实际数据为实例,验证所提模型与方法的有效性,并分析可再生能源出力与生产负荷需求不确定性对系统优化配置结果的影响。算例仿真设置了4种矿区能源系统配置方式:不配置储能、配置抽水蓄能、配置电化学储能、配置抽水蓄能(不外购电能)。结果表明,所提出的HCMES相较于其他配置方式可减少电气一次设备投资11.11%,相较于方式3可降低年平均综合成本7.91%,且最多可减少矿区生产用能总二氧化碳排放量91.17%。

基于E-WOA与AnyLogic耦合的土石方调配机械配置优化

机械配置是土石方调配工程的核心,合理的机械配置是工程施工成本、进度和质量的有效保障。为了精确、高效地寻求出最优的机械配置方案,提出了增强型鲸鱼算法(E-WOA)与AnyLogic耦合的土石方调配机械配置优化方法。首先,通过系统分析土石方调配流程,建立总费用最小的优化模型;其次,采用AnyLogic仿真平台构建了基于多智能体的仿真模型,全面描述设备(挖掘机、自卸汽车、推土机、碾压机)、道路、平台(卸料平台、停车平台)等实体元素之间的交互关系和动态过程;最后,引入收敛速度快、全局性强的E-WOA算法与AnyLogic进行耦合,开发仿真控制器实现耦合模型对优化问题的求解,并结合工程实例进行了分析。结果表明该方法可以节省11.11%的时间和27.34%的费用,为土石方调配工程施工管理决策提供借鉴。

边防哨所风光耦合制氢系统的配置优化

为解决边防哨所地处偏远、环境复杂、对能源需求大且上网成本高的问题,利用风光资源的互补性及氢能的能量密度高、绿色清洁等特点,提出了建立以风能和太阳能作为主要发电能源的风光耦合制氢系统,并选择氢能单元作为系统的储能单元,以满足边防哨所对能源多样性的需求,提高哨所从周边环境获取能量的能力。建立风光耦合制氢系统各子系统数学模型,以减小系统成本、提高可再生能源利用率、增大氢能产量为目标进行系统建设配置优化,选择系统各组件的额定功率作为设计变量,具体地区气象数据作为输入,利用第三代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅲ)进行求解,对优化得到的帕累托解集进行决策。通过层次图的绘制实现多维帕累托前沿可视化,得到了最优配置方案,并与未优化配置方案等进行对比,保障供电可靠性的同时可大幅度提高能源利用率、降低配置成本。

船舶协同通信资源配置优化算法

针对船舶协同通信资源分配不合理,多种业务无序传输,导致网络整体吞吐量下降问题,研究新的船舶协同通信资源配置优化算法。在分析基于空天地海通信的船舶协同通信网络模式,了解此类协同通信网络主体后,构建基于优先级的协同通信频谱资源配置优化模型,模型在划分船舶协同通信业务优先级的基础之上,设计实现协同通信下行链路总吞吐量最大化的目标函数,由萤火虫算法求解满足此目标的下行链路船载终端频谱资源配置优化方案,完成船舶协同通信资源配置优化。实验结果显示,该算法优化下,船舶协同通信网络业务传输优先级明确,吞吐量可满足多数船舶通信需求,且大容量传输类、密集接入类、超远程实时类业务数据均可成功、可靠传输。

用户侧重力-蓄电池混合储能系统配置优化与效益分析

现有的用户侧储能以蓄电池储能为主,手段较为单一,回收不当对环境也会造成危害;同时用电高峰期峰谷差较大,这既提升了用户用电成本,也给电网的稳定运行带来了挑战。针对此问题,建立了重力储能的充放电模型,并在此基础上提出一种应用蓄电池与重力储能相结合的混合储能模型。首先以功率、容量和寿命等变量为条件对该模型进行了适当的约束。下一步以用户综合收益最高为目标函数利用量子粒子群优化算法对模型进行配置寻优。然后得出了混合储能最优的功率、容量配置。在MATLAB 2021b软件环境下,使用江苏省南京市用户侧智能电能表实际负荷数据算例进行分析,最后可以得出混合储能系统及其优化方案可以减小用户侧用电峰谷差,并且使用户侧用电成本有所降低的结论,验证了其合理性与经济性。

混合进化算法求解多环节资源配置优化问题

资源配置优化问题是制造业价值链管理的基础问题。然而,现有研究多集中在生产环节,对制造全生命周期的整体考虑不足。研究考虑多环节的制造全生命周期资源配置优化问题(MLCRAOP),旨在通过优化研发设计、生产制造、运维服务和配套设备供应环节的服务资源,提升全生命周期的资源配置客户满意度。将时间、成本、质量指标纳入目标函数构建整数规划模型,提出一种混合进化算法用于求解MLCRAOP。通过在设计案例上的对比实验,验证了混合进化算法具有优异的性能。

含高比例光伏配电网中计及需求侧响应的混合储能配置优化

大力发展光伏等可再生能源是我国实现“双碳”目标的重要途径,而光伏高比例接入配电网后随之带来一系列问题。以含高比例光伏配电网为研究对象,提出了计及用户侧需求响应的混合储能优化配置方法。针对负荷和光伏出力的双重不确定性,提出了基于预测误差概率分布的不确定性场景确定方法。考虑系统不确定性,统筹运行阶段用户侧需求响应调控措施以及潮流约束,提出了储能配置的3层优化模型。针对优化模型提出了相应的分解方法,以及基于列和约束生成算法的求解实施流程。通过在IEEE-33节点测试系统中的应用,使得系统可平移负荷峰值下降了10%,节点电压维持在合理范围,并在指导储能配置等方面具备显著的应用效果。通过分析光伏比例灵敏性可知,不含光伏情况下的储能总容量相比100%光伏比例场景增加了90%。

面向数据库配置优化的反事实解释方法

数据库性能受数据库配置参数的影响,参数设置的好坏会直接反映到数据库性能表现上,因此,数据库调参方法的优劣至关重要.然而,传统的数据库调参方法存在诸多局限性,例如无法充分利用历史调参数据、浪费时间人力资源等.而反事实解释方法是一种对原数据进行少量修改,从而将原预测改变为期望预测的方法,其起到的是建议的作用.这种作用可以用于数据库配置优化,即对数据库配置进行少量修改,从而使得数据库的性能表现得到优化.因此,提出面向数据库配置优化的反事实解释方法,对于在特定负载条件下性能表现不佳的数据库,所提方法可以对数据库配置进行修改,生成相应的数据库配置反事实,从而优化数据库性能.进行两种实验,分别用于评估反事实解释方法的优劣以及验证其优化数据库的效果,实验结果表明:综合各个评估指标,提出的反事实解释方法要优于其他的经典反事实解释方法,并且生成的反事实能够确实有效地提高数据库性能.

舱段主动隔振系统作动器配置优化

针对舱段主动隔振系统中作动器配置优化问题,给出一种优化模型和方法,通过数值计算进行方法验证。首先建立了多通道舱段主动隔振系统的动力学模型,然后将作动器配置优化转换为约束0-1非线性规划问题,以系统监测点响应为优化目标函数,作动器启用状态为自变量,最后采用教与学优化(teaching and learning-based optimization,TLBO)算法寻找最优配置。仿真计算结果表明,对于不同的激励,多通道主动隔振系统的最优配置不同,即存在对应给定激励下抑制壳体振动与声辐射的最优配置。

数字化推动西藏科技人力资源配置优化研究

党的二十大报告强调要深入实施科教兴国、人才强国战略。作为边疆民族地区的西藏地理位置及地域文化特殊,且人口综合素质与内陆省区差距较大,当前传统的科技人力资源管理及配置已不能满足西藏科技与经济社会高质量发展的要求。文章运用文献分析法、现存统计资料分析法等方法,通过对2010年数字技术普及以来西藏科技人力资源总量结构等方面的聚集现状进行分析,参考人才聚集的四大推动力提出西藏科技人力资源聚集的政策吸引、经济发展、教育推动及环境影响四大基本规律,并综合政策要求及资源配置理论、数据科学理论、激励理论及需求理论等若干理论构建西藏科技人力资源配置系统,提出将数字化技术、基本规律、配置系统三者结合的西藏科技人力资源的优化配置路径,为西藏科技人力资源高质量配置管理提供借鉴参考。

考虑非平稳随机过程的机场旅检通道服务资源配置优化

针对机场旅客到达过程的非平稳性和随机性造成旅检通道需求不确定且具备高时变性、配置难度大这一问题,提出一种非平稳排队模型嵌入遗传算法的方法。建立具有多个并行服务台的单阶段服务系统的非平稳排队模型,将输入过程和服务过程拟合为一般分布,并提出拓展的积压后移平稳(stationary backlog-carryover,SBC)近似,以快速求解系统性能指标值。提出一种将拓展的SBC近似嵌入遗传算法的优化方法,设计实验算例和优化算例。通过解析结果与仿真结果进行对比,验证拓展SBC近似的精确性以及优化方法的有效性,并分析非平稳性对系统性能以及优化结果的影响。将该方法应用在实际案例中,结果表明,优化后的配置方案比实际配置方案减少了14.80%的旅检通道数量,这证明该方法是有效的。

基于多评估指标体系的抽蓄-风-光-火容量配置优化研究

自2020年提出“双碳”目标以来,以风能和光能为主体的多能源发电基地建设发展尤为突出,风光由于自身出力的随机性和波动性,在多能源基地规划建设时需要配备一定装机的水电、储能或火电作为调节能源来平滑风光的输出功率。基于青海地区采集的风光数据,利用GAMS软件搭建了以系统运行成本最小为目标的抽蓄-风-光-火的优化调度模型,然后从稳定性、互补性、经济性三个方面提出了相关评价指标体系,并基于此进行容量配置方案的优化,最后利用几种典型的出力情景验证了该模型的有效性和配置方案合理性,为多能源发电基地的调度运行和容量配置提供了参考。

消纳弃风的风电混合储能供热系统容量配置优化

为解决“三北”地区冬季建筑能耗较高且弃风严重的问题,设计了由锂电池、固体蓄热装置和热泵设备组成的风电混合储能供热系统。首先基于BP神经网络预测了风电机组输出功率,采用k-means聚类分析得到了供热典型日负荷曲线;然后提出了一种基于粒子群优化算法的风电混合储能供热系统容量配置优化方法,以系统总成本最小和弃风量最低为约束条件构建了目标函数;最后比较了考虑和不考虑弃风条件下,风电混合储能供热系统的容量配置优化结果。研究表明,所提出的优化方法不但可以有效降低弃风率,场景适用性强,还能够满足严寒地区冬季清洁供热需求,为可再生能源高效利用提供参考。

考虑频率空间分布特性的虚拟惯量配置优化

高比例电力电子设备并网改变了电力系统频率响应特性,使各节点的频率动态异质化明显,导致低系统惯量、弱频率稳定等问题。电力电子装备提供虚拟惯量支撑是提升频率稳定性的有效途径之一。为改善以新能源为主体的新型电力系统频率响应性能,提出一种考虑新型电力系统频率响应空间分布差异化的虚拟惯量配置优化方法。首先,基于分频器理论,构建反映频率空间分布差异特性的系统频率响应模型。其次,为定量描述惯量分布对节点频率响应性能的影响,提出节点惯量指标与节点动能偏差指标。然后,考虑频率空间分布特性,以优化扰动后各节点的能量不平衡为目标,建立虚拟惯量配置优化模型。最后,通过仿真验证了节点惯量指标有效性以及所提虚拟惯量配置方法对系统节点频率稳定性的提升作用。

甩挂运输中牵引车与挂车数量配置优化仿真

牵引车与挂车数量合理配置是道路甩挂运输中的重要内容,对提高牵引车使用效率、降低车辆的购置费用具有重要意义。以牵引车购置费用、牵引车运行费用以及牵引车等待时间费用最小为目标,考虑甩挂运输任务时间窗约束和牵引车运行径路约束,构建了上述问题的数学规划模型。针对牵引车与挂车数量配比问题的组合爆炸特点,设计了结合模拟退火邻域搜索策略的并行蚁群搜索算法。最后以郑州市某个物流企业进行实例分析,结果表明所提方法能够在较短时间内获得满意解,有效地减少了整个甩挂运输系统的综合成本。

协同生态系统服务与公平性的城市绿色空间配置优化----以武汉市中心城区为例

能提供多种生态系统服务的城市绿色空间对于改善城市环境、增进居民健康及福祉具有重要作用。在高密度城市建成环境中合理配置绿色空间,同时满足生态效益、社会公平及用地限制等多种目标,是实现城市可持续发展的重要途径之一。文章以武汉市中心城区为例,选择空气净化、热岛效应缓解和雨洪调节3项生态系统服务作为生态效益优化目标,使用绿色空间配置基尼系数表征公平性,基于多目标线性规划方法构建以生态系统服务最大化和公平性最大化为目标的城市绿色空间配置优化模型。研究结果表明:基于多目标线性规划的城市绿色空间配置优化模型能够综合考虑多种社会和环境制约因素,同时集成多种生态系统服务,以及权衡生态效益与公平性之间的矛盾。该模型具有足够的灵活性与扩展性,可为武汉以及其他城市区域的绿色空间配置优化提供新的方法与思路。