基于Benders分解和分枝定界的随机交期批量流流水车间调度

针对交期随机的批量流车间调度问题,以最小化工件延期期望之和为目标,推导出工件交期符合3类经典随机分布条件下问题目标的闭式计算表达式.建立考虑换模时间与随机交期的问题数学模型,针对模型高度非线性特征对其线性化.设计一种基于逻辑的Benders分解(LBBD)与分枝定界相结合的优化算法,提出两种有效加速策略提升算法求解效率.数值实验结果验证了算法的有效性,通过随机交期与确定交期结果的比较,验证了考虑随机的必要性.

基于增强型Benders分解的区域综合能源系统联合规划

随着能源交易的逐步市场化,区域综合能源系统(RIES)内部将形成综合能源服务商(IESP)和用户聚合商(UA)等多类经济实体,如何在保护隐私的情况下协调各方参与联合规划,制定全局最优的规划方案成为RIES规划面临的新挑战.首先,明确电-气-热耦合RIES的结构,并从IESP、UA和电-气-热网络3个方面构建数学模型.其次,以经济性最优为目标提出考虑IESP和多个UA的RIES联合规划模型.再次,出于对各实体隐私保护的考虑,采用基于增强型Benders算法的分布式求解方法,以适应含非凸子问题的联合规划问题.最后,通过对比4组算例分析联合规划方案在经济性和能源利用效率方面的优势,同时验证了所提分布式算法良好的收敛性.

基于Benders分解的交直流混合输电网随机扩展规划方法

采用随机场景模拟法描述机组和输电线路随机停电事故、负荷预测误差,提出了一种基于Benders分解的交直流混合输电网随机扩展规划方法。首先建立以交直流输电线路投资成本、失负荷成本、系统运行成本等为综合成本目标,采用Benders分解,将交直流混合输电网混合整数线性规划模型分解为规划主问题和可靠性校验和经济调度的子问题迭代求解。在6节点系统和改进的IEEE-118节点系统算例仿真结果表明:与交流输电系统相比,扩建直流输电线路可以节省更多的成本,在选择交流/直流输电线路时,直流线路输送潮流的可控性以及经济性都可以减少失负荷。

基于启发式算法和Bender’s分解的无功优化规划

针对城市高中压配电网的长期无功优化规划问题，提出了基于启发式算法和Bender’s分解技术的两段式求解方法。该方法将启发式算法、Bender’s分解和线性规划等技术相结合，充分保证了系统的可求解性和解的合理性，将其应用于实际电力系统规划中取得了良好的效果。

基于Benders分解法的电热综合能源系统低碳经济调度

电、热系统协调运行能够提高电力系统的灵活性,缓解我国“三北”地区供暖期间的弃风问题。提出一种综合能源系统低碳经济调度模型,并建立极限消纳风电的储热放热速率与电锅炉电功率的综合协调模型。针对电、热系统信息的隐私性问题,采用Benders分解算法对模型进行求解。算例仿真分析5种情景下系统储热和电锅炉对风电消纳的促进作用,比较电锅炉加装在热网始端、中间及末端对热网热损失的影响,最后,通过对比不同储热放热速率与电锅炉电功率协调供热的系统弃风情况,验证所提极限消纳风电的储热与电锅炉综合协调模型的正确性。

基于Benders分解法的交直流互联电网安全约束经济调度

安全约束经济调度是实现交直流互联大电网安全、经济、高效运行的关键环节。针对交直流互联电网的日内滚动经济调度问题,文中提出了时空协调、主子迭代的安全约束经济调度模式;通过精细化考虑交流潮流、直流输电系统稳态运行以及经济调度多时段耦合等约束条件,建立了交直流互联电网安全约束经济调度模型;为求解此大规模非线性规划模型,文中基于Benders分解法提出了主、子问题迭代的高效求解方法。算例从安全性、经济效益、算法收敛性和计算效率四个方面验证了所提模式、模型、求解方法的有效性。

求解概率动态调度问题的Benders分解算法

概率动态调度能够协调系统运行的经济性与可靠性,相较于传统确定性方法具有先进性。然而,模型规模庞大、求解困难是该类方法所面临的主要问题。提出了一种基于Benders分解的新算法对概率动态调度的大型线性规划问题进行求解。该算法针对各种运行状态之间的耦合关系,依据分解协调的思想,采用Benders分解技术将原问题分解,形成由正常运行状态下动态经济调度主问题与事故运行状态下运行状态调整子问题构成的迭代求解格式,降低了每次优化计算的求解规模;每次迭代过程中,通过对动态调度解的适应性检验,预先筛除无需调整的事故子问题,明显减少了每次迭代中进行优化计算的子问题的数目。算法提高了问题的求解速度,实现了对较大规模系统的有效求解。通过对某省电网的测试计算,表明了算法的正确性与有效性。

基于改进的Benders分解与透视割平面的机组组合算法

经典的Benders分解法（BDM）将问题分解为主问题与子问题2个简单的形式进行求解,由于主问题是一个混合整数问题,其求解是BDM中最费时的部分。基于改进的BDM与透视割平面（PC）,提出一种求解火电机组组合（UC）问题的新算法。首先结合覆盖不等式提出改进的松弛型BDM;然后借助于PC和线性化技术建立UC问题的近似混合整数线性规划（MILP）模型;最后利用松弛型BDM求解该模型。包含10~1000台机组的多个系统24时段的测试结果以及与其他方法的比较说明所提算法是有效的。

基于改进Benders分解的储能、分布式电源与配电网多阶段规划

随着分布式能量采集及能源存储装置的接入,配电系统将承担起局部地区分布式资源整合者的角色。针对计及储能、分布式电源的配电网规划问题,提出多阶段经济规划方法,通过协同考虑设备选址定容、网架扩展及配电网动态重构等优化目标,建立基于二阶锥松弛的多变量协调规划模型;为求解此大规模混合整数非线性优化问题,提出改进Benders分解方法,将模型分解为规划主问题与运行子问题,提出常规Benders分解未涉及的混合整数子问题最优割集生成方法,建立主、子问题迭代求解方法,算例从规划成本、计算效率等方面检验了所提模型与算法的有效性。

基于Benders算法下考虑企业所有权分配的供应链跨国布局研究

随着经济全球化,供应链跨国布局成为研究热点之一。本文在构建供应链跨国布局基本模型的基础上,通过引入跨国生产转移成本,将供应链企业所有权分配参数有机嵌入到基本模型中,从而考虑了国内销售合资/独资和海外销售合资/独资,这两种情况下供应链跨国布局模型,并结合模型的实际,设计出基于Benders算法及其相应步骤。最后,通过实例分析发现,所有权分配在供应链跨国布局中,对所选择的供应商数量影响不大,但对所选择的生产商数量以及供应商跨国布局范围有着明显的影响和差异,另外,还发现在税收、汇率以及所有权分配三个主要因素之中,所有权分配对供应链跨国布局所获得的利润影响最显著。

基于广义Benders分解的启发式机组组合优化

电力系统机组组合问题是一个高维、离散、非线性的工程优化问题。提出了一种基于Benders分解的启发式算法。该算法一方面充分利用研究时段负荷曲线的特征,将问题进行解耦,减小被研究问题的规模。另一方面,利用Benders分解算法在混合整数规划中的有效性,提高了解决问题的效率。算例表明该方法效率高、结果稳定,有较好的实用价值。

基于Bender's分解和内点法的无功优化规划

对于目标为网损费用和无功设备投资费用最小的无功优化规划问题 ,Bender' s分解技术是一种有效的解决方法。原 -对偶仿射尺度法作为一种被证明具有多项式时间复杂性的方法 ,已经被用于无功优化的计算中。本文结合Bender' s分解技术和原 -对偶仿射尺度法 ,解决了城市高中压配电网的长期无功优化规划问题。通过实际电力系统的计算结果表明 ,此算法的迭代收敛次数稳定 ,优化结果的经济效益明显 。

发输电检修与机组组合联合决策的Benders分解方法

电力系统中,设备状态检修技术的日益推广,必将引起发、输电设备的检修与机组起停的方式间产生矛盾和冲突,由此,对二者联合优化决策就显得非常必要。对此,在深入剖析检修决策与运行决策间关联机理的基础上,提出发、输电检修与机组组合联合决策的Benders分解方法。其主要贡献体现在:将大规模复杂优化问题分解为主问题、潮流子问题以及辅助问题,并通过Benders割约束在各问题间有效传递信息,构建分解与协调的总体框架;采用辅助问题对输电设备检修与机组运行间的关联机制进行判别,降低问题寻优的维度;采用基于模式识别思想对潮流子问题进行有效筛选,使潮流子问题数显著减少。最后以IEEE 118节点系统算例说明了该方法的有效性以及实用性。

Bender Elements在测试土样剪切波速中的应用

本文以作者在香港理工大学土木与结构工程系设计制作的一套BenderElements为例，介绍了BenderElements的原理、发展历史、应用范围、使用方法和注意事项等。BenderElements是由压电陶瓷材料制成的，在拉伸、压缩作用下，会产生正、负电荷，反过来，给它施加正、负电荷后，它又可产生弯曲振动，正是利用它的这一特性，将其作成接收和发射装置，来测试土样的剪切波速Vs。BenderElements在安装使用时，防水和静电屏蔽十分关键。Vs可在场地地震反应、液化判别、动力基础设计、检测地基改良效果等方面获得应用。震相识别的原则是接收信号的第一个峰值为到时。

Benders算法在发电机无功储备管理中的应用

电力系统的电压稳定性与系统中的无功储备密切相关。首先,建立了考虑N-1预想故障静态安全约束的发电机无功储备管理模型,并利用Benders算法将该模型分解为一个与正常运行方式相关的主问题和一系列与预想故障相关的子问题:主问题处理正常运行方式下的相关约束以及子问题所返回的Benders割约束,子问题处理一系列的预想故障及静态安全约束。其次,为提高Benders分解算法的求解效率,进一步提出了一种结合连续潮流方法的并行求解策略,减少了所需求解子问题的个数,仅返回一个Benders割至主问题。以IEEE 39节点系统作为算例,仿真结果验证了本文所提模型的正确性及求解策略的有效性。

220 kV电网供电能力计算的改进Benders分解法

Benders解耦技术在求解含N-1静态安全约束的最大供电能力(total supplying capability,TSC)问题上具有乐观的应用前景,但不同的求解策略存在效率和性能上的显著差异。为更高效地求解TSC问题,该文提出一种改进的伪串行策略。首先,在处理子问题时加入核心事故筛选环节,减少冗余计算量;其次,采用"逐个添加,均值反馈"策略,避免子问题对主问题的过度修正。算例分析表明,相比于现有文献中的方法,文中方法得到了更优的解,同时加快了收敛速度。文中方法可为电网的优化规划及运行提供量化辅助手段,为实现供电能力的在线计算、实时掌握电网运行的安全裕度探索实用的解决途径。

市场环境下基于Benders分解的输电网规划决策

市场条件下,由于不确定因素对市场经济运行的影响,输电网的扩展规划必须考虑发电公司和用户的需求,减缓输电系统阻塞,促进市场的公平竞争。首先以电力联营市场模式为研究背景,针对不确定因素作用下可能的未来场景,基于最优潮流的输电网边际定价模型,提出了以投资成本和运行成本为优化目标的输电网静态规划模型;然后基于奔德斯(B enders)分解算法先求解出各个典型场景下输电网规划优化方案,再根据决策理论中的最小最大悔则进行多场景规划决策;最后在IEEE-24节点系统上进行了仿真计算。与确定性输电网规划方法相比,该模型计及了电网规划与经济运行中不确定因素的影响,从而能更有效地指导市场环境下输电网规划综合决策,提高规划系统经济性能。

基于Benders分解的发电机无功备用优化方法

电压稳定裕度与系统无功备用密切相关,因此,提出一种无功源的无功备用优化方法。引入发电机参与因子来衡量发电机无功备用的重要程度,建立以系统无功备用最大化为目标的优化模型,并应用Benders分解将模型分解为发电机主问题和电容器子问题。IEEE 39节点系统算例验证了所提优化方法的有效性,优化方案大幅提高了系统电压稳定裕度。

基于Benders分解优化算法的区域能源供给服务网络系统规划方法研究

能源互联网是实现我国能源革命目标的关键手段之一,然而其多能互补的特点增加了能源供应的复杂性,从而影响到区域范围内系统能源供应的协调有序。为探索这一问题的解决方法,针对小范围内的能源供给服务网络的系统规划问题开展了研究,建立了以总成本函数为目标函数、考虑多能互补的系统负荷约束、系统安全性约束函数为主要约束的区域能源供给服务网络优化模型,运用Benders算法将问题分解为主问题和子问题并对模型进行求解。以华北某市郊区的区域能源规划为案例进行能源供给服务网络的规划,并与传统规划模式进行对比分析。结论表明,由于考虑了热电负荷之间的耦合关系,并在需求约束中引入了电转热替代环节,使得所提出的模型能够在系统的规划和运行阶段都选择更优的策略,从而在经济性上相较于传统工业规划方法具有更强的竞争力。

城市输电网最大供电能力改进Benders算法

考虑静态电压稳定约束的城市输电网最大供电能力(total supply capability,TSC)问题是一类大规模、高维度、多约束、非凸、非线性优化问题。为了快速、准确地求解TSC问题,该文应用Benders分解法并对其进行改进,提出了"多级分层,逐批选取,变速反馈"的策略。首先,将子问题按照越限情况分为若干层,层级越高,子问题越限故障越严重;其次,在最高层级中选取一批有代表性的子问题形成反馈集,最后,将反馈集中子问题Benders割约束进行变速处理后反馈给主问题。该文对MATPOWER4节点、IEEE30节点、IEEE118节点算例进行了仿真计算,结果表明该文策略相比现有文献策略,在计算结果和计算速度方面均有提高。