基于广义线性多面体的有源配电网仿射可调鲁棒优化方法

针对传统的多面体集合对分布式光伏出力相关性缺乏考虑,提出了基于广义线性多面体集合的有源配电网仿射可调鲁棒优化方法,以量化相关性对优化结果的影响。首先,采用多面体集合来描述分布式光伏出力的不确定性,利用分布式光伏出力的历史数据得到不确定性出力相关性的分布包络图;然后,结合相关性分布包络图重构了多面体集合的边界,并针对重构后的相关性多面体集合存在的保守性偏大的问题,进一步建立了描述分布式光伏出力相关性的广义多面体集合;最后,通过算例对比分析了广义多面体集合对有源配电网仿射可调鲁棒优化结果的影响。

基于MILP的应用服务器集群能耗与性能实时优化

在节能减排和激烈同行竞争的环境下,应用服务器集群的能耗与性能优化十分迫切.针对已有研究在性能指标和实时性方面的不足,提出一种集群能耗与性能实时优化方案.该方案结合采用线性加权法和主目标法优化集群功率与请求丢弃率这两个目标,将双目标优化转换成一个单目标约束优化.首先基于CPU频率等效连续调整模式下的服务器负载-功率模型,定义很少的变量将集群优化描述成混合整数二次规划问题,然后采用变量拆分和变量转换将其转化成混合整数线性规划(mixed integer linear programming,MILP)问题并引入特殊顺序集约束,最后采用Gurobi优化器求解该MILP.通过对CPU频率调整的进一步优化,大幅度减少了CPU频率的切换.多种场景下的测试表明,该方案的求解时间约在10 ms左右,特殊顺序集约束的引入使求解时间更为稳定,从而能够保证优化的实时进行.

基于备选集的高速铁路列车开行方案优化方法研究

高速铁路成网后列车开行方案的编制面临新需求,不仅要紧密联系既有线运输,而且必须适应大规模全网优化的需要。本文提出基于"备选集"的高速铁路列车开行方案优化方法,列车开行方案的编制分两阶段实现,使其具有很强的可操作性并符合实际应用特点:首先根据一定原则生成备选集,得到最有可能开行列车的集合作为列车开行方案优化的解空间;其次结合多商品流问题,建立基于备选集生成列车开行方案的混合整数规划模型,求解列车开行方案的同时获得所有客流的列车分配结果,并根据模型结构特点设计拉格朗日松弛启发算法。对京沪高速铁路及相关路网进行模拟应用,取得较好效果。

考虑风电时空相关性的仿射可调鲁棒机组组合

风电大规模接入电力系统,电力系统运行计划需要充分的考虑风电不确定性。该文提出考虑风电时空相关性的仿射可调鲁棒机组组合。采用椭球不确定集合描述风电功率的时空相关特性,基于仿射策略,构建鲁棒机组组合模型,并将所建模型转化为混合整数二阶锥规划模型进行求解。针对鲁棒优化可能过于保守的问题,依据解的可行概率与集合参数的关系,确定合适的集合参数,从而保证运行计划对于随机风电波动的鲁棒性以及经济性。最后,在IEEE 118节点系统上进行测试,考察了风电时空相关性对系统运行的影响。与传统备用容量法对比,验证了所提方法的经济性和鲁棒性。

繁忙机场机位分配的混合集合规划方法

繁忙机场的机位分配问题需要考虑机位分类、航班性质、飞机拖曳,以及机位组合或拆分等无法用常规数学模型直接表达的问题。采用混合集合规划方法对繁忙机场停机位分配问题进行数据建模和逻辑建模,运用自然约束语言编程,并设计了高效的求解策略。以国内某繁忙机场进行实例求解,混合集合规划方法得出的分配结果比人工分配靠桥率提升了20.7%。结果表明,混合集合规划方法可用于解决繁忙机场的实际机位分配问题。

机组排班的混合集合规划方法研究

机组成本是仅次于燃料成本的第二大直接运营成本,合理的进行机组人员排班对降低航空公司运营成本有着重要意义。然而,机组排班问题是复杂性非常高的组合优化问题,属于NP难题。本文在分析机组排班问题研究进展的基础上,采用混合集合规划方法,综合考虑多种约束,建立了更具有实用性的机组排班优化模型。本文将运筹学理论与业务逻辑相结合,设计了高效的求解策略。利用多组航空公司真实数据对模型进行测试,测试结果表明,模型可以在较短时间内有效求解达到实际应用规模的机组排班问题。

基于面向对象与混合编程的发电厂继电保护整定软件的开发

针对发电厂继电保护整定计算的特点和要求,作者研究并开发了基于面向对象与混合编程的发电厂继电保护整定计算及管理软件。采用VC++面向对象的程序设计思想,并结合混合编程的设计方法,设计并开发了基于面向对象和混合编程的发电厂继电保护整定计算及管理软件。程序设计中利用VC++强大的绘图功能以及模块化的设计特点,并在设计中充分利用了原有程序资源,将VC++语言与Fortran语言进行有机的结合,实现了原有程序的可重用。

基于最小连通支配集的无线传感网拓扑构建研究

基于通信虚拟主干网的拓扑构建是关闭冗余节点,节省全网能耗的有效方法。该文将全连通网络环境下寻找最优虚拟主干网问题抽象转化成最小连通支配集求解问题(MCDS),并建立了基于混合整数规划的数学模型(NMIP-MCDS)。NMIP-MCDS在分析MCDS解的基础上,确定以令牌分发数与节点能耗乘积为目标的优化函数,通过令牌分发同时辅以全网能量负载均衡的方式,构建最优MCDS。仿真实验结果验证了NMIP-MCDS的有效性,并可进一步实际应用在中等规模的无线传感网中。

突发环境下城市道路网关键路段集识别

为了更好地判断出突发环境下城市道路网络中的关键路段,本文结合路网脆弱性分析方法,构建了一种涵盖单条到多条路段失效的关键路段集识别模型.首先,对路网进行随机攻击,运用网络效率、最大连通子图等鲁棒性指标寻找潜在关键路段;然后,引入0-1变量,建立一个含道路通行能力约束的非线性优化模型;再以此为基础,用分段线性化手段处理目标函数与约束条件,将模型转化为一个混合0-1规划问题;最后,以分支定界法求解模型并设计算例验证.结果表明:突发环境下的路网关键路段集一般不是若干关键路段的简单集成,其构成元素在几何拓扑层面上也不具有邻接关系;而且随着失效路段数的增多,路网鲁棒性与总阻抗变化量之间会呈现出较显著的负相关关系,可用"逆向"曲线进行刻画,效果良好.

基于混合集合规划的机位分配约束规划模型

为解决现有数学规划方法只能简单描述停机位分配问题而且不能全局搜索最优解的问题,应用混合集合规划方法进行数据建模和逻辑建模,并设计切实可行的求解策略,从而实现全局搜索最优解。对典型实例进行了计算及对比分析,混合集合规划方法能够得出全局最优解,并且最优分配结果的优化目标提升了2%。结果表明,基于混合集合规划的约束规划模型有效可行。

基于混合系统与终端不变集约束的混合整数规划优化控制

首先给出了混合系统的混合逻辑动态(Mixed logic dynamic,MLD)模型建模;提出了基于终端不变集约束的混合整数规划优化控制,通过建立Lyapunov函数证明了该方法的可行性:利用混合整型二次规划(Mixed-integer quadratic programming,MIQP)的方法对终端不变集约束混合系统的优化控制进行求解;最后通过一个实例进行建模、仿真,证明了本方法的可行性与优越性.

飞机计划恢复的混合集合规划方法研究

恶劣天气和机械故障等原因造成航班不能正常运行,航空公司需要重新安排飞机路线和受扰航班的起降时间.不正常航班的飞机计划恢复问题是一个典型的NP-Hard问题,为解决这一问题,采用混合集合规划方法,引进更一般的约束条件,建立了自然约束语言模型,设计简洁且高效的求解策略,实现了多机型的飞机计划恢复.最后对各种规模的实例进行了测试,并与贪婪模拟退火算法进行比较,表明了这种方法在求解质量和时间效率上的优越性.

实时机模型及时间语义指令集研究

混合关键系统中,具有不同安全和时间关键度的应用程序共享计算资源。由于系统中存在多种不确定性,设计者需要能同时满足功能行为确定性、时间行为可预测性和高计算性能等多重设计约束的紧致时间设计方法,对现有计算机体系结构及编程语言的理论和方法提出了新的挑战。提出支持时间语义的实时机模型RTM和时间触发指令集TTI,作为构建多层次协同的紧致时间设计方法MTTT的重要基础。最后以直升机飞控程序为例,说明RTM思想和TTI指令集的有效性。

高速铁路网络动车组运用优化分解算法

针对高速铁路网络化运营背景下带维修约束的多车种、多动车所的动车组运用优化问题,提出一个新颖的2阶段优化分解算法。第1阶段基于多商品网络流理论(MCFP),建立不考虑维修约束的动车组交路计划混合整数线性规划模型(MILP),以获得多种动车组备选交路计划方案;第2阶段将获得的备选交路计划方案中的交路转换为单个动车组单元的可行路径集合,建立带维修约束的动车组单元指派模型来检验其维修可行性。结果表明:所提出的算法相比于现场人工方法节省4个8编组的动车组、减少38.4%的总空驶距离并降低3%的运营成本;通过更加灵活的编组方式进一步提高了动车组的运用效率。

一类非线性系统最大可控不变集求解

针对非线性系统线性化在状态约束下最优鲁棒控制求解问题,提出了一种基于混合系统的非线性系统最大鲁棒控制不变集的方法。对于一类非线性系统通过平衡点线性化的方法转化为多模态的混合系统,并进行了混合逻辑动态模型(MLD)的建模,在不变集基本理论的基础上,通过多参数规划的混合整数规划(MIQP)的方法迭代求解最大可控不变集,并求得不变集内的最优控制器,解决系统的状态约束问题。通过一个非线性系统的实例进行建模、仿真,证明了本方法的可行性。

基于遗传禁忌算法的城市轨道交通乘务任务配对研究

为提高城市轨道交通乘务员值乘效率并降低运营支出,研究不同时间参数设置下的乘务任务配对问题,综合考虑乘务员连续工作时间、班次交替时刻、各班次最长工作时间、休息时间、用餐时间等约束,以最大化一日内所有乘务员的值乘效率为目标,建立非线性混合整数规划模型,并设计遗传禁忌混合搜索算法进行求解,从而得到最优参数设置方案和相应的乘务排班计划。以成都地铁5号线一日内运行图数据为基础,结合既有文献参数设置方案进行验证,算例结果表明,不同参数设置会不同程度影响乘务计划效率,特别是相邻乘务作业段间的休息时间,同时提出的方法只需要迭代27次就可以获得较优解,最优乘务任务效率为0.836 1,明显优于代入既有文献参数获得的乘务计划效率。

基于J2ME的继电保护调试辅助软件

针对继电保护整定值校验工作中存在的试验仪器功能不完善、现场手工计算效率低等问题,开发了基于Java 2 Micro Edition(J2ME)的继电保护调试辅助软件。该软件把复合电压的计算、主变压器比率差动保护制动特性曲线的理论边界点计算和斜率校验等编译成能在手机上运行的Java程序,适用于保护装置复合电压闭锁和比率差动保护的现场整定值校验。在广东电网公司揭阳供电局的实际应用效果说明该软件测试结果正确,使用便捷,能提高工作效率。

配电网故障诊断方法综述

随着配电网的日趋复杂,对配电网故障诊断的要求也日益增强。作者以配电网为研究对象,简要介绍国内外目前配电网故障诊断的几种常用方法(专家系统、模糊理论、遗传算法、Petri网、人工神经网络、多代理系统、粗糙集理论、混合整数规划法、优化算法),比较了各种方法的优缺点并评价了这些算法的可行性及实际应用中存在的问题。

兼顾多电网调峰与水电消纳的跨流域梯级水电站调度方法

中国云南省的电源结构以水电为主,水电消纳问题异常突出,且云南水电外送的受端调峰压力巨大。为充分挖掘云南电网"西电东送"通道潜力,最大限度消纳云南水电,同时响应多电网的调峰需求,文中构建了兼顾多电网调峰与水电消纳的跨流域梯级水电站调度的混合整数线性规划模型。模型采用目标权重法将多电网调峰问题转化成单目标问题,并通过调整各电网余荷距平绝对值的平均值权重,使得目标兼顾了多电网的调峰需求与水电消纳。同时,通过引入特殊顺序集约束,对最小持续时间约束提出了一种简易的线性化方法,此方法可应用于其他同类型的约束中。最后,以澜沧江干流与金沙江干流的18座水电站为例,验证了模型的可行性与有效性,结果表明所提方法可满足多电网调峰与水电消纳的需求。

基于并查集搜索的卫星任务规划方法

根据观测任务需求和遥感卫星能力进行快速的遥感任务规划,能够大幅提升遥感任务的观测时效性.针对传统方法应用在大规模任务规划问题求解效率低的问题,建立了离散化的任务规划图模型,提出了基于并查集搜索的卫星遥感任务规划方法.通过并查集搜索的方式将大规模任务规划问题拆分为若干个可解的子问题,在保证求解质量的同时降低计算复杂度,提升求解效率.仿真结果表明,与传统的混合整数线性规划方法相比,基于并查集搜索的方法在中低任务密度的情况下表现出良好的实用性和优化效果,能够将模型求解时间缩短28%~45%.