能源互联网供能质量综合评估

由于现有算法的限制和约束,面向电力系统的电能质量评估方法不适用于含多种分布式能源的能源互联网。为了得到能源互联网综合质量情况,需要提出面向多种分布式能源的综合评估方法。基于国家电能质量、室内空气质量和污染物排放标准,提出了将动态权重函数、二维惩罚函数、突变决策理论和自组织特征映射网络用于能源互联网供能质量综合评估的应用思路。最后,采用2个算例验证了所提方法的有效性,并得到了能源互联网供能质量的综合指标数值和等级评估结果。

风光互补独立供电系统的优化设计

在设计风光互补独立供电系统时,系统中需要优化的不仅有光伏电池和蓄电池的容量,还应该有风力发电机种类和容量以及光伏电池的倾角。优化目标为系统安装成本,约束条件为供电可靠性,其指标负载缺电率LP- SP需经仿真运行得到。本问题属于非线性整数规划,也是一个NP-hard问题。用包含精英策略的遗传算法优化,以自适应罚函数法处理约束。计算和验证表明本文采用的算法收敛,能同时优化风力发电机类型和容量、光伏电池的容量和倾角以及蓄电池的容量,并且计算效率高。

计及梯级水电站群的水火电节能调度策略

考虑火电厂的发电机组出力、能耗成本及污染排放三者之间、及梯级电站出力与水力耦合参数之间,以及水火电机组之间综合效益基础上,建立了梯级水电站弃水量最小、火电能耗成本最低、和污染排放最小的多目标综合节能调度模型,并提出了计及梯级水电站的水火电节能发电调度策略;利用标度转换法,将梯级水电站弃水量最小、火电机组能耗成本最低和污染排放最小的多目标综合节能调度模型转化为不同权重系数下的单目标函数;运用混合惩罚函数优化算法将问题的求解转化为无约束优化问题,并利用Hessian矩阵改进了该优化算法,克服了缩减系数选择问题;通过对含4个梯级水电站、3个火电厂的水火电系统进行仿真,优化结果验证了该算法的可行性,并具有较明显的节能效果。

平面应变不可压缩橡胶圆柱的大变形

针对一类新的橡胶材料应变能函数,推导了受内压作用下不可压缩橡胶圆柱的大变形公式,给出了位移、应力的解析表达式( 用积分形式表示) .建立了适用于分析非线性不可压橡胶材料的罚有限元列式,算例表明: 位移与应力能够很好地与理论解吻合,并提出了控制计算稳定的方法,特别是详细地讨论罚因子的选取及其对计算结果的影响.

节能减排背景下的机组组合模型和算法研究

在节能减排背景下对机组组合目标函数进行了调整,采用排放价格因子将系统总能耗最小和总排放最小的多目标问题转化为单目标问题,利于全网开展机组组合和经济调度。将多时段的机组组合问题在时间上解耦,转化为单小时的子问题,并采用基于内点法的混合整数规划法求解子问题。通过两个算例验证了算法和模型的有效性。

基于时段混合能量的Riccati微分方程的求解

基于计算结构力学与最优控制的模拟关系，引入时段混合能的概念， 研究了两类边界条件（对状态约束的边界条件和弹性约束的边界条件）下 Ｒｉｃｃａｔｉ微分方程的求解．通过变分原理，使问题成为两点边值问题；采用惩 罚函数法，对状态约束边界条件用弹性支承边界条件来代替．这样就把两 类边界条件化为了一类进行处理，给出了相应的例题．

偶应力问题的非协调元分析

从偶应力弹性体势能泛函的驻值条件出发,得到了偶应力理论中非协调元体系的能量相容原理。基于其常应力(常偶应力)分片检验条件的强形式,对平面四结点单元的非协调试探内函数进行了优化,提出了一种稳定有效的非协调元方法。有限元列式中,微转动和宏观转动相等的约束条件通过罚因子的形式引入。分析了含中心圆孔的无限平板,在单轴拉伸以及纯剪状态时,偶应力的存在对孔周应力集中的影响。算例表明,该单元计算效率高,精度好,即使在材料本征长度很小时。

基于双区域演化水平集的图像分割方法

针对图像由于光照不均引起的灰度不均匀导致图像精确分割困难的问题,提出了一种双区域水平集演化(DRE)方法用于图像分割。双区域水平集演化方法介绍了局部区域控制项和矩形的初始化轮廓,能够快速地分割灰度不均匀图像,加快曲线演化速率。为进一步消除噪声对图像的影响,分割方法采用高斯滤波算子和卷积计算,特别是提出的方法使用一种新的隐含的惩罚能量函数作为正则化项,该项嵌入到水平集演化公式里,增加了曲线演化梯度流的约束的条件,影响水平集演化曲线向双边扩展,这样提高了图像轮廓划分的计算效率和精度。通过实验结果对比,提出的水平集演化算法能够较好地划分图像轮廓,得到精确的图像分割结果。

考虑精细模型的电-气综合能源系统优化运行方法

随着电力系统与天然气系统耦合程度的不断加深,电-气综合能源系统的优化运行成为当下研究热点。然而,电力与天然气系统的非凸非线性为模型的优化求解带来了巨大挑战,诸多研究工作对模型做了简化处理可能导致调度策略不可行。为此,文中构建了电-气综合能源系统优化模型,采用较为精细的电网交流潮流模型和气网稳态模型构成电-气综合能源系统模型,并采用粒子群(Particle Swarm Optimization,PSO)算法进行求解。为考虑复杂的耦合系统约束,文中将基于分别循环迭代的电-气综合能源系统能量流计算方法嵌入粒子群算法中,根据粒子位置得到非平衡机组出力、非平衡气井产气量,通过能量流计算得到系统的运行状态,进而将上下限约束作为罚项添加到粒子的评价函数中,并赋以较高的权重。在仿真验证中,文中将13节点电力网络与7节点天然气网络耦合作为测试系统,验证了优化方法的有效性。

基于能量法的曲线曲面优化设计方法研究

利用能量法及最小二乘法建立曲线优化数学模型,同时应用罚函数法将有约束多目标优化问题转变为无约束优化问题,并采用遗传算法进行曲线优化。通过实例验证了算法的有效性,并将此法应用到曲面优化设计中,得到了较好结果。

基于PSO的轨道交通列车节能控制优化研究

针对当前列车节能控制智能优化研究中广泛采用遗传算法,但存在算子多、收敛速度不快的问题,采用粒子群算法结合罚函数法思想进行研究。通过对列车运行过程及列车牵引、巡航、惰行和制动阶段能耗状态的分析,给出列车节能控制的多约束优化数学模型和牵引能耗的计算方法。基于罚函数将该问题转化为无约束优化问题,并采用粒子群算法寻优求解,从而得出可使列车运行能耗最小的工况转换点。仿真结果表明,与改进的遗传退火算法相比,算法节能效果更优,且具有良好的收敛速度。

基于改进型Hopfield神经网络的盲多用户检测算法

基于Hopfield神经网络没有学习规则,不需要训练,也不会自学习,靠Lyapunov函数的设计过程来调节权值的特点,将广义罚函数与Hopfield神经网络的能量函数结合,基于最小平均输出能量准则,构造出更合适的新目标函数,分析讨论了一种实现DS/CDMA盲多用户检测的改进型Hopfield神经网络方法。仿真结果表明,该算法在误码率、抗远近效应方面都有明显的改善。

环境能量驱动的无线传感器节点数据传输优化机制

将环境能量收集模块引入无线传感器网络,可以有效改善网络的使用寿命,但是能量的随时补充也给原有的能量管理策略带来了巨大挑战。针对单个环境能量驱动节点在数据序列已经到达的情况下,研究了优化的数据传输策略,采用内罚函数法优化传输过程,使得固定时间内节点传输的数据量最大。理论分析及仿真结果表明,当各个时刻节点的传输功率比较接近时会获得最大的数据传输量;当实际节点获得最大数据传输时节点的传输功率随时间呈增大趋势。

智能建筑中空调系统的节能控制设计

在智能建筑中,提出一种变风量空调的节能控制系统.这种节能控制系统达到很好的控制效果和能源效率,充分发挥了智能建筑的最大优势.在调节期间,空调的风量由前馈控制决定.前关闭时间的长短取决于补偿函数.

基于惩罚函数的新能源汽车减速器弧形锥齿轮优化设计

针对新能源汽车减速器运转过程中噪声过大和续航里程短等问题,构建了以最小化弧形锥齿轮体积和传动噪声为优化目标的数学模型,建立优化参数矩阵,并对参数进行条件约束,运用惩罚函数把有约束的非线性矩阵转化成无约束的问题,并应用MATLAB软件进行迭代计算,得到优化后的齿轮相关参数.该算法有效地减小了减速器弧形锥齿轮体积,同时得到齿面重叠系数的近优解,降低了减速器内齿轮的传动,从而提高了新能源汽车整车性能.

降阶积分中刚度的奇异性分析

本文研究了薄厚板壳有限单元统一性理论中，由于采用降阶积分而使得刚度矩阵产生奇异的问题。得到了根据插值函数来计算刚度矩阵秩的计算公式，并对几种降阶积分单元进行了验算。

模拟退火算法在隧道节能照明中应用

文章简述了隧道照明中存在的电力浪费问题,根据隧道照明的基本算法与模拟退火算法的定义,阐述了模拟遗传算法在隧道照明中应用的可能性及其实现方式,提出了模拟计算中的基本步骤,最后基于模拟退火算法使用c语言计算出某隧道的最佳节能灯具布设。

基于能量信息耦合梯度调节机制的图像修复算法设计与应用

为了克服当前图像修复算法主要依靠图像的置信度信息来获取优先修复块,忽略了图像的能量信息,导致修复结果中存在不连续及伪吉布斯现象等缺陷,设计了基于能量信息与梯度调节机制的图像修复算法;首先,通过区域能量函数来求取图像的能量信息,以计算待修复块的优先权信息,得到优先修复块;然后,基于图像梯度模值,建立梯度调节机制,以调节样本块的大小,获取与图像纹理相适应的样本块尺寸;引入平方差求和(SSD)函数,以确定最优匹配块;最后,通过像素点间的差异性,构造相似惩罚因子,以更新置信度项,完成图像的修复;实验结果显示,在所提算法中将变化阈值取值为0.5时,较当前图像修复方案而言,所提算法具备更好的修复性能,所得到的修复图像拥有更好的纹理连贯性与更高的结构相似(SSIM)值;当对像素丢失比例达到50%的图像进行修复时,较对照组算法而言,所提算法修复图像的SSIM值分别提高了6.5%和17.5%。

基于时序生产模拟的可再生能源消纳评估方法研究

基于时序生产模拟原理,综合考虑风电、光伏的出力特性,负荷特性和电网送出能力等因素,优化全网可再生能源的电力平衡,建立用于研究省级电网年度可再生能源消纳的优化模型,通过粒子群优化算法及罚函数求解出最大可消纳可再生能源电量。基于中国某省实际数据,对比分析时序生产模拟法和典型日分析法的消纳能力和节能减排效益。时序生产模拟法能保证常规机组出力平稳,同时实现节能减排。

基于改进灰狼优化算法的自动化立体仓库作业能量优化调度

针对带有截止时间约束的自动化立体仓库出入库作业调度问题,以调度过程中堆垛机能量消耗为优化目标建立数学模型,并引入相应的惩罚函数。对于入库货物,同时考虑定位存储和随机存储两种入库策略,采用一种最近邻货位选择策略对随机存储货物进行合理货位分配。采用一种改进灰狼优化算法对问题进行求解,算法通过引入融合Lévy飞行的混合个体更新策略和多种群重组策略来增强算法的搜索能力。通过仿真实验验证了改进灰狼优化算法在求解自动化立体仓库出入库作业能量优化调度问题的有效性。