基于Stackelberg博弈定价的电力需求响应激励方法

结合多租户数据中心的特点,通过考虑多租户数据中心的电力定价问题提出一种基于非线性规划的高效激励定价方法。建立需求-响应模型,及其相关的成本和收益函数;为反映需求方与响应方的定价交互,采用Stackelberg博弈进行建模,证明了该模型下纳什均衡点的存在性;基于非线性规划方法求解最优得到纳什均衡点,即满足需求方成本最低和响应方利益最大化的目的。将设计的方法与其它经典的最优化方法进行比较,实验结果表明,提出方法能获得最佳的电力定价,达到需求响应方共赢的目的,时间复杂度低。

改进型自激谐振无线电能传输系统

针对一种自激式谐振无线电能传输(WPT)系统的主功率管驱动能力弱、软开关性能差、开关损耗大等问题,通过分析谐振主电路工作原理,发现问题的根源是两个不可控二极管限制了主功率管驱动电阻值.采用全控型小功率开关管代替二极管提出一种改进型自激谐振电路,通过对电路4种工作模态的理论分析,证实改进型电路主功率管具有较强的驱动能力.为了进一步得到改进型系统的最优参数,综合考虑各参数容限值建立系统非线性规划模型,设计一种混合优化算法,得到系统全局最优解.利用系统仿真及实验样机进行对比验证,结果表明:改进型WPT系统软开关性能优良,开关管温度降低约7℃,效率提升约4%.

热电联产热力系统参数与结构方案同步综合

将复杂非线性蒸汽动力系统参数优化扩展到热电联产流程结构和蒸汽参数的联合优化，提出的混合整数非线性规划（ＭＩＮＬＰ）模型包含非凸非线性费用目标函数、复杂非线性过程约束及多方案选择的组合优化０－１变量逻辑约束．应用算例表明，所采用的模型和改进的遗传算法解决热力系统组合方案优化问题是可行的．

冷热电联供系统运行模式优化

以最小运行费用和最小一次能耗率为目标函数,基于非线性规划和动态规划,利用MATLAB对冷热电联供系统的运行模式进行优化。通过与常规供能方式的比较,为建筑供能方案初设提供辅助设计。

石化企业蒸汽动力系统柔性设计

蒸汽动力系统的设计工作是一项复杂的、系统的工程,除了力求实现全周期内总费用最小的经济性目标外,还要保证实际运行过程中的各种工况下的操作柔性。针对石化企业蒸汽动力系统变工况的特点,提出了蒸汽动力系统柔性优化设计策略;将确定性变化需求转化成多周期问题,将不确定性变化需求转化成虚拟的多工况问题,并对连续不确定性和离散不确定性变化分别处理;以经济性和可操作性的最优综合为目标,建立蒸汽动力系统柔性优化设计的大型混合整数线性(MILP)模型,并采用广义Benders分解算法进行求解。采用本文提出的柔性优化设计模型和求解方法,对某炼油厂蒸汽动力系统进行了柔性优化设计,并与传统设计方案和经济性最优的设计方案进行对比。与经济性最优的方案对比结果表明,该优化设计方案总费用增加不多,但实现了在各种变化工况下的安全、稳定、柔性操作;而与传统设计方案对比结果表明,不但提高了各种工况下的操作柔性,而且节省了大量的投资和运行费用,即柔性设计方案具备可操作性和经济性的综合最优性。从而证明了本文提出的柔性设计建模和求解方法的合理性和实用性。

改进PSO算法在蒸汽动力系统多周期运行优化中的应用

为了满足石化企业工艺过程对蒸汽和电力不断变化的要求,实现企业降低成本、节能降耗的目的,必须保证蒸汽动力系统在最优的状态下运行。针对这一问题在以往研究的基础上提出了包括设备维护和启停费用的改进的混合整数线性规划模型,利用改进的PSO算法对其求解,并通过实例证明了利用该模型、使用改进的PSO算法能很快得到最优的方案,并节省了大量的运行成本。

电力系统无功优化的原对偶内点算法及其应用

以电力系统中电压无功优化的非线性规划模型为基础,采用原对偶内点算法进行全局寻优;并在此基础上提出了一种预测校正方法,该方法通过协调解的最优性及可行性之间的关系提高算法的收敛性。对IEEE14节点和IEEE30节点系统的分析表明,带有预测校正方法的原对偶内点算法较单纯的原对偶内点算法所需迭代次数少,计算速度快,收敛性好。

非线性PID控制器在主蒸汽温度控制中的应用

针对传统线性PID控制器中控制参数固定导致的控制品质下降的问题,分析了控制参数与对象误差的理想变化关系,给出了控制参数随误差变化的非线性函数,基于此设计了非线性PID(NPID)控制器,并利用Simulink中的NCD模块对其进行了参数整定,并将NPID控制器应用于主蒸汽温度控制系统。仿真结果表明NPID较常规PID具有更好的控制品质和鲁棒性。

基于改进粒子群优化算法的最优潮流计算

提出应用粒子群优化算法(PSO)求解最优潮流问题(OPF),并结合动态调整罚函数法将最优潮流问题转化成一个无约束求极值问题,有效提高了PSO算法的全局收敛能力和计算精度。应用此算法对标准IEEE30节点系统进行潮流计算,并与线性规划算法和遗传算法进行了比较,结果表明,该算法能够更好地获得全局最优解,具有实用意义。

考虑蒸汽温位因素的全局能量集成方法

建立了考虑蒸汽温位因素的全局能量集成超结构,描述了在全局热源、公用工程、汽轮机、全局热阱之间进行热量传递和交换的所有可能的拓扑结构。基于此超结构,建立了全局能量集成的混合整数非线性规划模型,并用列队竞争算法进行求解。通过优化求解,得到高压、中压和低压蒸汽的优化温位和流量,使全局能量集成更有效。实例表明:本文所提出的方法优于没考虑蒸汽温位因素的全局能量集成。

考虑交流潮流校正的日内滚动发电计划模型与方法

为了提高日内滚动发电计划的计算效率和潮流计算精度,采用直流潮流建立日内滚动发电计划优化模型,考虑基态和N-1故障方式下的网络安全约束,从而高效求解滚动发电计划;基于机组有功出力计划,结合无功负荷预测和无功补偿设备投切情况,建立以有功出力调整量最小为目标的交流潮流校正模型,对有功出力计划进行修正,从而提高计划潮流的准确性,满足实时运行的精度要求。基于实际电网的算例分析表明,该方法能够有效提高优化计算效率和潮流准确度。

输油管道的布置

本文建立了非线性规划模型,解决了输油管线布置问题,并给出了输油管线铺设的最佳方案.

基于仿人智能的开关电源最优设计方法

为了寻求开关电源设计变量和电路参量之间的最优规律,在最优设计命题的基础上利用优化数学模型和算法程序进行优化设计。对单相Boost PFC变换器进行了初步设计,运用非线性规划技术对Boost PFC变换器进行了优化设计。采用仿人智能控制方法对该非线性模型进行求解。实验结果表明,优化设计方案在满足各项性能指标的情况下,实现了设计目标的最优化。这种最优设计技术可以明显地提高开关电源的设计质量,大大缩短设计周期和减轻工程技术人员繁重的电路定型工作。

太阳能小屋的最优设计模型

针对2012年全国大学生数学建模比赛B题关于太阳能发电装置的电池组件选配问题,建立非线性整数规划模型进行求解.通过建立光伏电池的优选模型对电池进行优选,减少了可选的电池数量,简化了模型的计算复杂度.从而有效地计算出三个问题中的发电总量和收益率.

基于非线性规划的开关电源最优设计技术

随着电力电子技术的不断发展,要求开关电源有更高的频率、更高的功率密度、更高的效率、更高的功率因数和更高的可靠性,同时还要求其电路相对简洁,并有较小的体积,这样才更具实用性。在进行单相BoostPFC变换器初步设计的基础上,运用非线性规划技术对BoostPFC变换器进行了优化设计。同时采用遗传算法对该非线性模型进行求解。结果表明,优化设计方案在满足各项性能指标的情况下,实现了设计目标的最优。

超市网点设计的非线性模型

利用观众对商业区购买力的影响因子,解决了确定各商区购买力水平的问题.在此基础上,综合考虑各方面因素,建立了关于临时超市网点规模设计的非线性规划模型,并利用MATLAB求得结果.

非线性PID控制器应用于主汽温控制的研究

针对传统线性PID控制器中因参数固定导致的控制品质下降的问题,分析了控制器参数与对象误差的理想变化关系,给出控制器参数随误差变化的非线性函数,构建非线性PID控制器,并利用Simulink中的NCD模块进行参数整定。利用非线性PID控制器对某电厂主汽温控制系统的仿真结果表明,非线性PID较常规PID具有更好的控制品质和鲁棒性。

基于非线性原-对偶内点算法的电力系统无功优化

以电力系统中无功优化的非线性规划模型为基础,采用原对偶内点算法进行全局寻优.文中通过对障碍参数确定方式的研究,根据障碍参数的物理本质以及电力系统本身的特点,提出了在运用原对偶内点算法分析电力系统无功优化时,应根据不同物理意义的变量来确定相应障碍参数的方法.在此基础上,分析了障碍参数中加速因子对算法的影响,提出了加速因子的动态确定策略.在对IEEE 118节点系统进行的计算分析表明本文算法收敛性好、计算速度快.

基于线性规划法的通用蒸汽动力系统的优化

为解决实际化工生产中各生产单元、工艺过程对不同品级蒸汽的需求,本文把不同的蒸汽动力循环过程归纳综合成一种通用的过程,并利用混合整数线性规划(LP)的方法对实际操作系统进行优化,得到最佳的操作参数,使整个蒸汽动力系统运行费用最低,从而达到节能的目的。这种方法还可以为过程动力、热能、工艺蒸汽等的分配提供参考数据,对实际蒸汽动力系统的优化改造具有重要的指导意义。

非线性规划求解单位功率因数谐振结构参数方法

感应耦合电能传输系统接收端LCL谐振结构参数的约束条件较多。传统设计方法需要进行反复迭代,较为繁琐。针对该问题,提出了一种非线性规划求解临界导通模式单位功率因数LCL谐振结构参数的方法。将繁琐的谐振结构参数设计问题转变为一般的非线性规划问题。该方法可以使谐振结构参数在满足众多约束的前提下,充分地利用谐振结构各个元件,使各个元件工作在较为接近的负荷水平,均衡地将谐振结构电压、电流应力分配到各个元件。最后,对所提的方法进行了算例与实验验证,搭建了额定输出功率为2.1kW的样机,并通过实验验证了所提方法的可行性与正确性。