基于麻雀搜索算法的微电网分层优化调度

为综合考虑微电网供给侧和需求侧的利益,建立了微电网分层优化模型;上层以净负荷成本和用电满意度为目标优化负荷曲线,下层以运行成本和环境成本为目标优化各单元出力,并选择麻雀搜索算法(SSA)求解这类复杂优化问题。针对SSA易陷入局部最优的问题,提出一种改进麻雀搜索算法(ISSA),改进了发现者搜索方式,引入了变异、贪婪策略;并且加入非支配排序和轮盘赌法将ISSA改进为多目标算法。算例结果表明可转移负荷占比为10%时能够协调微电网供需两侧的利益;对比ISSA与SSA、粒子群算法(PSO)、鸡群算法(CSO)和灰狼算法(GWO)的迭代结果,证明ISSA具有良好的寻优效果和稳定性。

港口大规模冷箱负荷群用电的一致性分层优化调度方法

为解决港口大量冷藏集装箱负荷群优化调度面临的优化效果与计算效率难题,该文提出冷箱集群分层迭代调度架构及多智体制冷效率一致性优化策略。建立考虑热动态过程的冷箱负荷用电模型,并根据用电特性将冷箱聚类为集群,降低冷箱控制维度与信息交互量级。建立冷箱动态电价与集群用电功率迭代优化的预调度模型,提出冷箱制冷效率主从一致性的功率动态分配算法,冷箱个体根据电价、温度、制冷限值主动响应预调度策略,实现大规模冷箱自趋优运行和负荷功率有序转移。以日照港为算例,所提方法可将用电成本降低12.5%,计算效率提升4倍,优化结果与全局优化的偏差仅为0.5%,实现了大规模冷箱群高效优化。

GA与分层优化结合的掺水集油工艺参数优化

为降低进入特高含水阶段油田的掺水集油能耗,对掺水集油工艺参数进行优化。以掺水温度、掺水量、掺水压力为外层决策变量,加热炉和掺水泵运行方案为内层决策变量,以掺水集油工艺综合能耗最低为目标函数,建立掺水集油工艺参数优化模型。提出了一种遗传算法(Genetic Algorithm,GA)与分层优化结合的求解策略,将掺水温度作为染色体上的基因,先优化个体对应加热炉和掺水泵运行方案,得到个体对应的最小集油能耗,再通过种群的不断迭代进化,得到掺水集油工艺的最优参数。研究结果表明,与优化前相比,掺水温度降低8.3℃,掺水量减少131.6 m^(3)/d,掺水压力降低0.15 MPa,集输吨液综合能耗降低13.64%,优化效果良好。研究成果可为进入特高含水阶段油田降低掺水集油能耗提供借鉴。

含电动汽车的主动配电网多目标分层优化调度

为了协调电动汽车车主和主动配电网2个不同主体之间的利益关系,针对电动汽车接入后主动配电网的优化调度问题,文中提出一种考虑电动汽车充电综合满意度和主动配电网运行效益的多目标分层优化方法。上层模型注重最大化电动汽车车主的充电利益,采用归一化法向约束法求解电动汽车的最优充放电计划,并将其输入下层优化模型。下层模型旨在最大化主动配电网的运行效益,根据电动汽车的充放电计划调整可控分布式电源的输出功率,采用二阶锥松弛转换法和带权极小模理想点法求解该非线性多目标问题。仿真结果表明,所提含电动汽车的主动配电网多目标分层优化方法能够在促使电动汽车充电综合满意度超过0.9的同时,减少有功网损约94.12%、运行成本约30.90%,实现电动汽车车主和主动配电网的双赢。

计及电解铝高耗能负荷调控和火电深调的高比例风电系统分层优化策略

对于高比例风电系统,风电出力典型的随机波动性和反调峰特性极大增加了其调峰负担,火电机组深度调峰虽已常态化,但系统调峰资源仍显不足,弃风问题有待解决。提出利用电解铝高耗能负荷(electrolytic aluminum energy-intensive load,EAL)作为新的调峰资源参与电网调度。首先,根据电解铝高耗能负荷的真实生产调节特性,耦合电流、温度及产量等多种因素,建立电解铝负荷参与电网调峰的精细化调节模型;然后,结合火电机组深度调峰模型,以系统弃风量最小和运行成本最小为目标,建立电解铝负荷和火电深调联合调峰的分层优化模型;最后以某实际区域系统为例,采用商业优化软件GUROBI进行求解分析,验证了所提方案可大幅减少系统弃风量,改善系统调峰运行经济性,并优化了火电机组深度调峰结构和发电经济性。

多目标算法分层优化策略在开关磁阻电机中的应用

针对电机多参数多目标协同优化较为复杂的问题,提出了基于非支配排序遗传算法分层迭代优化的思想。首先,介绍定子分段混合励磁开关磁阻电机的设计流程和工作原理。其次,选择电机的待优化参数和优化目标,并引入Pearson相关系数分析电机参数与优化目标的相关性,根据相关性结果对待优化参数进行分层;建立各层优化参数与优化目标的非线性模型,将非线性目标模型引入多目标优化算法。最终,在Pareto前沿中选取最优个体,完成对电机结构参数和控制参数的分层迭代优化,确定电机的最优结构参数和控制参数,并通过有限元分析软件进行验证。相比较于初始模型,优化后电机的效率略有提高,平均转矩增加12.44%,转矩脉动减小64.96%。根据最优参数制造出实验样机,实验结果验证了优化设计的有效性和优越性。

基于电磁-热-力多物理场仿真的铁心电抗器结构参数分层优化方法研究

为了解决干式铁心电抗器多目标优化设计存在的不足,提出一种基于灵敏度分析的分层优化方法。首先,根据铁心电抗器的结构参数建立仿真模型,获得了电抗器电磁、温升和振动特性,在此基础上,基于多物理场仿真和拉丁超立方试验设计方法,结合灵敏度分析技术,得出结构参数对电抗器各性能目标的影响规律;其次,建立了铁心电抗器多目标优化模型,将优化目标与结构参数划分为2个层次,进行降维处理;最后,采用响应面法(RSM)和NSGA-Ⅱ算法分别获得了分层后最佳的铁心和绕组结构参数,并通过仿真验证优化方法的有效性。结果表明该方法能有效提高干式铁心电抗器的各项性能同时控制成本和损耗,可为铁心电抗器向质量效益型和绿色低碳型转变提供借鉴和参考。

基于联邦分层优化学习的设备故障诊断方法

随着工业物联网的快速发展,联邦学习能够实现数据隐私下的多工厂联合设备故障诊断,然而不同工厂工况、计算资源、数据质量等异构性较大,导致传统联邦学习故障诊断的训练效率与准确率不高。针对上述问题,提出基于联邦分层优化学习的设备故障诊断方法。建立设备故障诊断分层架构进行层局部聚合缓解异构问题;提出本地个性更新选择算法减少模型偏移,提升联合诊断准确率;提出基于迭代阈值的局部聚合模型,通过动态迭代与局部聚合完成中心模型聚合。经实验分析验证,该方法显著提高了联合故障诊断的训练效率与准确率,具有良好的鲁棒性,满足多工厂高效设备故障诊断的工业需求。

计及线路-源-储灵活性的电力系统分层优化调度方法

当前关于系统灵活性提升的优化调度研究主要聚焦于量化灵活性需求或挖掘源-荷-储灵活资源供给,而未考虑通过线路提供传输支撑能力满足灵活性需求,提出计及线路-源-储灵活性的电力系统分层优化调度方法。基于线路动态增容技术计算线路动态传输容量,提出线路灵活性动态传输裕量,以量化线路传输灵活性;对火电、抽水蓄能和电化学储能的灵活性及调峰特性进行分析;构建以线路灵活性动态传输裕量及源-储灵活供给为机会约束条件的分层优化调度模型,优化机组出力并选择需要配置动态增容装置的线路。改进的IEEE39节点系统仿真结果表明,所提方法能够提高线路传输能力以及系统灵活性。

考虑需求响应的光热电站热电联供型微网分层优化调度

针对光热电站热电联供微电网的优化调度问题,提出考虑需求响应、光热电站和电加热器相互协调配合的分层优化调度模型。在上层模型中,使用移动边界法对负荷曲线进行划分,以可再生能源与负荷之间的差异最小化为目标来求解不同时段电价;下层模型以微网调度成本最小为目标进行调度优化。考虑到仅靠风电和光伏不能满足负荷需求等情况,还需对光热电站和可控电源进行调节调度,建立一个基于混合整数线性规划的经济调度优化模型,该模型包含了光热电站、需求响应和电加热器之间的相互协调调度。通过实际案例分析,验证了所提方法的有效性和合理性。

基于分层优化策略的柴油机连杆优化设计

由于柴油机连杆在高速运动过程中受力复杂,因此连杆优化一直面临着单目标、多约束、多参数的优化问题,导致计算复杂、不易收敛。文中基于有限元法和结构优化理论,建立了某柴油机连杆的仿真模型,分别采用分层优化方法和直接优化方法对该连杆进行了优化设计。研究结果表明,相比于传统直接优化方法,分层优化方法每层目标函数收敛性较好,计算效率提高48%,优化后连杆减重11.74%,最大应力下降13.6%、最大变形降低9%。研究为发动机连杆设计及优化提出了新的思路,可为复杂机械结构优化设计提供借鉴。

面向互动用能的社区能源管理分层优化控制方法

社区能源管理优化控制可有效优化用户用能结构,缓解新型终端负荷对电网带来的影响。提出了面向互动用能的家庭、社区两级能源管理分层优化控制方法,考虑用户舒适度,建立家庭负荷功率偏差最小的上层优化目标,并考虑电动汽车有序充电和社区储能设备充放电,建立各时段内社区负荷波动均方差最小的下层优化目标。采用基于粒子群优化算法对分层优化控制模型进行求解,通过算例验证了分层优化控制模型的有效性。

基于多主体投资的双储能系统分层优化配置方案

储能电站的建设可缓解中国“三北”地区的“弃风限电”问题,提升当地电网消纳弃风的能力,但单主体投资储能的高昂成本限制了储能的推广与应用。针对此问题,构建了一种基于多主体投资的双储能系统分层优化配置模型。首先,提出了考虑循环寿命的双储能协调运行策略,以减小频繁充放电切换导致的寿命损耗;然后,为实现多投资主体的利益最大化,提出了双层优化经济性模型,上层优化以风电场和电网运营商年收益最大为目标,下层优化以双储能充放电能力指标值之和最小为目标,并采用改进多目标黏菌算法和模糊隶属度函数对模型进行求解;最后,以中国新疆哈密某风电场实时运行数据为例,验证了所提方法的有效性。

基于PD一致性算法的微电网分层优化控制策略

由于微电网在孤岛运行时,失去了大电网的支撑,系统电压、频率的稳定性难以得到保障,而保证系统的频率和电压维持在稳定值是微电网稳定运行的前提和基础。针对传统的下垂控制易导致系统的频率和电压出现偏差,在微电网的二次层引入基于(Proportion differentiation,PD)控制一致性算法的状态观测器,对偏差进行动态补偿。三次层以实现分布式电源的最优经济运行为目的,采用PD控制的一致性算法理论求解分布式电源的最优微增率和功率值,与基本一致性算法相比,有效缩短了收敛时间,进一步求解考虑分布式电源发电限制条件下的最优功率值,最后针对负荷及电源波动因素,进行了系统的稳定性仿真,通过试验验证了该控制策略的有效性。

基于改进灰狼算法的构网型储能分层优化配置

在电力系统的“双高”背景下,针对配电网的电压支撑需求与经济运行需求,提出一种构网型储能的多目标双层优化模型。在上层选址定容模型中,以构网型储能的位置和容量为决策变量,考虑构网型储能的运行成本、向上级电网的购电成本、网损成本及碳排放成本,提高经济性;在下层优化运行模型中,以构网型储能的充放电状态为决策变量,考虑最小电压稳定指数、电压偏移、系统网损,提升配电网电压稳定性;利用电压稳定指数识别系统中电压稳定性薄弱的节点作为预选址节点,提高求解效率。最后,通过修改的IEEE33节点配电网验证该模型的有效性。结果表明:对构网型储能进行优化配置,可以提高配电网电压稳定性,降低运行成本。

考虑火电深度调峰的风光火储系统分层优化调度模型

针对新能源规模化的经济消纳,提出一种考虑火电深度调峰的风光火储系统分层优化调度模型。模型分为上、中、下3层:上层模型以净负荷方差最小为优化目标,计算削峰填谷时刻;中层模型以风光火储系统调峰成本最小为优化目标,考虑火电机组总调峰成本、储能运行成本及新能源弃电成本,确定火电机组总出力、储能系统充放电功率及新能源弃电率;下层模型以火电机组运行成本最小为优化目标,计算火电机组在各时刻的优化出力。通过对某典型日进行仿真计算,对不同优化调度模型进行比较分析。结果表明,所建立的模型能够利用储能系统削峰填谷,优化新能源弃电率,提升火电机组调峰能力,降低系统的总运行成本,促进新能源经济消纳。

浅谈“双减”背景下小学美术作业分层优化设计

本文依据“双减”政策与新课标,从四个方面分层优化设计小学美术作业,促使学生愉快地学知识,轻松地完成作业。

基于随机动态规划的PHEV队列分层优化控制策略研究

以插电式混合动力汽车(PHEV)队列为研究对象,提出了一种基于径向基神经网络(RBFNN)与随机动态规划(SDP)的PHEV队列分层控制策略。详细分析了PHEV的动力总成结构及其数学模型,构建了分层控制框架,上层采用RBFNN训练来自模型预测控制(MPC)的驾驶数据,以速度控制器进行跟车控制,下层控制器根据上层传递的车速及需求功率等信息建立马尔可夫链模型,基于SDP理论实现PHEV动力电池与发动机之间的最优能量分配。仿真结果表明:高速工况下,在确保安全行驶的同时,相较于电量消耗-电量维持(CD/CS)策略和规则控制策略,基于所提出的策略,队列中车辆综合能耗明显降低。

基于分层优化策略的一站式保障资源性能指标联合优化方法

[目的]为提高舰载机保障效率,开展一站式保障模式下航空保障资源性能指标的优化设计研究。[方法]建立以最小化保障时间为目标的舰载机甲板作业调度模型,将航母舰面航空保障资源性能指标视为满足区间约束的自变量,构建双层优化模型;基于分层优化策略,采用哈里斯鹰优化算法求解性能指标问题,设计改进的引力搜索算法(GSA)求解甲板作业调度问题。[结果]通过多种典型任务场景的算例仿真,得到了不同出动模式下的最优资源配置方案与保障作业调度方案,验证了求解算法的有效性。[结论]利用所提出的方法可以有效求解一站式保障资源性能指标与保障作业调度的联合优化问题,为一站式保障资源的配置优化提供了一定的理论支撑。

小学高年级语文课后作业分层优化设计研究——以小学语文部编版教材为例

课后作业是小学语文教学设计的重要组成部分,对于学生课堂所学知识的巩固运用以及学生个体自我发展具有重要的意义。随着年龄的增长和学习经验的累加,小学高年级学生的个体认知以及知识背景显示出较强的复杂性和差异性,课后作业呈现出“一刀切”、形式单一、作业总量多、难度较大等种种问题,因此提高此阶段学生的作业优化分层设计显得尤为重要。本文从小学高年级语文课后作业分层优化设计角度出发,尊重学生个体差异性,依据学生水平维度、内容难度维度对其进行分层,同时将同一类别的课文体裁作业划分为初级、中级和高级三个难度层次,以满足不同发展水平的学生需求,切实贴合学生现有发展状态,充分发挥作业的育人功能,提高作业优化设计水平,为学生设计优质科学的课后作业。