基于混合整数规划的数据中心冷却能耗优化

以广州某数据中心水蓄冷冷却系统为研究对象,提出了一种基于混合整数线性规划的模型预测控制方法.该方法以数据中心冷却系统的能耗最低为优化目标,通过对冷却系统和环境条件进行建模,并结合能源成本和冷却系统效率,确定最佳的冷水机组运行策略和水蓄冷冷却系统的时序控制.在优化过程中,考虑了冷水机组的最小连续运行时间对冷却系统能耗的影响,并确定了最佳取值,提高了机组的稳定性,减少了因冷机频繁启停带来的能耗浪费.通过全年能耗模拟,相较于传统控制方法,该方法将总能耗降低了6.52%,总运行费用降低了6.93%.

技术站配流与调机运用综合问题的混合整数线性规划模型

为进一步提高铁路技术站作业计划编制效果,针对采用一台调车机车解体和一台调车机车编组的技术站配流与调机运用的综合问题,作者确定了出发列车的编组内容和解体(编组)调车机车的解体(编组)任务,使得出发列车满足列车编组要求,且车辆在站总停留时间最小。基于单机器调度理论和资源分配理论,在将原问题分解为解体子问题、配流子问题和编组子问题的基础上,首次建立原问题的混合整数线性规划模型。最后,采用既有文献中普遍采用的算例对该模型进行计算分析,并与其他研究方法进行比较。计算结果验证了该模型在问题描述上的正确性以及在消耗更多计算时间前提下计算质量上的优越性。

基于混合整数线性规划的含ZIP负荷有源配电网重构方法

随着分布式电源并网和负荷类型的日益复杂,传统配电网重构模型尚未考虑复杂的综合负荷模型。提出了考虑ZIP综合负荷模型的有源配电网混合整数线性规划方法。在辐射状配电网二阶锥潮流模型的基础上,通过线性回归法将ZIP负荷模型等效为ZP负荷模型,建立基于混合整数二阶锥规划的有源配电网重构模型。通过多面体近似将二阶锥约束进行线性化,建立基于混合整数线性规划的有源配电网重构模型。在三个不同规模配电系统的仿真结果表明,基于混合整数线性规划的有源配电网重构模型精度与基于混合整数二阶锥规划的几乎相同,但优化效率提高了15%~30%,具有较高的优化精度和效率。

基于节点状态优化的配电网故障恢复混合整数线性规划方法

为准确、快速地获取配电网故障恢复最优策略,提出基于节点状态优化的故障恢复混合整数线性规划方法。首先提出节点状态变量概念及其节点属性和电源属性,在此基础上建立节点状态变量-开关状态变量的线性函数关系,即开关状态线性模型;然后运用恒功率负荷线性化方法,建立基于基尔霍夫定律的电流及电压线性等式,等式中节点电压及支路电流等状态变量受节点状态变量及开关状态变量的约束;最后形成以切负荷及开关操作次数最少为目标的故障配电网最优潮流混合整数线性规划模型,即故障恢复模型。算例仿真验证了所提模型的合理性及有效性。

基于混合整数线性规划的不可用共享单车回收维修研究

随着共享经济的出现与发展,共享单车系统开始应运而生。扫码骑行,无需寻找固定桩位,极大程度上方便了居民的短距离出行,解决了“最后一公里”的出行问题。随着新鲜事物的出现必然会带来一些问题,在一些站点内会出现多辆不可用的单车,不仅占用了一定的空间,还会影响用户使用的满意度,同时,运营商的利益也会受损。因此,需要对站点的不可用共享单车进行回收再利用。文章就静态条件下的不可用共享单车回收维修问题,通过一定容量的货车来回收这些不可用单车,使得回收的总运输成本最低。在文章中使用混合整数线性规划模型(MILP),并运用分支切割(B&C)算法解决此问题。最后,对上海市五角场商业圈周边调查的数据进行分析并得出结论。

基于混合整数线性规划的浓密脱水过程协调优化

浓密脱水过程是有色金属选冶领域重要的固液分离工序.但由于该过程关键变量难以在线检测、生产设备间相互耦合以及人工经验操作等问题,导致其能耗较高、过程安全性难以保证.对此,以浓密脱水过程为背景,构建一种基于混合整数线性规划的协调优化模型.利用工业现场的历史数据,建立底流浓度预测模型以及底流泵与压滤泵运行时间预测模型;在考虑阶梯电价的条件下,以最小化生产过程能耗为目标,以生产工艺条件、设备安全等为约束条件,建立浓密脱水过程的协调优化模型;通过引入辅助决策变量,对优化模型进行线性化处理,将复杂的非线性过程问题转化为更易于求解的混合整数线性规划问题.最后,将所提出的方法应用于某选矿厂的浓密脱水过程,结果显示,平均放矿底流浓度可以提高13.5%,能耗经济指标降低46.8%.

含抽水蓄能电站与分布式能源的输电网联合规划多阶段模型

虽然能源消耗量仍在增加,但由于电力系统的管制放松、需求响应方案的应用、微电网和智能电网的实施等,系统峰值负荷正在下降,作为公共实体的输电系统运营商必须加强输电系统以保持电力系统的可靠性。为此,提出了一种含抽水蓄能电站与分布式能源的输电网联合规划双层模型。其中,上层从输电系统运营商的角度出发,最大限度地降低线路投资成本和从传统发电机和配电系统购买能源的成本,同时确保分布式能源投资的给定回报率;下层模拟市场清算以找到节点价格,用于计算配电商的利润和购买能源的成本。通过强对偶技术、big-M方法和互补松弛条件,将所提出的模型转化为一个单层混合整数线性规划问题,并在IEEE RTS-24母线测试系统中验证了其有效性。

船队规划的线性模型研究与应用

本文研究了为完成运输船队在一定时期内的运输任务,合理的利用现有船舶及考虑旧船报废计划,使船队总的经济效益最高,各年度怎样调度船舶和增加新船的船队发展规划方法问题。建立了连续变量和混合整数两种线性规划模型,并以原油运输船队的营运发展规划为例,说明了连续变量线性规划方法的具体应用。

应用于输电网中长期规划的混合性规划模型

在确定性规划准则和概率性规划准则的基础上,提出一个应用于输电网中长期规划的混合性规划模型。该模型采用静态安全柔性约束、故障发生概率、可靠性成本、投资费用、期望缺供电量(expected energy not served,EENS)以及缺电时间期望(loss of load expectation,LOLE)等因素来计算、评估潜在故障的影响,并通过建立电网成本期望值最小的目标函数、经济性约束和可靠性约束保证电网规划的可靠性和经济性,利用直流潮流模型和最优潮流模型将输电网规划问题转为混合整数线性规划问题,采用商业优化软件CPLEX进行寻优计算,实现了为输电网规划寻找最优规划方案的目的。最后,通过与传统规划模型的比较和实际电网算例验证了模型的合理性、有效性和经济性。

电力市场环境下输电网混合性规划模型

随着中国电力市场的发展与完善以及电网新技术的采用,电网规划尤其是输电网规划面临着新问题和新挑战。为了应对上述情况,文中在确定性规划准则和概率性规划准则的基础上,提出了一个在电力市场环境下应用于输电网中长期规划的多场景混合性规划模型。该模型整合了确定性规划准则和概率性规划准则的相关约束和参数,包括:柔性约束、投资费用、电力供应、购电费用、时间成本、故障发生概率、可靠性成本、期望缺供电量(EENS)以及缺电时间期望(LOLE)等。同时,通过定义多个场景来模拟电力系统的负荷水平,并考虑电力市场的因素,将输电网规划问题转为混合整数线性规划问题,通过直流潮流模型和商业优化软件CPLEX,寻找输电网最优规划方案。最后,通过与传统规划模型的对比和实际电网算例,验证了该模型的有效性、灵活性和经济性。

线性规划软件包GLPK的分析与应用

GLPK是一个求解大规模的线性规划问题(LP)、混合整数规划问题(MIP)以及相关问题的自由软件包。 该文分析了GLPK的算法结构与数值计算等多方面的实现技术,并应用于解决NP-hard的调度问题。数值结果表明GLPK是研究LP和MIP问题强有力的工具。

基于多周期性MILP模型的新型配电系统拓扑辨识方法

在新兴低成本、非接触式的电流传感器的基础上,提出了基于多周期性混合整数线性优化的拓扑辨识方法。基于支路电流绝对值误差建立了拓扑辨识的混合整数非线性优化(MINLP)模型,采用线性化方法将MINLP模型转化为混合整数线性优化(MILP)模型,并通过多周期性测量数据建立多周期性优化模型,从而减小伪测量误差的影响。此外,证明了支路电流传感器优化配置条件,以确保拓扑辨识的准确性。在IEEE-33节点系统的仿真测试结果表明,所提出的拓扑辨识方法拓扑辨识精度高,随多周期性场景的增加,拓扑辨识精度逐渐增加,且受伪测量误差的影响比受支路电流测量误差更大。

考虑路径关系的干线多路径绿波优化模型

针对协调路径数目增加后绿波带宽变窄问题,本文提出一种考虑路径关系的多路径协调控制优化模型。分析路径的相关关系,构建上下行分区和路径分解模型;引入子区划分参数,改进经典多路径模型,构建子区内部协调约束;分析路径在相邻子区之间的衔接特征,构建子区间连接性约束条件;综合考虑子路径长度和流量构建权重系数,以各子路径绿波带宽加权和最大为优化目标,建立多路径协调控制优化模型。为验证模型的有效性,选取南京市典型干道为研究对象开展案例分析。实验结果表明,本文提出的模型可以有效增大绿波带宽,相较于对比模型,加权绿波带宽和提高49.44%。利用VISSIM验证了方案的应用效果,仿真结果表明,本文模型方案可以获得更高的通行效益。相较于对比方案,关键路径车均延误和车均停车次数明显降低,干道车均延误和车均停车次数分别降低了20%和27%,车辆平均速度提高了17%。本文模型可为城市道路干线协调控制提供理论基础。

Excel在混合整数规划中的应用

针对在管理中经常出现的决策问题介绍了一种解决方法.克服了线性规划的局限性,建立混合整数规划模型并用Excel软件的规划求解工具进行求解,通过一实例详细介绍了其求解过程.结果表明该方法简单、实用,并容易掌握.

大模型辅助的大型海上风电场集电系统拓扑优化

集电系统拓扑优化是大型海上风电场规划建设的核心问题,本质上是一个涉及多约束、多目标的复杂混合整数优化问题。针对该问题,提出了一种基于大语言模型(large language model,LLM)辅助的大型海上风电场集电系统拓扑优化方法。首先,基于大语言模型辅助对风电机组群进行聚类,通过链式提示法使LLM理解优化目标,并利用LLM将大型海上风电场分割为若干小型区域,以降低优化问题维度,提升求解速度和质量。然后,构建集电系统拓扑优化模型,基于混合整数线性规划求解器,获得海上风电场的最优集电系统拓扑设计方案。最后,利用1个含有75台风电机组的大型海上风电场系统进行方法性能验证,仿真结果表明:与传统优化技术相比,所提方法获得的聚类风机数量更加均衡,在考虑拓扑功率损耗的同时,生成的拓扑方案经济性最优。LLM在集电系统拓扑辅助优化中具有较高的有效性,为海上风电场集电系统拓扑设计优化提供了一种新思路。

碳减排背景下考虑时间窗的多式联运路径规划问题研究

一、前言经济全球化加快了世界经济的发展速度,不断完善和发展低碳物流对实现节能减排目标、缓解全球气候变暖等环境问题具有重大意义。刘杰等[1]研究了低碳背景下的多式联运路径规划问题,建立了以碳排放总量最小化和运输成本最小化为目标的多目标0-1规划模型;王清洲等[2]研究了复杂运输情景下的绿色多式联运路径优化问题,建立了基于Witness仿真的路网模型;刘松等[3]研究了碳排放限制下的冷藏集装箱多式联运路径优化问题,考虑了受发班时间影响而动态变化的货损费用和冷藏费用;徐前景等[4]建立了基于物联网的多式联运配送路径规划模型。本文主要研究在碳减排背景下考虑时间窗的多式联运路径规划问题,建立了综合考虑运输成本、运输时效性和碳排放总量三个因素的多目标混合整数线性规划模型。

过程工业长远规划模型

介绍多周期混合整数规划模型技术在过程工业长远规划方案优化中的应用。根据原料、产品市场预测及规划周期内的投资预算 ,建立了以规划周期内净现值为目标的模型 ,能准确测算投资回报。

供应链订单任务分配模型及其混合遗传算法

建立了面向供应链的多产品、多订单、多时段的订单任务分配的混合整数线性规划模型.为缩短求解时间和避免大量非法染色体出现,设计了基于遗传算法和启发式规则相结合的混合遗传算法.通过算例比较了该算法和SAS软件的OR模块.结果表明,与SAS/OR模块相比,该算法最优解误差为2.3%,但计算运行时间仅为SAS/OR模块的0.89%.

柔性流水车间调度模型与混合引力算法

针对柔性流水车间调度问题,利用机器特定事件点来描述工件的机器选择,再以最小化最大完工为目标,考虑工艺约束和时间约束构建了柔性流水车间调度的混合整数线性规划模型,用GAMS/Cplex找到小规模问题的全局最优解。为快速求解大规模问题的近优解,提出了结合瓶颈启发式的引力搜索算法,利用瓶颈移动技术和John Son方法的解码机制,寻找最小化最大完工时间的最优调度方案。实验结果表明,所提出的模型及算法能高效地求解以最小化最大完工时间为目标的柔性流水车间调度问题。