高水电比重系统电力电量平衡混合整数二次规划模型及算法研究

清洁能源战略的提出凸显了高水电比重系统电力电量平衡以及调度优化方案研究的重要性。该文基于水文特征和水电站发电特性拟合出水电转换曲线的分段线性函数;并通过引入0-1辅助变量,计及水与电的相互关联作用、水与电各自在地域上与时间上的耦合关系、水电与火电的协调调峰能力以及水电机组的振荡区间等约束,提出互斥技术和权值技术构建含六类0-1变量的混合整数二次规划(mixed integer quadratic programming,MIQP)模型。最后提出动态启发式算法(dynamic heuristic algorithm,DHA)和有效集割平面算法(active set cutting plane method,ASCPM),借助混合整数规划求解器对某测试系统进行验证,结果表明,所提模型及算法能够有效地处理高水电比重系统电力电量平衡问题并获得机组调度优化方案。

求解机组组合问题的改进混合整数二次规划算法

混合整数二次规划(MIQP)算法求解机组组合问题具有全局优化能力,但是针对大规模优化问题,其计算速度和计算精度将受影响。文中提出了求解机组组合问题的改进MIQP算法。该算法的核心思想是引入了松弛和解耦2种改进策略。通过求解松弛整数变量的二次规划模型,首先获得机组组合的下界空间,然后再通过拉格朗日解耦算法获得机组组合的上界空间,进而在上下界确定的寻优空间内采用MIQP算法进行再优化。不同测试算例表明,改进的MIQP算法快速且有效,可以降低优化问题的复杂度,显著减少计算时间。

混合整数二次规划问题的全局最优性条件(英文)

本文给出了混合整数二次规划问题的全局最优性条件,包括全局最优充分性条件和全局最优必要性条件.我们还给出了一个数值实例用以说明如何利用本文所给出的全局最优性条件来判定一个给定点是否是全局最优解.

不定整数二次规划的一个新的分支定界算法

本文通过正交变换及凹函数的线性下方估计得到不定整数二次规划的可分离形式的连续凸松弛问题,然后利用Lagrangian对偶技术导出该凸松弛问题最优值的Lagrangian对偶下界,再结合超矩形整数对分,建立了一个求解不定整数二次规划新的分支定界算法。最后给出了数值试验对结果进行了比较。

整数二次规划问题的一种新型分支定界算法

针对整数二次规划问题,通过对传统的分支定界算法进行改进,提出了一种可用于求解整数二次规划问题的有效而快捷的新型分支定界算法,该算法使用了一种新的线性松弛定下界方法,同时使用了一种超矩形缩减技术来提高算法逼近程度和加快收敛速度.数值实验结果表明,该算法是可行和有效的,并且改进了已有相关的分支定界算法,对于中大规模的问题效果尤为明显.

考虑网络损耗的节能发电调度模型及其混合整数二次规划算法

首先,提出一种非凸的节能发电调度模型,该模型考虑了火电机组的发电阀点效应、直流潮流、线路的安全传输容量约束和网络损耗;然后,运用线性近似和混合整数编码技术处理非光滑的目标函数和网络损耗,并将直流潮流和线路的安全传输容量约束表示为线性约束,从而将非凸的节能发电调度模型转化为混合整数二次规划模型;最后,通过IEEE-30节点系统、IEEE-118节点系统和波兰2746节点系统测试所提模型和方法,并与直流最优潮流模型和交流最优潮流模型的仿真结果进行比较。对比结果验证了所提模型和方法在节能发电调度中的有效性。

混合整数二次规划对虚拟电厂的智能调控作用

本文以虚拟电厂智能调控现状为基础,采用混合整数二次规划对虚拟电厂进行智能调控的优化,分析风力发电、燃气发电、光伏发电和储能装置之间的关系。同时,整合各个智能调控环节中的数据,实现虚拟电厂的二次调控,解决其安全性、协调性差的问题,最大程度的满足市场对电能的需求,并提高虚拟电厂的市场竞争力。

混合整数二次规划的全局充分性最优条件

利用一些学者提出的一种研究全局最优化问题的全局最优性条件的新方法,讨论了一些带有二次约束的非凸二次规划问题的全局最优性条件。本文主要通过利用拉格朗日函数F(λ,u)=1/2xTH_(λ,u)x+b_(T,u)λx+sum from i=i∈I(λici)+sum from j=j∈Jμjcj,正则锥(NL,D(x0)={l∈L:l(y)-l(x0)≤0,y∈D})和L-次微分相结合的方法,给出了带不等式约束的混合整数二次规划最小问题的全局极小点的全局最优性充分条件,而且推广了现有文献中的一些结论。同时通过一些实值例子说明了本文给出的最优性充分条件的可行性和有效性。

带LMI约束的混合整数二次规划问题的全局最优性条件

推导出带LM I约束的非凸二次规划的全局最优充分性条件.其中,主要是利用一种研究全局最优化问题的全局最优性条件的新方法,来对这类特殊非凸二次规划问题的全局最优充分性条件进行研究.通过利用一个拉格朗日函数和L-次微分相结合的方法,然后再利用这两个已证明的结论推导出带LM I约束的混合整数二次规划最小问题的全局极小点的全局最优性充分条件,而且在推导出的定理基础上得到了一些推论.

解复杂二次整数规划问题的新型分枝定界算法

针对二次整数规划问题的特征,本文对传统分枝定界算法做了一系列的改进,其包括用HNF算法寻求初始整数可行解、对变量进行某种先验排序以确定分枝变量的选取次序、及针对变量的特性米选取分枝方向等,给出了可用于求解中大规模复杂二次整数规划问题的改进型分枝定界算法。数值试验结果表明所给算法大大改进了传统的分枝定界算法,并有广泛的适用性。

二次整数规划问题的分枝定界法

应用分枝定界技术将二次整数规划问题变量X =(x1,x2 ,… ,xn)分开 ,选取一个分量xi 固定 ,然后求解具有n-1个变量的整数规划问题 ,并应用分枝定界技巧 ,使节点 ( [xi]±k)的个数最少 。

对带有盒约束的二次整数规划的一种线性化方法

本文主要讨论了二次整数规划问题的线性化方法.在目标函数为二次函数的情况下,我们讨论了带有二次约束的整数规划问题的线性化方法,并将文献中对二次0-1问题的研究拓展为对带有盒约束的二次整数规划问题的研究.最终将带有盒约束的二次整数规划问题转化为线性混合0-1整数规划问题,然后利用Ilog-cplex或Excel软件中的规划求解工具进行求解,从而解决原二次整数规划.

二次0-1型整数规划的线性化求解

对目标函数为二次、约束条件为线性的二次规划问题,如果采用一定变换将其变为普通的线性规划,这既能保证结果的正确性,又可以大大地简化计算。讨论了二次0-1型整数规划的线性化求解:将二次0-1型整数规划问题等价转化为一次函数的线性0-1型整数规划问题,这样可以有效地简化求解。并给出了二次0-1型整数规划问题等价转化为线性0-1型整数规划问题的理论证明。实例分析进一步说明了该方法的适用性和可行性。

基于混合整数二次约束规划模型的FCL优化配置

研究了故障限流器(FCL)的优化配置问题,基于节点电压方程建立了FCL优化配置混合整数二次约束规划模型,并采用预测—校正原对偶内点法进行求解。首先,通过计算故障时支路电流,确定候选FCL安装支路,以缩小寻优规模,提高FCL优化配置效率;其次,在求解时考虑了变量数量级对数值计算稳定性的影响,通过引进中间节点使得变量数量级在合理范围内;最后,形成了一种计算快捷的FCL全局优化配置模型,在有效控制短路电流水平的同时使得FCL投资成本最低。通过对浙江电网2013年冬高运行方式下FCL优化配置的分析,证明了模型的正确性及其在大规模电网应用中的有效性。

基于混合整数规划的一类混杂系统优化方法

基于混杂系统的离散时间混合逻辑动态(Mixed Logical Dynamical,MLD)模型,研究了混杂系统具有控制输入约束的优化问题的混合整数二次规划(Mixed Integer Quadratic Program,MIQP)方法.把混杂系统的约束优化问题转化为MIQP问题;基于Branch & Bound算法,开发用于求解MIQP问题的MATLAB程序;并对该方法作了数值仿真计算.结果表明,MIQP是解决一类混杂系统优化问题有效的且具有发展前景的方法.

最大团问题的一个线性混合整数规划模型

最大团问题(MCP)是图论中的一个传统问题,在很多领域都有广泛的应用.主要利用已有研究的相关结论,将(MCP)的二次0-1规划模型等价转化为一个线性混合整数规划模型,再利用计算线性混合整数规划的软件求解.通过对所构造实例的计算,验证了求解(MCP)方法的有效性.

考虑配电网重构的城市多能源配电/气/热网扩展规划

城市多能源配网(UMEDN)处于能源互联网末端,实现UMEDN的协同规划与运行对提升多能量供给的可靠性与经济性至关重要。从能源配送网络的角度出发,提出了融合配电网重构的配电/气/热网扩展规划模型。首先,构建了能源集线器的数学模型;然后,考虑城市配电网、配气网、配热网以及能源集线器的相关约束,通过小时级别时间尺度模拟UMEDN的运行工况,以总成本最小为目标,建立了混合整数二次规划模型。采用所提模型可得到能量源、配送管道及能源集线器的最优建设类型、投运时间以及建设位置。仿真结果表明考虑配电网重构以及能源集线器的UMEDN协同规划能显著提升系统可靠性,降低相关设备的配置容量,减少能量传输损耗,从而显著降低总体规划与运行费用。

兼顾生态的梯级水电站优化调度模型研究与应用

随着生态环境保护意识的提高,国家对水库开展生态调度的要求也不断提高。针对金沙江下游梯级电站复杂多样的生态调度需求,以经济效益最大为目标,建立针对产粘沉性卵鱼类生态调度和促进产漂流性卵鱼类繁殖生态调度的梯级水电站中长期优化调度模型;通过生态调度与电站运行目标的整体优化,得到生态调度开展时机的优化方案,实现兼顾生态调度和电站发电。在此基础上,选取丰、平、枯共30个典型年进行分析。结果表明:不同典型年下考虑生态调度后梯级发电量减少0.01%~0.27%,来水越丰,生态调度的影响越大。就整个消落期来看,生态调度与兴利调度没有明显的冲突,但会影响梯级电站的消落进度,导致上游两座电站消落提前1旬左右,对下游两座电站影响较小。

一类非负二次整数规划问题的分支定界缩减方法

针对一类非负整数二次规划问题,提出了一个新的分枝定界缩减方法.在这个方法里,使用了一个新的超矩形二分技术和一个新的线性规划松弛定下界技术,同时为了提高逼近程度和加快收敛速度,使用了超矩形缩减策略.数值结果表明所提出的算法是可行的和有效的.

含典型非线性环节系统的混合整数优化控制

通过引入辅助逻辑变量与辅助连续变量,由混合整数线性不等式等价表达逻辑关系表达式,建立了一种广义线性系统模型.该模型能精确地描述一大类包含典型的非光滑,甚至非连续环节的非线性系统.基于广义线性系统模型和变控制时域混合整数预测控制(MIPC)算法,研究了含典型非线性环节的非线性系统的最优调节问题和最优跟踪问题的求解方法.MIPC算法在每一离散时刻归结为求解一个标准的混合整数二次规划(MIQP)问题.利用现有的基于分支定界算法的标准MIQP问题的求解程序,对提出的方法进行数值仿真计算.仿真结果表明,该方法对于解决一大类含典型非线性环节的非线性系统的优化问题是可行和有效的.