基于0-1整数规划算法的城市地下物流系统网络节点选址

随着中国城市经济的高速发展,诸多负面问题也慢慢出现,如出行越来越堵、雾霾越来越重、噪音越来越大等。人们在享受着科技发展带来的便利的同时,也在忍受着科技进步带来的负面问题。经济发展、效率提高、环境美好是社会发展的目标。在此背景下城市立体交通得到大力发展,城市物流立体运输方式——城市地下物流系统应运而生。基于改善和缓解城市问题,实现城市可持续发展的目标,研究了城市地下物流系统,并探讨了其网络节点的选择。研究以合肥市二环及周边区域的数据为例,构建了集合覆盖模型,并采用0-1整数规划算法确定地下物流系统网络节点的分布。

产品配置管理中模糊整数规划算法的研究应用

产品配置管理是在满足成本约束条件下根据顾客的不同需求，产生系列化的产品；其中零部件选择对产品最终的整体性能影响增大，所以选配最优的零部件组合成为一个值得研究的课题。

基于整数规划下遗传算法的P码直接捕获算法优化

P码直接捕获算法包含诸如平均点数、相干积累时间、非相干积累次数、频率步进量、唐检参数及快速傅里叶变换(FFT)运算单元数等10多个参数.当在算法检测概率、虚警概率和捕获时间满足要求的约束下,对算法消耗的多种资源进行优化时,具有多约束、多变量、非线性和整数取值等难点.为解决如此复杂的参数优化问题,提出一种整数规划下遗传算法应用于P码直接捕获算法.该方法借鉴遗传算法的思想,并考虑P码直接捕获算法参数的整数取值要求,适合各种条件下的算法参数优化.数值分析结果表明,该方法获得了最优的参数值,有助于实际应用.

求解最小支配集的线性混合整型规划算法

提出了一个高效的求解最小支配集问题的线性混合整数规划算法(MILP)。该算法主要针对最小支配集问题的特点建立整数规划模型,并通过Gurobi求解器进行优化求解。采用当前国际文献公开的共74个算例作为算法测试实验集,与FKW算法、传统的Grandoni算法以及改进的Grandoni算法进行比较。实验结果表明,该算法的计算效率明显优于其它的精确算法,且在所有算例上都能得到精确解。

考虑电压-无功调节的台区互联装置规划方法

伴随分布式能源广泛接入低压配电网,其对配电网运行灵活性和消纳能力的要求不断提高。利用低压柔性互联装置将独立运行的低压配电台区分区互联,避免传统电压调节和无功补偿装置频繁动作。考虑到柔性互联装置造价昂贵,协同传统电压-无功调节装置,文中提出低压柔性互联装置的选址定容规划方法。首先,分析低压柔性互联装置拓扑和运行方式,建立其潮流模型。其次,建立低压柔性互联装置优化配置的双层规划模型,上层规划以年综合费用最小为目标,下层规划考虑电压-无功协调控制时间序列模型,以运行成本和电压偏差最小为目标,基于粒子群优化算法和混合整数二阶锥规划算法交替求解,得出配电系统最优柔性互联方案和最优运行方式。最后,在IEEE 33节点系统上进行实例分析,验证该双层规划算法的有效性。结果表明,所提方法能有效减少柔性互联装置的过度布置,同时减少由分布式能源频繁波动造成的运行成本。将模型凸化并线性化的方法明显提高了求解效率。

基于软件定义的未来网络节能算法

随着网络用户的急剧增长和网络规模的不断扩大,网络的能耗已经成了越来越严重的问题,所以网络节能成为了人们关注的问题。但是,在传统的网络架构的基础下,进行网络的节能研究不是有效的,因为没有集中的控制和管理机制。因而提出了SDN的未来网络架构,其分离了设备的控制层和数据层,其控制层能够获得整个网络设备的信息,从而为网络的节能带来了方便。SDN是在全局网络的基础上提供了一种新的绿色网络节能技术:它能收集整个网络的拓扑和每个设备的实时流量信息。在SDN的基础上,提出了二进制节能算法和贪婪算法,通过SDN集中的管理和预处理流量,得到了更好的节能效果。通过仿真结果可以看出,提出的算法的确要好于传统的算法。

虚拟电厂内部资源调度算法的对比分析及应用

分布式发电资源的广泛应用对各类分布式发电机组的协调并网运行及其与传统发电机组的联合调度提出了新的要求。结合微型热电联产机组等分布式发电机组的特性,引入通用虚拟电厂技术,分析虚拟电厂内部发电资源优化调度算法,基于传统调度方法提出三种改进的调度算法,并通过实例分析对比了三种算法的寻优结果及运行时间。结果表明,基于混合整数线性规划算法与启发式算法的启发式线性规划改进算法有利于虚拟电厂业主获得更好的经济与环保收益以及更快的运算时间。

基于匈牙利算法求解的火力分配问题

匈牙利算法是求解指派问题的一个很好的算法,但一般情况下,火力分配问题的数学模型不具备指派问题的模型形式。针对目标函数是线性或非线性的一类火力分配问题,提出了虚拟火力单位或目标的方法,将问题转化为能够用匈牙利算法求解的指派问题,该方法简单、易于计算,有很高的应用价值。

基于Column-and-constraint的鲁棒配电网重构实用算法

网络重构是配电自动化的重要功能之一,随着智能电网的迅速发展,也越发体现其重要性。但是负荷的波动性和随机性给传统的静态配电网重构带来了严峻的挑战,改进的两阶段鲁棒优化模型可以很好地解决配电网重构中存在的这一问题。第一阶段配置辐射状配电网络,第二阶段寻求满足需求的最优潮流。该策略采用Column-and-constraint实用算法,其主问题和子问题采用整数二阶锥规划算法(mixed-integer second-order cone programming algorithm)来解决。33节点、69节点等典型算例实验结果表明,即使在负荷不确定的情况下,鲁棒配电重构表现出比传统配电网络功率损耗低,可靠性高的特点。实验验证了方法的有效性和良好的计算性能。

集中式电力现货市场下厂级煤电机组负荷优化分配研究

传统厂级煤电机组负荷优化分配以确定的电量和电价水平为基础进行研究,而在电力现货场景下,电量和电价都是不确定且波动的,因此相比传统模式下的厂级煤电机组负荷优化分配问题更加复杂和具有挑战性。基于对市场供需形势的判断,考虑煤耗、爬坡速率、出力上下限、非经济运行区间等生产条件约束,以发电利润最大化为目标,利用二次混合整数规划算法确定最优的负荷分配方案,支持煤电企业以此为目标进行电力现货市场的报量报价决策。结果表明:负荷优化分配可以有效提升煤电机组利润,并且多日联合优化比单日优化能获得更大的发电利润,对于煤电企业优化运行方式、提升交易决策水平、提高效益水平具有重要意义。

考虑运行可靠性的含风电电力系统优化调度

针对风电的波动性,建立了时序多状态风电功率输出模型。将投运风险度作为运行可靠性指标计入约束条件,建立了考虑运行可靠性的含风电电力系统优化调度模型,以抑制风电并网的负面影响。为突破当前国内外在运行可靠性应用方面还没有运行可靠性标准的局限,提出了含风电电力系统优化调度新策略,即在风电并入系统时,确保每一时段的运行可靠性至少不低于不含风电时该系统的最低可靠性指标。进而,提出了风电对传统机组的"替代效应"的概念,结合所提出的优化调度模型从运行可靠性的角度,分析了"替代效应"的负面影响。在求解模型时,先通过数学变换,将非凸高次混合整数规划(MIP)模型转化为凸二次MIP模型,然后运用优化软件Cplex中的MIP优化器求解。算例结果表明提出的优化调度模型及策略充分考虑了风电对优化调度影响,求解方法有效合理。

露天矿综合配矿模型

以鞍千矿业公司3个采场为例,在分析矿山各采区品位分布信息的基础上,建立了基于0-1整数规划算法的露天矿多采区协同开采资源配置优化的数学模型,并利用C++语言编写了0-1整数规划算法程序,对该模型进行了解算。研究表明:通过进行合理配矿,确保稳定的矿石输出品位,从而保持选矿厂矿石入选品位稳定,实现了提高生产效率、降低生产成本、提高矿产资源利用率的目的。

作动器最优配置的柔性结构振动主动控制

柔性结构广泛应用于航空航天等领域,为了获得结构的最佳动力学性能,在主动振动控制中作动器或传感器位置优化成为关键。基于结构有限元动力学方程,在状态空间利用系统可控和可观Gramian矩阵考虑结构剩余模态的影响,推导一种新的作动器/传感器优化准则。根据优化准则结合非线性整数规划遗传算法对作动器的位置进行配置。以悬臂板为研究对象,采用基于状态反馈的线性二次型调节器研究悬臂板的振动控制效果。与其他配置方法进行比较,验证了新方法的优越性。

A Modified Algorithm for Nonliear Integer Programming

Based on the analysis to the random sear ch algorithm of LUUS, a modified random directed integer search algorithm (MRDI SA) is given for first time. And a practical example is given to show that the adva ntage of this kind of algorithm is the reliability can’t be infuenced by the ini tial value X (0) and the start search domain R (0) . Besides, i t can be applied to solve the higher dimensional constrained nonlinear integer p rogramming problem.

含微电网群的主动配电网双层联合优化调度

主动配电网下分布式能源系统的调度优化是实现经济及安全运行的重要保障,也是提高分布式能源有效利用率的重要途径。基于泛在电力互联网需求,针对含有风电、光伏和储能装置的微电网群,构建含微电网群的主动配电网双层联合调度模型,提出了一种考虑微电网群共同参与主动电网运行的双层联合调度模式,实现双层优化:上层模型以配电网为研究对象,优化目标为提高电能质量、减少线损;下层模型以微电网为研究对象,优化目标为微电网运行成本最低。应用遗传算法求解上层优化模型,应用混合整数线性规划求解下层优化模型。以调整后的IEEE-33节点配电网系统为例,进行相应仿真实验,从而验证其应用在含微电网群的主动配电网优化领域的合理性与有效性。

基于能量收集的MEC系统的计算卸载策略研究

通过利用整数规划算法和贪婪策略对基于李雅普诺夫优化的动态计算卸载(Lyapunov Optimization-based Dynamic Computation Offloading,LODCO)算法进行升级和重构,使其适用于具多用户和多服务器的移动边缘计算系统,并通过选择各移动设备的执行模式,来降低执行成本。仿真结果表明,该算法不仅继承了LODCO算法的所有优点,而且可以提高计算任务的卸载率,降低执行成本。

耦合风光储及热泵的CCHP系统集成优化与运行特性研究

为提高可再生能源的有效利用和冷热电联供系统的综合性能,在天然气冷热电联供系统中引入光伏电池、风力发电、地源热泵和储能单元,构建一种耦合可再生能源的天然气冷热电联供(wind-solar-storage and heat pump,combined cooling,heating and power,WSSH-CCHP)系统,利用层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)建立考虑能效、经济及环境性能的综合评价指标,采用混合整数线性规划(mixed integer linear programming,MILP)算法,对该系统进行设备选型、容量配置及运行策略协同优化,以分供系统(separate production,SP)为参照系统,以济南市某能源中心为例,分析该系统集成优化效果及其运行特性。研究结果表明,该系统的综合指标优化结果相比SP系统提高37.8%,具有较好的综合性能,为耦合风光储及热泵天然气CCHP系统的发展及其集成优化与运行特性研究提供了参考。

充电场站光储充控制策略

针对充电需求带来的负荷具有不确定性,以及在不控制的情况下会在高峰期造成充电场站变压器过载等问题,本文提出了一种通过配置光伏和储能来提升充电场站的有效充电功率或服务能力的方法,并通过优化控制算法达到负荷跟踪的效果。该方法以每日光伏发电功率、用户负荷功率和每日分时电价为输入量。通过对3种应用场景的对比,可以定量计算出光伏和储能协同控制所带来的收益。为了对模型进行有效求解,本文提出和对比了两种不同的算法:粒子群算法和混合整数线性规划算法。这两种算法均可以用于确定储能控制策略并优化光储能系统的出力,但各有优缺点。计算结果表明,简单的低价充电、高价放电的充放电模式,不能快速应对变化的负荷功率;基于粒子群算法的储能控制策略能解决负荷跟踪问题并求得局部最优解,但达不到储能的最大利用率;而基于混合整数线性规划算法,可求得全局的最优解,达到接近100%的储能利用率,同时降低用户的日运行成本。通过动态调整储能充放电功率,可实现跟踪负荷功率、降低负荷峰值以避免变压器过载的功能,同时达到灵活应对复杂、多变的电力需求侧和供给侧的动态变化场景的目的。

One-parameter quasi-filled function algorithm for nonlinear integer programming

A definition of the quasi-filled function for nonlinear integer programming problem is given in this paper. A quasi-filled function satisfying our definition is presented. This function contains only one parameter. The properties of the pro- posed quasi-filled function and the method using this quasi-filled function to solve nonlinear integer programming problem are also discussed in this paper. Numerical results indicated the efficiency and reliability of the proposed quasi-filled function algo- rithm.

基于MILP的GIFT积分区分器搜索及优化

Banik等提出的轻量级分组密码GIFT算法已经入选了NIST针对国际轻量级密码算法开展的标准化竞赛的最终轮。目前已有针对其的线性分析、差分分析等的相关研究,但针对GIFT的积分分析仍待进一步研究。针对GIFT在积分密码分析过程中可分路径表达冗余的问题,提出了基于混合整数线性规划模型的积分区分器搜索求解和优化算法。首先对GIFT算法创建MILP积分分析模型,利用可分性质分别对GIFT算法的线性层和非线性层进行刻画。对线性层利用传播规则进行表达;对非线性S盒在传播规则的基础上使用贪心算法对表达式进行精简优化,得到了15个不等式作为约束条件。经过MILP求解后,得到64个9轮积分区分器。在此基础上,针对基于贪心算法的MILP求解模型精确度不足问题,引入MILP模型对S盒的可分性质进行重新表达,设计基于MILP的约简算法对GIFT积分区分器搜索进行优化,并重新求解MILP模型,最高得到了3个13轮的积分区分器。因此,基于MILP的S盒新约简算法可以优化S盒可分性质的表达,有效增加对GIFT算法的积分区分器攻击轮数,提高积分攻击效果。