带连通性约束的蚁群优化算法主动解列断面求解策略

传统解列算法在实际系统断面搜索过程中面临两个难题:一是求解复杂度很高,属于NP难题;二是求解过程未考虑连通性,可能出现孤立发电机节点。因此,该文提出了一种带连通性约束的蚁群优化算法主动解列断面求解策略。该策略首先构建了主动解列的数学模型,然后将上述模型映射到具有单目标函数多约束条件的蚁群算法中,最后在充分保证连通性约束的基础上对该模型进行优化求解,获取具有最佳目标函数的解列断面。IEEE-118节点系统和某实际电网的仿真结果验证了文中所提方法的有效性与快速性。

ILP模型结合连通性约束的WSN传感器部署方案

针对无线传感器网络(WSN)区域覆盖中传感器部署的覆盖性和连通性问题,提出一种基于整数线性规划(ILP)模型和连通性约束的WSN传感器部署方案.在传统基于ILP的覆盖模型中融入连通性约束,并设置了直接和间接连接的决策变量,使其在不同的覆盖范围Rcov和通信范围Rcom下,都能够利用最小数量的传感器实现区域k-覆盖并保持连通性.实验结果表明,与现有的常规部署模式相比,该方案能够获得最小的传感器数量,有效降低了部署成本.

基于拓扑连通性约束遗传算法的主动解列断面搜索

随着大规模新能源互联电网的发展,电力系统发生连锁故障的风险越来越高,适当的主动解列可以阻止故障的传播。为解决主动解列断面求解过程中的系统拓扑连通性和计算复杂度高的问题,提出了一种含拓扑连通性约束遗传算法的主动解列断面搜索方法。该方法首先构建了解列断面搜索的数学模型,然后基于图论知识提出了一种系统拓扑连通性约束,并加入到遗传算法中。同时提出了一种系统拓扑简化和预处理方法。最后将简化后的系统拓扑和数据输入到含拓扑连通性约束的遗传算法中进行主动解列断面的求解。IEEE 118节点系统算例表明,所提算法能够保证求解出的主动解列断面具有拓扑连通性且有功功率基本平衡,系统拓扑简化和预处理方法能够有效提高算法的运行效率。

面向增材制造的应力最小化连通性拓扑优化

增材制造与拓扑优化的有机结合将极大促进高性能产品的研发,但现有基于拓扑优化的设计性能和可制造性研究多是独立开展,或常局限于传统的刚度问题,缺乏对工程中至关重要的强度问题的考虑.面向增材制造,针对协同考虑强度和可制造连通性的结构优化问题,建立了材料体积和连通性标量场约束下的结构应力最小化拓扑优化模型.针对求解过程中的不同数值困难问题,提出了有效的优化求解策略.引入基于P范数的全局标量场约束度量,并结合稳定转换误差修正技术来实现对局部标量场的有效控制.详细推导了相关灵敏度,然后通过典型数值算例论证了文中模型及方法的合理有效性.结果表明,仅考虑连通性约束的刚度最大化设计不一定能避免局部高应力集中,而该设计也不一定等同于应力最小化连通性设计;充足的材料许用量和恰当的连通性约束边界条件对提高所研究设计的性能至关重要,而应力凝聚参数取值并非越大越好,合理取值才能有助于获取高性能设计.此外,优化结果也在一定程度上论证了可制造性拓扑优化中考虑强度问题的必要性和可行性.

基于二次栅格扫描的无线传感器网络定位算法

为了提高无线传感器网络的定位精度,在栅格扫描算法的基础上提出了一种基于二次栅格扫描的无线传感器网络定位算法。利用未知节点与两跳范围内的锚节点的连通性约束信息,在近节点对未知节点进行栅格扫描得到其初始位置估计的基础上,引入远节点对未知节点再次进行栅格扫描,从而提高定位精度。算法增加了远节点栅格扫描的计算量,但不需要额外地增加节点的硬件功能。仿真结果表明,与仅利用近节点的栅格扫描算法相比,该算法在锚节点密度增大的过程中可以更快地提高定位精度。

应用网络流理论的停电系统恢复路径混合整数线性优化模型

停电系统恢复路径优化是一个组合优化问题,其计算规模随着系统规模的扩大呈指数级增长,加快恢复路径搜索速度是当前研究的热点之一。考虑到现有研究中的连通性约束尚未解析表达,使停电系统恢复路径优化问题难以建模为混合整数优化模型。为此,通过构建停电系统的单源多汇网络,以节点投运状态和线路流量作为决策变量,基于流量注入和到达节点间路径连通的基本原理,分别设定网络中各节点的流量守恒约束和容量约束,解析表达了网络连通性约束;在此基础上,将目标函数转换为线性表达形式,建立了恢复路径优化的混合整数线性优化模型,并采用CPLEX求解最优恢复路径。IEEE标准系统和江苏电网系统的仿真结果表明,基于所述模型的路径优化方法能够有效提高最优恢复路径的搜索速度。

面向增材制造需求的拓扑优化技术发展现状与展望

拓扑优化技术是性能优越、竞争力强的创新结构构型的有效设计方法,增材制造(3D打印)技术基于逐层打印的方式可以在不用模具和刀具的条件下生成几乎任意复杂的零部件,这两种技术的结合有望促进现代制造业发生质的飞越。近期发展的拓扑优化技术已针对增材制造需求,引入了悬空角约束和连通性约束等,使得优化结果能够直接被3D打印成型而且无需后处理过程。通过对此类直接考虑增材制造工艺约束的拓扑优化技术进行说明,进而对它们的未来发展趋势进行展望。