大规模定制家具OPF生产锯图排序优化

【目的】大规模定制是家具制造业转型升级的重要模式,高度自动化的OPF生产是其智能制造的主要发展方向之一。揉单生产是定制家具提升板材利用率从而缩减生产成本的重要手段,在OPF生产中对分拣工序提出了较高的要求。本研究着眼于大规模定制家具OPF生产中揉单与分拣的矛盾,通过锯图排序优化实现分拣来料的有序,进而使订单齐套进程更为平顺,缩减分拣仓峰值库存,达到缓解分拣压力、压缩分拣仓库容和扩大揉单规模的目的,推动实现大规模定制家具OPF生产的稳定。【方法】通过在定制家具生产一线展开长期研究,从OPF生产下的制造基本逻辑着手,探索基于现有设备条件在不引起板材利用率损失的前提下实施优化,提出以各订单板件在批次加工中的离散程度最小化为目标开展锯图排序优化,形成相关基础数据的采集与处理方法,构建锯图排序优化问题数学模型,运用遗传算法实现问题的求解并从订单板件离散程度、订单齐套进程以及分拣仓峰值库存3个维度进行优化效果评价,实现了大规模定制家具OPF生产锯图排序优化问题的求解。【结果】从欧派家居集团柜身生产线采集基础数据并进行处理,通过小规模测试验证可行性,并通过大规模测试测定总体效果。3个批次的小规模测试表明本研究提出的锯图排序优化方法具有可行性,各批次中订单板件的离散程度不同程度的缩小,批次订单齐套进程相比优化前更为平滑,分拣仓峰值库存相比优化前明显降低。3个工作日共51个批次的大规模测试各批次平均分散度缩减21.73%;首单及批次1/4订单齐套所需锯图数量降低37.27%与19.86%;分拣仓峰值库存平均降低105.25张板件,降低15.17%,表明锯图排序优化具有普遍适用性。【结论】通过锯图排序优化,可以在OPF生产的现有设备条件和板材利用率不变的前提下,以降低订单板件离散程度为目标实现有序化加工,从而平滑订单齐套进程,缓解机器人分拣前后段出入库严重失衡现象,实现分拣仓库容的压缩或揉单规模的进一步扩大,对于推动大规模定制家具智能制造的发展具有一定的借鉴意义。

基于OPF的互联电网AGC优化模型

提出了一种基于OPF的互联电网AGC优化模型。该模型在传统OPF模型的潮流安全约束基础上,考虑了发电机组和负荷的静态频率特性,增加了机组的爬坡速率约束、频率质量约束和互联断面的传输有功约束,同时以AGC机组的辅助调节费用最小为目标函数。所建模型扩展了OPF模型的应用范围,使其由发电计划的决策方法扩展为实时发电控制的决策方法,并避免了传统AGC策略的区域偏差和潮流安全约束的越限风险。采用预测-校正原对偶内点法求解所建模型,并通过对IEEE 39节点修正系统的仿真分析,验证了新模型的正确性和有效性。

岩爆等级预测的PCA-OPF模型

为了高效准确预测岩爆烈度,将主成分分析(PCA)和最优路径森林(OPF)算法相结合,选取岩石单轴抗压强度、应力系数、脆性系数、弹性能量指数以及完整性系数这5个指标建立了岩爆预测的PCA-OPF分析模型。通过SPSS软件对国内外50组岩爆工程实例数据做主成分分析,依据方差累计贡献率得出3个主要影响因素,作为输入因子对OPF模型进行训练、评估、测试。试验结果的平均预测准确率可以达到91.25%,对比于其它数学模型,PCA-OPF模型预测准确率更高且更稳定,表明PCA-OPF模型在岩爆等级预测中有较好的实用性,可作为一种新的岩爆等级预测方法。

含网损模拟的DCOPF对参考节点的依赖性及电力网欠秩问题

智能电网的发展,使基于DC潮流并模拟网损(简称"有损")的OPF被日益广泛应用。但至今,该OPF所得发电功率的解对参考节点的依赖性仍缺乏深入研究。为此,文中先构建基于DC潮流雅可比逆阵的直接网损模拟公式,再构建基于DC潮流并直接模拟网损的OPF模型,然后通过仿真就这种OPF所得发电功率的解对参考节点的依赖性展开深入分析。结果表明,这种OPF所得发电功率的解对参考节点有依赖性、且该依赖性对线路潮流极限约束很敏感。该依赖性的主要根源是模型中采用了丢参考节点的雅可比矩阵方程,这导致"用参考节点对地短路电网的电气量关系替代原始电网电气量关系"的原理性缺陷。这种OPF运用于电力系统调控时调节次数多、效能低。最后归纳出一类电力网欠秩问题,指出该类问题在已有电力系统理论范畴内尚无方法求解、探讨其解法对提高电力系统运行性能有重要意义。

浙江高校大学生OPF训练要素与模型构建研究——基于五种岗位姿态类型

OPF已成为高校培养高素质应用型人才的一项重要指标。文章以浙江高职院校具有代表性的酒店管理、模具设计与制造、会计、护理、刑事执行等五个专业所对应职业的五种岗位姿态进行调查研究,总结梳理出五种岗位姿态类型的职业工作特点及其与OPF能力关系,并由此研究确定基于五种岗位姿态类型的浙江高校大学生OPF训练要素,从而构建OPF训练模型,确定其训练方法。

基于模糊化处理OPF的实时电价及其实现

使用基于分布式母线,并考虑经济约束的最优潮流(OPF)模型,利用其可伸缩约束条件进行模糊化处理,运用改进遗传算法求解最优潮流。

海洋细菌Bacillus cereus OPF-0031产普鲁兰酶的发酵条件优化研究

利用响应面法对海洋细菌Bacillus cereus OPF-0031产普鲁兰酶发酵条件进行优化。在单因素实验基础上,首先通过两水平的PB(Plackett-Burman design)设计筛选出影响普鲁兰酶发酵的四个显著因素:硫酸铵、硫酸镁、硫酸铁、糯米粉;通过4因素4水平的响应面二次回归中心组合实验(central composite design,CCD)对上述影响因素进行优化。实验结果运用Design-Expert软件进行回归分析,最终确定最佳的培养条件:糯米粉15.53 g/L,硫酸铵9 g/L,硫酸镁0.9 g/L,硫酸铁0.018 g/L,蛋白胨10 g/L,磷酸二氢钾0.5 g/L反应温度为30℃,转速为180 r/min,最终酶活可达到2.7742 U/mL。

基于OPF的实时无功电价及其分析

提出一种新的计算无功价格模型。在模型中引入静止无功补偿器(SVC)的生产成本,以丰富模型涵盖的经济信息。采用互补条件形成新的无功电价模型的Lagrange函数,详细分解实时电价模型,全面分析La-grange乘子λp、λq的经济意义,揭示出无功生产费用和经典经济调度的关联性。在IEEE-14节点系统上,针对不同负荷进行数字仿真,结果表明:SVC对系统无功定价产生积极影响,这说明所提模型的有效性。在更为广泛的系统IEEE-4—IEEE-118上的数字仿真表明:运用原始-对偶内点法(PD IPM)求解无功价格具有良好的鲁棒性。

OPF方法在波场分离中的应用

多波多分量勘探技术已经成为广泛采用的技术方法,而作为分离多波资料,提取有效信息的重要手段,波场分离已经成为处理流程中不可缺少的一个环节。波场分离可以通过提取多波资料的运动学信息或者动力学信息进行,但由于原有方法在处理干涉波时会产生严重失真,不能在对应区域准确分离干涉波形,所以有一定的应用局限。本文通过奇异值分解方法在时域和时频域求取极化参数,并通过选取信噪比能量团以较准确求取该参数,利用OPF(oblique polarization filter)方法最后达到将叠加干涉波场分离的目的。该方法对数据质量要求较高,文中对理论数据的处理效果较好,在实际数据的处理上还有待于进一步改进和完善。

基于BPA与OPF的电网无功优化研究

对电网主网无功优化中的补偿容量进行了研究，通过对无功优化的算法进行分析比较，最终决定运用遗传算法进行无功优化，并结合某省电网的主网的实际数据，使用BPA潮流计算程序以及OPF无功优化程序进行无功优化的计算，确定了补偿设备的补偿容量，对优化效益进行了分析。

部分可观测条件下的配电网数据驱动最优潮流模型

电力系统最优潮流计算是典型的非线性非凸问题,线性化潮流模型主要用于将原始最优潮流问题转化为凸优化问题。配电网覆盖范围广,设备众多,模型参数维护困难,已有的基于数据驱动的线性化潮流模型多基于完备的系统量测数据,而实际中考虑经济性安装的测量单元,无法覆盖所有设备,系统量测通常是部分可观测的。为解决量测的部分可观测性问题,提出一种数据驱动线性潮流模型,并基于此构建基于数据驱动的线性化最优潮流模型,该模型对量测中的不良数据具有鲁棒性。通过对不同部分可观测场景的测试,验证了所提模型的有效性。

二级备用辅助服务市场中可中断负荷管理模型研究

该文研究建立了二级备用(即非旋转备用,或称运行备用)容量辅助服务市场中的可中断负荷(以下简称 IL招标数学模型。电力市场运营管理机构可以采用这个模型对 IL 投标方案进行实时性选择。这个模型基于最优潮流(OPF)算法。该文也对 IL 市场结构进行了研究并提出了建议。模型包括了对 IL 招标方案设计要考虑的主要因素,例如,提前通知,负荷点的位置,负荷的功率因素,等等通过实施可中断负荷管理(简称 ILM),ISO 可以在电网高峰负荷时段拥有充足的运行备用容量。

多阶段协调的风险调度模型及算法研究

为对预防控制和校正控制进行合理协调,降低系统的运行风险,对"故障前–故障后至实施校正控制前–校正控制"3个运行状态均予以考虑,提出一种多阶段协调的风险调度方法(multistage coordinated risk dispatch,MCRD),构建MCRD的数学优化模型,并给出基于Benders分解的求解算法。算例分析表明,MCRD通过在调度模型中施加风险协调约束,能够有效协调预防控制和校正控制,并根据不同天气状态给出低风险且经济性合理的调度方案,可为调度员运行决策提供重要参考。

考虑大规模电动汽车接入电网的双层优化调度策略

随着经济发展和化石燃料短缺、环境污染严重的矛盾日益尖锐,电动汽车(Electric Vehicle,EV)的发展和普及将成为必然趋势。大规模无序充电的电动汽车接入电网充电将给电网带来强大的冲击,并可能导致电网局部过负荷,威胁电网运行的安全性和经济性。因此研究了发电机、电动汽车、风力的协同优化计划问题,提出了一种基于输电和配电系统层面的电动汽车充放电计划双层优化调度策略。在输电网层,以减少发电机组的运行成本、PM2.5排放量、用户的总充电成本和弃风电量为目标,建立了基于机组最优组合的上层优化调度模型;在配电网层,以降低网损为目标,考虑网络安全约束和电动汽车的空间迁移特性,建立了基于最优潮流的下层优化调度模型。在基于标准10机输电网和IEEE33节点配电网的电力系统仿真模型上,对所提的基于双层优化的大规模电动汽车充放电调度策略进行了仿真分析,验证了所提双层优化调度策略的有效性和优越性。

基于最优潮流的停电模型及自组织临界性分析

在分析现有停电模型不足的基础上,利用自组织临界理论和最优潮流(OPF),建立了电网连锁故障和停电模拟模型。该模型包含反映电网连锁故障的快动态以及电力系统发展的慢动态2个过程。IEEE 30节点系统的仿真表明:该模型的快动态能够模拟连锁故障过程,并从微观上揭示了快动态系统的自组织临界性;此外,以系统总负荷需求和网络总传输容量比值作为特征量,可从宏观上初步揭示互联电网的自组织临界性;进一步,提升线路输送能力可以有效地防止大规模停电灾变事故的发生,降低停电风险。

基于二阶锥优化的含有载调压变压器主动配电网最优潮流

随着分布式电源接入,配电网变为具有一定可控性的主动配电网,其优化运行本质上为包含多种离散可调设备的最优潮流问题。因模型的非凸、非线性,该类问题的高效求解方法仍是研究的热点和难点。有载调压变压器(OLTC)是主动配电网的重要可调设备,其策略对系统运行特性,尤其是电压水平会产生显著影响,故研究含OLTC的主动配电网最优潮流及其高效求解方法是十分必要的。基于支路潮流模型,文中构建了含OLTC的主动配电网最优潮流模型,提出了一种基于分段线性化技术的OLTC精确线性化建模方法,并论证了二阶锥松弛法在求解所构建最优潮流模型上的适用性。基于修订的IEEE系统的算例分析验证了所提出OLTC建模方法的有效性及二阶锥松弛法在求解含OLTC的主动配电网最优潮流问题上的高效性。

基于贡献因子理论的阻塞费用连续积分分摊方法

阻塞费用分摊是阻塞管理的重要内容之一。目前的基于 AUMANN-SHAPLEY 值的分摊方法需采用近似的离散数值积分方法,需多次求解系统最优潮流,不利于大系统应用。该文分析了 DC 潮流约束下阻塞消除过程中最优解及其灵敏度的变化规律,提出了基于贡献因子理论的阻塞费用简捷分摊方法。与现有方法相比,该文方法的显著特点是:阻塞费用分摊可采用连续积分方法,而不是近似的离散数值积分方法。交流潮流约束下也可采用文中方法。

基于实时电价的微网PSO最优潮流算法研究

针对含多种DER的中压微网系统,提出基于实时电价的微网PSO最优潮流算法。首先推导了包含可中断负荷且与大电网可双向潮流交换的微网经济成本方程及包含能量流失的蓄电池运行约束方程。考虑了目前备受关注的PM10对健康的影响,综合经济、环境、健康成本及多种约束,以微网24小时运行费用最小为目标,建立了微网综合经济运行的优化模型。之后,提出基于牛顿-拉夫逊最优潮流算法的混沌PSO算法,结合某电力市场的实时电价和通过负荷预测获取的负荷曲线,在满足负荷需求的前提下,实现可中断负荷、蓄电池、DER与大电网功率的经济共享。最后,在Matlab环境下编程实现了该混沌PSO最优潮流算法。通过对某中压微网系统4种运行状态下的经济性分析,验证了该方法的正确性和有效性。

大型交直流并联输电网网损优化理论及其在南方电网中的实现

交直流并联电网的网损优化问题与传统无功优化问题有很大不同,纯交流电网主要通过合理配置系统无功以降低网损,而交直流并联电网则是通过调整直流功率改变有功潮流分布,从而实现降低全网网损。尤其对于远距离、大容量、交直流并联送电的南方电网,调整交直流潮流分布降低主网网损则具有更加重要的意义。然而实际运行中主要依靠经验调整交直流潮流,亟需一种能够指导交直流输电网损优化的理论方法和适用于大规模系统的网损分析工具。该文系统分析交直流潮流分布影响网损的机理,提出相应网损优化最优潮流模型和最优等网损微增率原则。同时提出适用于大区电网规模的实用计算方法,在保留系统完整拓扑模型基础上实现算法的高准确性、稳定性和快速性。所提出的交直流并联电网网损分析理论和实用方法,已经应用于南方电网实际调度运行工作,并取得了较大的降损效益。

含微网及电动汽车的主动配电网供电恢复策略

为充分发掘并利用紧急情况下微网及电动汽车对区域配电网的电能支撑作用,进而提高配电网故障后供电恢复的有效性、快速性、经济性和可靠性,文中提出一种含微网及电动汽车的多源主动配电网多级快速供电恢复策略,包含微网供电恢复、微网与电动汽车协同供电恢复,以及一级馈线供电恢复三级方案。随后,以供电恢复后配电网的网损最小为目标,构建各级供电方案的最优潮流模型,并利用遗传算法来获取配电网多级供电恢复的最优方案。最后,以IEEE典型三馈线配电测试系统为例验证了本文所提多级快速供电恢复策略的可行性和有效性。