基于改进NSGA2算法的电力系统经济调度优化

针对目前风能、光能、柴油发电机组多能互补模型中考虑弃风光能源的浪费,在系统构建中加入电解水制氢系统和氢燃料电池系统,利用可再生能源弃电实现零碳排放制氢,增强新能源电力的消纳,建立电力系统经济调度模型。将电解水制氢系统、氢燃料电池与风光火多能互补电力系统结合,利用电力系统满足负荷后多余的可再生能源弃电进行电解水制氢,并利用氢燃料电池对不足的电力进行补足,辅助火电机组进行调峰,氢储能的加入能够提升系统对其孤岛环境的电力供应能力。提出基于一种改进非支配排序遗传算法2(NSGA2)来求解目标函数,利用测试函数对改进前后的算法进行性能测试,通过实例数据进行模拟仿真,仿真结果表明,在不增污染气体排放量的同时降低了燃料费用,验证了在解决电力系统经济调度问题方面的可行性和有效性。

基于NSGA-Ⅱ算法的S-CO_(2)再压缩再热燃煤系统多目标优化

以S-CO_(2)再压缩再热循环燃煤发电热力系统为研究对象,以循环热效率ηt和平准化度电成本C LCOE为系统的热力性能和经济性能指标,分析了系统关键参数对系统热力和经济性能的影响规律。基于非支配排序遗传(NSGA-II)算法建立了S-CO_(2)再压缩再热循环燃煤发电热力系统的多目标优化模型,以系统的热力学性能和经济性为目标,得到了系统关键参数的最优解。最后,以再热温度、透平入口温度、主压缩机出口压力、再热压力、主压缩机入口压力、主压缩机入口温度、分流系数为决策变量,对系统进行多目标优化。结果表明:透平入口温度、再热温度的升高会使系统的循环效率和平准化度电成本同时增大,系统的热力性和经济性不能同时达到最优;多目标优化后ηt和C LCOE分别为53.07%、453.43元/(MW·h),相较于设计工况,ηt提高了5.42%,C_(LCOE)降低了5.91%。

基于LNS-NSGA2的多目标冷链运输优化

针对冷链物流配送系统配送成本较高以及车辆有效利用率低的问题,构建以运输成本最小化和用户满意度最大化为目标的多车型冷链物流路径优化模型,同时考虑配送时间窗和生鲜商品新鲜度对用户满意度的影响,不再对不满足时间窗配送的生鲜商品增加额外成本。以带精英策略的非支配排序遗传算法(Elitist Non-dominated Sorting Genetic Algorithm,NSGA2)为基础,设计聚类初始化种群方法,针对路径编码特点设计有序交叉方法;设计一种修复策略修改约束条件导致的不可行解,引导其在约束边缘搜索;结合大规模邻域搜索(Large Neighborhood Search,LNS)算法思想,引导个体在邻域搜索,增加局部搜索能力,丰富种群多样性。仿真实验结果表明,本文算法在多目标多车型路径优化问题中,得到的Pareto前沿明显优于传统的NSGA2算法。

NSGA2算法在十字防波板结构参数优化中的应用

小型消防车的水箱质量和尺寸相对整车的占比均较大,导致在行驶过程中水箱内介质的晃动对车辆的操纵稳定性影响显著。为探究消防水箱内部十字防波板的结构参数对车辆的操纵稳定性的影响。首先借助正交试验的方法,利用有限元分析十字防波板结构参数对液体晃动时水箱的载荷转移量及晃动力的影响;然后建立十字防波板结构参数与水箱的载荷转移量及晃动力之间的多目标代理模型,基于NSGA2遗传算法与COWA算子决策出一组最优方案;最后对整车动力学模型进行有效性验证,并通过仿真比较不同方案对车辆操纵稳定性的影响。结果表明,优化后的十字防波板设计方案使水箱的载荷转移量与晃动力下降了29.17%与10.90%,相较于未设置防波板方案与初始防波板方案,在双移线工况下的侧倾角评分分别提高19.12%和10.09%,横摆角速度评分分别提高5.69%和1.65%。该研究为小型消防车的水箱十字型防波板优化设计提供了理论参考。

基于改进NSGA2算法的考虑风机接入电能质量的多目标电网规划

大规模风电并网必然会给电力系统带来一系列的电能质量问题,为保证电网投资经济性和电能质量最优,考虑风机出力以及负荷预测的不确定性,利用机会约束规划方法构建了以线路总长度最短,风电场并网公共连接点处的电压闪变水平最低为目标的风电场多目标电网规划模型。针对传统优化算法的目标权重人为选择以及常规NSGA2算法的局部收敛等问题,提出将正态分布交叉(normal distribution crossover,NDX)算子引入到NSGA2算法中,借助NDX算子加强算法的全局搜索能力,优化出最佳的电网规划方案。对IEEE6节点系统的仿真结果表明所提方法具有较高的决策效率,得到的含风电场电网的规划方案,在保证经济性的同时,也使风机并网点的电能质量达到更高的品质。

一种带差分局部搜索的改进型NSGA2算法

NSGA2算法以其Pareto支配的选择模式并辅以解个体密度估计算子选择胜出解的策略而成为了现代多目标进化算法的典范,但是该算法通过计算解个体的聚集距离来保持群体的分布性的机制存在一定的缺陷。鉴于此,提出了一种带差分局部搜索的改进型NSGA2算法。新算法利用差分进化中变异算子的定向引导作用,抽取其中的差分向量,并与NSGA2算法结合以改善解群的分布性。仿真实验表明:新算法较NSGA2算法在解群分布的均匀性和广度上有明显的改善。此外,新算法在时间复杂性方面与经典的NSGA2算法相当。

基于NSGA2的钻进参数多目标优化

在钻进参数优化过程中,机械钻速、钻头寿命和钻头比能是衡量钻井整体技术的重要依据。针对以单位进尺成本为目标的钻进参数优化问题,提出了钻进参数多目标优化方法,建立了以机械钻速、钻头寿命和钻头比能为组合的钻进参数多目标优化模型,并采用NSGA2多目标优化算法对模型进行仿真计算。仿真结果表明,采用NSGA2求解优化问题,能以较快的收敛速度在解空间内得出分布均匀的pareto最优解集,为决策者在工程实际中选择优化方案提供有效方法,大大提高了工作效率,同时也为优化钻井提供了一种新方法。

基于多约束NSGA2算法的空管监视台站优化选址

为了实现空管监视台站的科学规划、合理布局,探讨了一种高效通用的优化选址算法。通过深入分析监视台站优化选址的问题,建立了多变量组合寻优的组网模型,提出了选址的简要约束条件和3个覆盖性能评估的目标函数,并在此基础上设计了空管监视台站优化选址的多约束NSGA2算法,该算法考虑了监视台站选址的各类影响因素加入多约束条件判定模块和种群修正模块。真实场景的仿真实例表明,优化输出的最优部署方案具有良好的覆盖性能,航路二重覆盖能达到98%以上,终端区域三重覆盖能达到95%以上。

基于改进的NSGA2算法考虑病患公平性及医院运作成本的病床配置优化研究

针对目前医院病床调度存在运营成本较大以及医患关系之间公平性的问题,提出一个考虑医院运作成本和病患公平性下单科室病床分配的多目标随机规划模型。首先,基于医院的相关政策,提出一个考虑响应性与准入性的权重测度指标来反映医患关系的公平性,并考虑医院的运作成本建立多目标随机规划模型;其次,为方便算法求解,采用线性化方法将复杂模型处理成混合整数线性模型;最后,采用改进后的NSGA2算法对多目标问题求解,并对算例进行不同的数值实验。通过调整不同的参数进行相对应的灵敏度分析,改进后的算法提升了算法的收敛性与多样性,实验结果验证了模型的有效性和适用性。

基于改进NSGA2算法的航空燃油泵叶轮优化设计

传统方法设计航空燃油泵受经验限制,需要反复试验改进,无法实现多目标同时优化。为消除传统设计方法的缺陷,设计一种改进NSGA2多目标遗传算法。将改进NSGA2算法用于某型燃油泵叶轮的优化设计,并将泵转速也增设为优化变量,结果表明在满足泵性能要求下可以减小泵尺寸,提高泵工作效率。与传统设计方法相比,采用改进NSGA2算法,可以缩短设计周期,降低设计成本,为泵设计提供了一种快捷有效的新方法。

基于NSGA2的网络环境下多标签种子节点选择

随着社交网络规模的不断扩大,网络节点的标签分类也不再单一,变得丰富多样,这些促使了社交网络中的多标签分类问题成为一个重要的研究领域。以前的研究重点主要集中在提高预测网络节点标签的精度上,而忽略了得到节点信息所产生的包含时间消耗和计算资源等在内的系统开销问题。可现如今随着网络规模不断扩大且复杂性不断增强,之前所忽略的系统开销问题变得越来越严重,增加了预测标签的成本,加重了预测网络节点标签的难度。该文针对这一问题提出了基于NSGA2算法的网络环境下多标签种子节点选择算法(NAMESEA算法),目的是在能大大降低预测节点标签所消耗的系统开销的前提下一定程度上提高预测标签的精度。该文将NAMESEA算法与其他多标签预测算法在多个真实数据集上进行实验对比,结果证明NAMESEA算法大大降低了预测节点标签的系统开销并且提高了预测精度。

基于NSGA2算法的燃料电池系统净功率优化

在质子交换膜燃料电池系统中,寄生功率占据燃料电池系统输出功率的相当一部分,系统的净输出功率是燃料电池系统的重要指标之一。目前对于燃料电池本身性能的改善主要集中在凭经验对单一控制参数的调整。提出了在稳态下,结合质、能量守恒公式推导,将空气过量系数、温度、阴极压力和阳极压力协同控制,将控制参数作为决策变量,燃料电池功率、空压机功率和散热器功率作为目标函数,采用一种非支配排序遗传算法(NSGA2)进行优化,在提高燃料电池输出功率的同时降低空压机和散热器的功率,并和传统的遗传算法(GA)作比较,验证了NSGA2的适用性,并探究了稳态条件对优化效果的影响。

改进NSGA2在炼钢-连铸调度中的应用研究

针对具有多重精炼方式的炼钢-连铸调度排产问题,采用单纯带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA2)存在求解精度不高,求解速度慢、并得到Pareto解集后需要人工确定最优解的问题,提出了基于优先级策略的改进NSGA2新方法。首先基于炼钢-连铸生产工艺过程及调度目标和要素建立多目标优化调度模型,然后将所提出的方法应用到具有多重精炼的炼钢-连铸生产调度问题中,并与现有采用原始NSGA2的仿真结果进行比较。实验结果表明本文提出的基于优先级策略的改进NSGA2算法在求解速度、求解精度上均优于原始NSGA2算法,并能自动给出唯一的最优调度方案,避免人工确定最优解缺乏科学依据问题。

基于局部搜索NSGA2算法的含油污水资源分配

针对目前油田含油污水回收分配存在运营成本较大以及回收作业区资源利用率较低的问题,提出一种基于局部搜索NSGA2算法的含油污水资源分配方法。首先,引入采油厂回收总成本以及回收作业区负载均衡度等指标建立组合评价体系,构建了面向含油污水产生方及回收作业区处理方的双角度多目标分配模型。其次,为了改善NSGA2算法计算过程中种群分布不均匀的情况并提高其收敛速度,提出一种基于混合移民策略的局部搜索机制,使用解的密度来衡量解的稀疏度,在稀疏解和种群领先解周围进行局部搜索,引导算法快速收敛。最后,以某采油厂为例,与多个算法进行比较,结果表明,所提算法所求解的质量均优于其他对比算法,验证了模型的适用性和有效性。

基于NSGA2算法的成像卫星星座多目标任务规划问题研究

微小卫星构成的星座在气象、军事等领域发展极为迅速。针对成像卫星星座多目标任务规划问题,以成像目标等级、资源消耗和成像效果为目标函数,建立了成像卫星星座任务规划的问题模型。将非劣排序遗传算法2(NSGA2)应用于求解成像任务规划问题中,通过MATLAB仿真验证了NSGA2算法求解多目标成像问题的可行性和有效性。

基于改进NSGA-2-DE算法的综合能源系统运行优化

针对综合能源系统污染物排放系数高、能源利用率低的问题,建立了一种含多种蓄能装置的冷热电联供型综合能源系统运行优化模型.以系统运行成本和环境成本最小为目标,基于改进NSGA-2-DE算法进行优化求解,得到系统运行方案的Pareto最优解集,并通过TOPSIS法得到最佳运行方案.以实际综合能源系统为例进行算例分析,结果表明:所提方法与传统的供能系统相比具有节能环保的优点,与传统算法相比计算时间缩短了45.56 s、运行成本和环境成本分别下降了5.2%和18.7%.

基于NSGA2的多目标稳健优化研究

将稳健设计优化设计理论、可靠性灵敏度技术和可靠性稳健设计方法相结,把稳定优化问题转化为多目标优化问题,采用NSGA2优化算法结合ANSYS稳健设计模块进行多目标稳健优化分析,不需要定义各个目标之间的权重,最后得到优化问题的Patero解集,通过与规定权重的多目标优化方法对比,得出此种稳健优化方法的最优解集与权重方法的解存在重合部分,表明NSGA2方法结合ANSYS稳健优化设计方法确实可行。

基于支配强度的NSGA2改进算法

NSGA2是一种简单、高效且被广泛使用的多目标进化算法(Multi-objective Evolutionary Algorithm,MoEA),但在求解实际工程领域中的高维、复杂非线性多目标优化问题(Multi-objective Optimization Problems,MOP)时,存在无法有效识别伪非支配解、计算效率低、解集收敛性和分布性较差等设计缺陷。对此,文中提出一种基于支配强度的NSGA2改进算法(INSGA2-DS)。新算法采用快速支配强度排序法构造非支配集,引入了考虑方差的拥挤距离公式,并通过自适应精英保留策略动态调整精英保留规模。基于标准测试函数的仿真实验表明,INSGA2-DS算法较好地改善了NSGA2算法的收敛性和分布性。

基于NSGA2优化正则极限学习机的变压器油色谱故障诊断

针对极限学习机缺乏稳定性对变压器故障诊断造成不良影响的问题,文中引入具有更好泛化能力的正则极限学习机,提出一种基于NSGA2优化正则极限学习机的变压器故障诊断方法。该方法以油中溶解气体含量比值作为特征输入,用NSGA2优化正则极限学习机随机生成的输入层权值与隐层偏置,避免了输出层权值矩阵过大,从而提高模型稳定性和诊断精度。仿真实验结果表明,相比于传统正则极限学习机,文中方法有更高的故障诊断正确率,是一种有效的变压器故障诊断方法。

基于NSGA2遗传算法的地铁隧道上方基坑工程优化设计

为在有效控制基坑下覆地铁隧道竖向位移的情况下,尽可能地减小基坑工程造价,基于NSGA2遗传算法,以5个基坑工程控制下覆地铁隧道竖向位移的关键设计参数为优化设计变量、隧道最大竖向位移和工程造价中的可变值为优化目标,优化得到Pareto最优解集。结合专家打分-COWA算子-博弈论组合赋权法和TOPSIS法从Pareto最优解集中选出最佳方案,并分析专家打分的主观权重改变对最佳方案的设计变量、目标函数值等参数的影响。研究结果表明:最佳方案比初始方案的隧道最大竖向位移减少23.3%,工程造价中的可变值减少36.9%,证明本文对地铁隧道上方基坑工程优化设计方法的有效性。