[發明專利]基于改進NBI法的多目標機組組合優化方法

有效

• 申請號: 201710243273.2
• 申請日: 2017-04-14
• 公開（公告）號: CN107038489B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 劉新元;黃少偉;鄭惠萍;王晗;楊尉薇;陳穎;郝鑫杰;嚴正;王瑋茹;郝捷
• 申請（專利權）人: 國網山西省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G06Q10/02
• 分類號: G06Q10/02;G06Q50/06
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

1.一種基于改進NBI法的多目標機組組合優化方法，其特征在于，根據發電機機組參數構建出多目標機組組合優化模型，然后基于改進NBI法將模型中的多目標問題轉化為m個單目標問題，再根據線性化策略，對m個單目標問題中的二次不等式約束進行線性化處理，得到m個混合整數線性規劃問題，得到Pareto前沿上m個均勻分布的非劣解，并以其中的折衷解作為多目標機組組合優化結果；

所述的線性化處理，具體包括以下步驟：

1)改進NBI法將多目標問題轉換為m個單目標問題，即：其中：x為未知變量的向量；D_i為轉換為單目標問題后增加的截距變量；f_1min為目標函數f₁(x)的最小值；f_1max為目標函數f₁(x)的最大值；f_2min為目標函數f₂(x)的最小值；f_2max為目標函數f₂(x)的最大值；k為單目標問題的次序；g(x)為等式約束條件；h(x)為不等式約束條件；

2)對含有二次項的函數部分進行整理，得到：

3)根據改進NBI法中的線性化策略，對含有二次項的不等式約束進行線性化處理得到如下線性不等式約束：

①對于含二次項的目標函數f₁(x)轉換為：其中：d為線性化段數；和為插值法計算得到的線性化參數，且同一臺機組i在不同時刻的線性化后的參數相同為線性化段數；和為插值法計算得到的線性化參數，且同一臺機組i在不同時刻的線性化后的參數相同；

②對于含二次項的目標函數f₂(x)轉換為：其中：和為插值法計算得到的線性化參數，且同一臺機組i在不同時刻的線性化后的參數相同；

4)綜合目標函數以及線性約束條件，得到m個混合整數線性規劃問題。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征是，所述的多目標機組組合優化模型，通過獲取發電機機組的各項約束參數構建得到，該模型以經濟成本最小與污染氣體排放量最小為目標，并根據改進NBI法中的線性化策略對其中的二次目標函數進行線性化處理，分別求解單目標條件下目標函數的最小值f_1min和f_2min，作為Pareto前沿的端點。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征是，所述的多目標機組組合優化模型為：其中：目標函數的表達式為：f₁(x)為常規發電機組的一次能源消耗成本；a_i、b_i、c_i為機組i的成本系數；f₂(x)為發電機組的二氧化碳排放量；x_i，y_i，z_i為機組i的二氧化碳排放系數；為機組i在t時刻的有功功率；為機組i在t時刻的啟停0-1狀態變量，且表示機組處于開機狀態；S_i為機組的啟動成本；T代表時段數；N代表機組數。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征是，所述的非劣解，采用優化工具處理后的m個混合整數線性規劃問題進行求解得到。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征是，所述的線性約束條件包括：機組出力的上下限約束、機組的最小啟停時間約束、機組的爬坡約束。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征是，所述的折衷解，通過優劣解距離法選取得到。

7.一種實現上述任一權利要求所述方法的系統，其特征在于，包括：數據讀取模塊、模型建立模塊和運算處理模塊，其中：數據讀取模塊讀取機組數據并輸出至模型建立模塊以建立多目標機組組合優化模型；模型建立模塊將建立后的多目標機組組合優化模型輸出至運算處理模塊進行運算得到并輸出多目標機組組合優化結果；

所述的機組數據包括：機組出力的上下限、機組的最小啟停時間約束、機組的爬坡約束、線性化分段數、以及目標函數的系數。