[發(fā)明專利]一種自適應(yīng)擾動量子粒子群的泛能站調(diào)度方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810632312.2
• 申請日: 2018-06-19
• 公開（公告）號: CN110619409B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 代景龍
• 申請（專利權(quán)）人: 新智數(shù)字科技有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06;G06N3/00
• 代理公司: 北京嘉科知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11687
• 代理人: 楊波

1.一種基于自適應(yīng)擾動量子粒子群算法的泛能站調(diào)度方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

1)建立泛能站能效模型，所述能效模型包括群體規(guī)模、粒子維度、粒子群位置；

2)構(gòu)建目標函數(shù)，所述目標函數(shù)是根據(jù)目標函數(shù)計算每個粒子的適應(yīng)度Fitness，根據(jù)粒子群優(yōu)化算法確定并記錄粒子的個體最優(yōu)位置Pbest、群體的全局最優(yōu)位置gpbest和最優(yōu)中值位置S(t)；

3)根據(jù)以下公式更新粒子個體最優(yōu)位置Pbest，群體的全局最優(yōu)位置gpbest和最優(yōu)中值位置S(t)，其中，假設(shè)粒子i在D維空間運動，則在第t次迭代時，粒子i的個體最優(yōu)位置為：p_i(t)＝r_i(t)*pbest_i(t)+[1-r_i(t)]gpbest_g(t)，式中，r_i(t)是均勻分布在(0，1)上的隨機數(shù)，第t+1次迭代時粒子i的位置表達式為：式中，u_i(t)是均勻分布在(0，1)上的隨機數(shù)；α稱為擴張－收縮系數(shù)；S(t)為最優(yōu)中值位置，表達為：其中M為群體規(guī)模大小；

4)判斷算法是否滿足終止條件，如果滿足，轉(zhuǎn)向步驟6)；否則執(zhí)行步驟5)；

5)根據(jù)以下公式計算群體的平均適應(yīng)度偏差Δ，判斷Δ是否小于閾值，如不滿足，轉(zhuǎn)向步驟3)；否則，根據(jù)以下公式β_k＝c₁[C_k(0,1)+c₂N_k(0,1)]，對群體執(zhí)行擾動操作后轉(zhuǎn)向步驟3)，上述公式中，M為群體規(guī)模大小，f_m為粒子m的適應(yīng)度，f_avg為當前群體的平均適應(yīng)度，Δ為群體的平均適應(yīng)度偏差，c₁和c₂為擾動系數(shù)，k為當前迭代次數(shù)，k_max為最大迭代次數(shù)，c_min和c_max為擾動系數(shù)的最小值和最大值；

6)輸出最優(yōu)泛能站的能效模型；

步驟2)中構(gòu)建的目標函數(shù)F為，

其中，

時段t電價與購買電量的乘積；

時段t氣價與購買氣量的乘積；

時段t用戶所需電量與電價的乘積；

時段t用戶所需熱量與熱價的乘積；

Ny,Nm,Nb：分別為余熱鍋爐、內(nèi)燃機和燃氣蒸汽鍋爐的個數(shù)；

分別為時段t第i臺余熱鍋爐、內(nèi)燃機和燃氣蒸汽鍋爐的運行維護成本；

和分別為時段t第i臺余熱鍋爐、內(nèi)燃機和燃氣蒸汽鍋爐的開機成本和停機成本；

y，m，b：分別代表余熱鍋爐、內(nèi)燃機和燃氣蒸汽鍋爐；

e，h，g，w：分別代表電能、熱能、燃氣，水；

分別為第i個燃氣蒸汽鍋爐、內(nèi)燃機和余熱鍋爐的狀態(tài)變量；

分別為時段t第i個燃氣蒸汽鍋爐、內(nèi)燃機和余熱鍋爐的啟動變量；

分別為時段t第i個燃氣蒸汽鍋爐、內(nèi)燃機和余熱鍋爐的停機變量；

狀態(tài)變量和啟停變量均為0－1整數(shù)變量，1代表設(shè)備運行狀態(tài)/開機/關(guān)機，0代表設(shè)備停運狀態(tài)/無開機動作/無關(guān)機動作；

步驟1)中

所述能效模型需滿足電量平衡約束，內(nèi)燃機電力輸出以及電網(wǎng)購電量應(yīng)滿足用戶負荷需求：

所述能效模型需滿足熱能平衡約束，內(nèi)燃機同時產(chǎn)生高溫煙氣，通過余熱鍋爐產(chǎn)生的高溫蒸汽，并結(jié)合燃氣鍋爐產(chǎn)生的高溫蒸汽為用戶提供熱負荷，因而滿足以下的熱守恒：

所述能效模型需滿足燃氣平衡約束，泛能站通過天然氣為內(nèi)燃機和燃氣鍋爐提供原料，滿足燃氣守恒：

所述能效模型需滿足內(nèi)燃機余熱回收約束，內(nèi)燃機的煙氣輸出即為余熱鍋爐的輸入，且兩者運行狀態(tài)同步：

所述能效模型需滿足設(shè)備運行安全和狀態(tài)耦合約束，燃氣蒸汽鍋爐，內(nèi)燃機和余熱蒸汽鍋爐最大產(chǎn)能和最小產(chǎn)能又分別跟設(shè)備的狀態(tài)變量耦合：

式中，·和分別為變量·的上下限；

所述能效模型需滿足開停機和設(shè)備狀態(tài)耦合約束，引入啟動變量和停機變量，將啟動成本和關(guān)機成本納入模型，并考慮設(shè)備開停機和設(shè)備狀態(tài)的各時段的耦合關(guān)系：

所述能效模型需滿足設(shè)備之間輸入輸出耦合約束，內(nèi)燃發(fā)電機輸入天然氣輸出電力，同時排放高溫混合煙氣，天然氣的消耗量與產(chǎn)生的電量和高溫混合煙氣的能力之間有確定的關(guān)系，采用黑盒模型，直接通過內(nèi)燃發(fā)電機的歷史數(shù)據(jù)進行擬合：

所述能效模型對燃氣鍋爐有以下的約束條件：其中，a_j,b_j,c_i,d_i,e_i為歷史數(shù)據(jù)擬合值。