[發明專利]一種基于雙目標優化的電能路由器冗余子模塊配置方法

在審

• 申請號: 201911272715.1
• 申請日: 2019-12-12
• 公開（公告）號: CN111181701A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 李先允;周子涵;王書征;殷帆;盧乙
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: H04L1/22
• 分類號: H04L1/22;H04L12/24
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種基于雙目標優化的電能路由器冗余子模塊配置方法，包括以下步驟：(1)確定系統的可靠性函數；(2)根據系統的可靠性函數建立成本?損失函數E_M；(3)根據系統的可靠性函數和成本?損失函數E_M建立雙目標優化函數T_total；(4)對雙目標優化函數T_total進行優化，得到優化目標函數maxT_total；(5)求解優化目標函數maxT_total，得到冗余子模塊數量n。該方法采用雙目標函數，能夠分析出使可靠性與經濟性的綜合達到最優情況的冗余數量，分析過程簡單、有利于在工程中應用。

技術領域

本發明涉及一種電能路由器冗余子模塊配置方法，更具體地，涉及一種基 于雙目標優化的電能路由器冗余子模塊配置方法。

背景技術

為了應對能源體系變革,能源互聯網的概念應運而生，作為能源互聯網中的 核心設備，電能路由器的可靠性關系著未來能源互聯網能否安全可靠運行。冗余 作為一種提升系統可靠性的重要方法，能夠在電能路由器的可靠性研究中加以應 用，對于冗余子模塊的配置，當前大多采用通過實際情況和經驗來選取冗余數量 的方法，冗余模塊數多，系統可靠性越高，但會造成成本較高且冗余模塊利用率 低，經濟效益差；冗余模塊數越少，雖然花費的成本較少，但其可靠性差。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一種分析方法簡單、有利于工程應用的基于 雙目標優化的電能路由器冗余子模塊配置方法。

技術方案：本發明所述一種基于雙目標優化的電能路由器冗余子模塊配置方 法，包括以下步驟：

(1)確定系統的可靠性函數；

(2)根據系統的可靠性函數建立成本-損失函數E_M；

(3)根據系統的可靠性函數和成本-損失函數E_M建立雙目標優化函數T_total；

(4)對雙目標優化函數T_total進行優化，得到優化目標函數maxT_total；

(5)求解優化目標函數maxT_total，得到冗余子模塊數量n。

其中，步驟1中確定系統的可靠性函數分為兩種情況，當子模塊采用冷備用 時，系統可靠性為R_cold：

當子模塊采用熱備用時，系統可靠性為R_hot：

其中，P為必須參與工作的子模塊數(P＞0且為整數)，λ為單個子模塊的失 效率(0＜λ＜1)，t為系統工作時間，n為冗余的子模塊數。

步驟2中：

E_M＝min{cn+d(1-R_cold/hot)}

其中，c為單個子模塊的成本(c＞0)，d為設備退出運行所帶來的損失 (d＞0)，R_cold/hot為子模塊分別處于冷/熱備用時系統的可靠性。

步驟3中：

步驟4中：

maxT_total＝ω·ln(R_cold/hot)-(1-ω)·E_M

其中，ω表示權值系數(0≤ω≤1)。