[發明專利]優化方法

在審

• 申請號: 202010021063.0
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111506355A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 安德魯·R·米爾斯;馬斯扎圖爾·M·曼蘇爾;德里克·S·沃爾
• 申請（專利權）人: 勞斯萊斯有限公司
• 主分類號: G06F9/445
• 分類號: G06F9/445
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王亮;閆小龍

本發明提供了一種優化可重新配置的電力系統的性能的計算機實現的方法。所述方法包括以下步驟：接收所述電力系統的操作配置文件；將所述操作配置文件劃分成多個子階段；在所述操作配置文件的每個子階段上執行所述電力系統的近似優化例程，以導出所述電力系統的相應的近似優化的配置；在所述操作配置文件的相應子階段上執行每個近似優化的配置的精細優化例程，以導出針對所述子階段的相應的精細優化的配置；以及定義所述電力系統的設置以實現對所述電力系統的所述精細優化的配置。

技術領域

本公開涉及一種優化可重新配置的電力系統的性能的計算機實現的方法。

背景技術

對任務/操作配置文件的電力系統優化，特別是在載具諸如飛行器的背景下，通常被視為有限時域優化問題。在行程的有限時域內的每個時間實例處，可以確定電力系統的最佳配置。有一項建議是將此作為模型預測控制解決方案來解決(Huang,Y.等人，2017年，“Model predictive control power management strategies for HEVs:A review”，《Journal of Power Sources》)。然而，解決在每一個時間步長上具有一整組決策變量的整個任務內的問題在計算上面臨巨大挑戰—特別是對于非線性系統。在非載具電力系統諸如靜電發電機方面也可能遇到類似的問題。

先前，此難題的解決方案是在不同的時間標度內分層分解問題。例如，已知基于時間標度，即基于功率部件的基礎物理動力學來分解電動船舶的電力優化問題(Xie,Y.,Seenumani,G.和Sun,J.，2008年，《Grand Challenges in Modelling and Simulation》會議論文集中的“Real-time Simulation and Optimisation of Multi-scale ShipboardPower Systems”)。然而，這需要構建不同的模型，并且假定以適于用優化器求解的方式對慢速時間標度進行建模。此外，如果系統在任何時間標度上都是非線性的，則該問題不具有確定性或收斂保證。

發明內容

因此，在第一方面，提供了一種優化可重新配置的電力系統的性能的計算機實現的方法，包括以下步驟：

接收所述可重新配置的電力系統的操作配置文件；

將所述操作配置文件劃分成多個子階段；

在所述操作配置文件的每個子階段上執行所述電力系統的近似優化例程，以導出所述電力系統的相應的近似優化的配置；

在所述操作配置文件的相應子階段上執行每個近似優化的配置的精細優化例程，以導出針對所述子階段的相應的精細優化的配置；以及

定義所述電力系統的設置以實現對所述電力系統的所述精細優化的配置。

有利的是，該方法提供了一種在實際的時間范圍內解決復雜的大規模優化問題的方法。近似優化允許通過固定用于細粒度優化的邊界條件來解耦子階段，從而允許在不依賴于其他子階段的情況下更簡單地解決細粒度優化。這種優化可用于改善參數，諸如：燃料消耗量、電力可利用率、電力效率和部件健康狀況。

該計算機實現的方法可以具有以下任一種可選特征，或者在它們兼容的范圍內，可以具有以下可選特征的任何組合。

可重新配置的電力系統可以是載具中的電力系統。操作配置文件則可以是載具的任務配置文件。載具可以是飛行器、船舶、火車、汽車等。任務配置文件可適合于載具類型。例如，飛行器的飛行計劃；船舶的運輸路線和計劃表；混合機車系統的路線、時間表和鐵路網信令信息、速度限制、傾斜度、架空電力線的可用性等；針對汽車的具有不同類別的環境的路線。