[發(fā)明專利]基于權(quán)重分配的綜合能源系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)行建模方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010397515.5
• 申請(qǐng)日: 2020-05-12
• 公開（公告）號(hào): CN111581885A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方超;鄒磊;唐一銘;吳正勇;張方云;姜宇軒;王燦;陳復(fù)興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇方天電力技術(shù)有限公司;國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司;浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/27
• 分類號(hào): G06F30/27;G06N7/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 吳海燕

本發(fā)明公開了一種基于權(quán)重分配的綜合能源系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)行建模方法，包括步驟：分別構(gòu)建單目標(biāo)函數(shù)，對(duì)單目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行隸屬度映射，并進(jìn)行權(quán)重歸一化分配；將映射后的各項(xiàng)函數(shù)與對(duì)應(yīng)權(quán)重進(jìn)行線性加權(quán)，重新構(gòu)建綜合能源系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)行模型。本發(fā)明方法將通過建立單目標(biāo)函數(shù)到隸屬度的映射，將不同量綱的目標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)換為同一比例尺度下的無(wú)量綱函數(shù)；引入重要性標(biāo)度和判斷矩陣，對(duì)多目標(biāo)函數(shù)各項(xiàng)之間的相對(duì)重要程度進(jìn)行定量表示，并借助矩陣歸一化的方法實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)權(quán)重的分配。本發(fā)明方法可以較好地解決綜合能源系統(tǒng)中具有不同量綱的多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)的構(gòu)造問題，相比傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)法和試探法，具有使用簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化建模領(lǐng)域，尤其涉及一種基于權(quán)重分配的綜合能源系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)行建模方法。

背景技術(shù)

在綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)行中，我們經(jīng)常會(huì)將一些問題轉(zhuǎn)化為優(yōu)化問題，并同時(shí)希望這些問題的解能夠從多個(gè)方面達(dá)到整體最優(yōu)。這類問題稱之為多目標(biāo)優(yōu)化問題。例如，在研究綜合能源系統(tǒng)的運(yùn)行優(yōu)化問題時(shí)，我們可能要求系統(tǒng)在滿足冷熱電負(fù)荷需求的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、能效、環(huán)保等綜合效益的最大化。在構(gòu)造多目標(biāo)優(yōu)化問題時(shí)，多個(gè)目標(biāo)函數(shù)項(xiàng)之間往往存在量綱不一致的情形，導(dǎo)致目標(biāo)函數(shù)各項(xiàng)權(quán)重確定困難，函數(shù)項(xiàng)之間無(wú)法直接進(jìn)行線性相加。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對(duì)以上問題，本發(fā)明提出一種基于權(quán)重分配的綜合能源系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)行建模方法，借助矩陣歸一化的方法實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)權(quán)重的計(jì)算與分配。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于權(quán)重分配的綜合能源系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)行建模方法，包括步驟：

(1)分別構(gòu)建單目標(biāo)函數(shù)，形成綜合能源系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)行模型；

(2)對(duì)單目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行隸屬度映射，并進(jìn)行權(quán)重歸一化分配；

(3)將映射后的各項(xiàng)函數(shù)與對(duì)應(yīng)權(quán)重進(jìn)行線性加權(quán)，重新構(gòu)建綜合能源系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)行模型。

進(jìn)一步地，所述步驟1中，綜合能源系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)行模型：

其中，x為決策變量；h(x)為等式約束；g(x)為不等式約束，g和分別為其下限和上限；f_i(x)和w_i分別為第i類目標(biāo)函數(shù)和權(quán)重；N為目標(biāo)函數(shù)項(xiàng)數(shù)。

進(jìn)一步地，所述步驟2具體包括步驟：

(2.1)通過建立單目標(biāo)函數(shù)到隸屬度的映射，將不同量綱的目標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)換為同一比例尺度下的無(wú)量綱函數(shù)；

(2.2)引入重要性標(biāo)度和判斷矩陣，對(duì)多目標(biāo)函數(shù)各項(xiàng)之間的相對(duì)重要程度進(jìn)行定量表示；

(2.3)借助矩陣歸一化的方法實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)權(quán)重的分配。

進(jìn)一步地，所述步驟2.1具體包括：

(2.1.1)以單目標(biāo)函數(shù)f_n(x)為優(yōu)化目標(biāo)，代入綜合能源系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)行模型中進(jìn)行計(jì)算，得到最優(yōu)決策變量值

(2.1.2)將最優(yōu)決策變量值代入各單目標(biāo)函數(shù)項(xiàng)f_n(x)(n＝1,2,…,N)中，形成向量F_n；

(2.1.3)重復(fù)上述步驟N次，得到矩陣F＝[F₁,…,F_n,…,F_N]^T；

(2.1.4)計(jì)算F中各列的最小和最大值，分別記為F_n,min和F_n,max；