[發明專利]求解環境經濟調度問題的多目標灰色預測演化方法及系統

在審

• 申請號: 202010550313.X
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111783988A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 胡中波;代燦云;高聰;李政;徐新林
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: G06N3/12
• 分類號: G06N3/12;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 嚴超

1.一種求解環境經濟調度問題的多目標灰色預測演化方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，根據實際發電機組情況，設置多目標灰色預測演化算法所需的參數，所述參數包括：種群大小、問題維度、上下邊界、外部檔案集容量、最大迭代次數和差分閾值；

步驟2，種群初始化：基于灰色預測演化算法以及發電機組的環境經濟調度數學模型，初始化前三代種群，構建初始種群鏈Pc＝{P1,P2,P3}以及外部檔案集；所述發電機組的環境經濟調度數學模型包括目標函數和約束函數；

步驟3，種群繁殖：基于外部檔案集中每個解的最大距離的領導者更新策略來更新個體領導者；從構成種群鏈的三個種群中分別隨機選擇一個個體，計算任意兩個個體對應維度的差的絕對值，若最大的絕對值大于差分閾值th，則使用均值灰色模型來產生新的個體；否則，使用基于稀疏標記的領導者指導策略來產生新的個體；

步驟5，邊界處理：判斷新的個體是否在可行域空間中，若在則根據所述約束函數進行約束處理，如果超出可行域空間，則直接為新的個體賦值上下界，再進行約束處理；

步驟6，選擇操作：將約束處理后的新的個體與種群鏈中的第三個種群中的個體進行比較，根據支配關系選擇其中一個個體進入下一代，生成下一代種群；

步驟7，種群鏈更新：將更新前的種群鏈中的第二代和第三代種群作為新的種群鏈中的第一代和第二代種群，并與新生成的種群構成新的種群鏈；

步驟8，外部檔案集維護：將新生成的種群中的非支配解放入外部檔案集中，并刪除外部檔案中的被支配的解；

步驟9，判斷是否達到最大迭代次數，若達到則輸出外部檔案集數據，否則跳轉至步驟3。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2所述的種群初始化具體包括以下子步驟：

在上下邊界內的解空間中隨機產生初始種群P1，并記錄當前迭代次數t＝1，對初始種群P1根據約束函數進行約束處理并計算目標函數的函數值，通過函數值將種群中的非支配解放入外部檔案集Ar中；

用差分演化的變異和交叉操作進化種群P1得到新的試驗種群T，記錄當前迭代次數t＝2；根據約束函數進行約束處理；根據支配關系在種群P1和T中選擇符合條件的個體形成新的種群P2；將P2中的非支配解存入外部檔案集Ar中，并將外部檔案集Ar中的被支配解刪除；

用差分演化的變異和交叉操作進化種群P2得到新的試驗種群T，記錄當前迭代次數t＝3；根據約束函數進行約束處理；根據支配關系在種群P2和T中選擇符合條件的個體形成新的種群P3；將P3中的非支配解存入外部檔案集Ar中，并將外部檔案集Ar中的被支配解刪除；

至此結束初始化過程，形成初始種群鏈Pc＝{P1,P2,P3}和外部檔案集Ar。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，該方法在執行將非支配解存入外部檔案集Ar中時，還包括對外部檔案集進行維護，即當外部檔案集中解的數量已達到最大容量時，利用循環擁擠排序策略來刪除多余的解：

設置外部檔案集端點解如下：

Ar₁.distance＝Inf，Ar_Nt.distance＝Inf；

對于外部檔案集中的其他解，計算擁擠距離如下：

刪除外部檔案集中擁擠距離最小的解。