[發(fā)明專利]一種基于放寬約束的氣網(wǎng)擴容規(guī)劃系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010819675.4
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN112069634B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 符政鑫;段意強;許斯濱;呂應(yīng)龍;許方園
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G06F30/20;G06Q50/06;G06F111/04;G06F111/10;G06F113/14
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 張金福

本發(fā)明提供一種基于放寬約束的氣網(wǎng)擴容規(guī)劃系統(tǒng)，包括氣網(wǎng)數(shù)據(jù)模塊、氣網(wǎng)優(yōu)化計算模塊和氣網(wǎng)成本模塊；其中，氣網(wǎng)優(yōu)化計算模塊包括氣網(wǎng)約束模塊、氣網(wǎng)成本函數(shù)模塊、數(shù)學(xué)建模模塊和優(yōu)化輸出模塊。本發(fā)明還提供一種基于放寬約束的氣網(wǎng)擴容規(guī)劃方法，包括以下步驟：S1：采集氣網(wǎng)數(shù)據(jù)；S2：建立氣網(wǎng)約束和氣網(wǎng)成本函數(shù)；S3：構(gòu)建擴容規(guī)劃系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；S4：對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行優(yōu)化求解，得到優(yōu)化結(jié)果；S5：計算得到規(guī)劃總成本。本發(fā)明提供一種基于放寬約束的氣網(wǎng)擴容規(guī)劃系統(tǒng)和方法，不用使用復(fù)雜的算法，保證了求解的速度和最優(yōu)解的存在，解決了現(xiàn)有的氣網(wǎng)擴容規(guī)劃系統(tǒng)建立的模型容易出現(xiàn)優(yōu)化無解的情況的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)領(lǐng)域，更具體的，涉及一種基于放寬約束的氣網(wǎng)擴容規(guī)劃系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

氣網(wǎng)規(guī)劃是天然氣網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的重要組成部分，其主要任務(wù)是根據(jù)規(guī)劃期間的氣負(fù)荷增長情況以及氣源規(guī)劃情況以確定相應(yīng)的最佳氣網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。然而，現(xiàn)在的氣網(wǎng)擴容規(guī)劃系統(tǒng)在建立模型時往往采用了經(jīng)典的氣網(wǎng)暫穩(wěn)態(tài)優(yōu)化模型，并沒有對約束條件進(jìn)行修改，而是采用多目標(biāo)函數(shù)并加以權(quán)重值以達(dá)到擴容規(guī)劃的目的。這種擴容規(guī)劃系統(tǒng)建立的模型比較復(fù)雜，權(quán)重值的選取非常重要，容易出現(xiàn)優(yōu)化無解的情況。

現(xiàn)有技術(shù)中，如2017年5月17日公開的中國專利，一種燃?xì)夤芫W(wǎng)規(guī)劃輔助決策系統(tǒng)，公開號為CN106682804A，通過建立現(xiàn)狀管網(wǎng)模型與現(xiàn)狀管網(wǎng)負(fù)荷數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)，選出合適的規(guī)劃任務(wù)，但沒有改進(jìn)現(xiàn)有的氣網(wǎng)擴容規(guī)劃系統(tǒng)建立的模型。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為克服現(xiàn)有的氣網(wǎng)擴容規(guī)劃系統(tǒng)建立的模型容易出現(xiàn)優(yōu)化無解的情況的技術(shù)缺陷，提供一種基于放寬約束的氣網(wǎng)擴容規(guī)劃系統(tǒng)和方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于放寬約束的氣網(wǎng)擴容規(guī)劃系統(tǒng)，包括氣網(wǎng)數(shù)據(jù)模塊、氣網(wǎng)優(yōu)化計算模塊和氣網(wǎng)成本模塊；其中，所述氣網(wǎng)優(yōu)化計算模塊包括氣網(wǎng)約束模塊、氣網(wǎng)成本函數(shù)模塊、數(shù)學(xué)建模模塊和優(yōu)化輸出模塊；

所述氣網(wǎng)數(shù)據(jù)模塊的輸出端分別與所述氣網(wǎng)約束模塊、氣網(wǎng)成本函數(shù)模塊的輸入端連接，所述氣網(wǎng)約束模塊、氣網(wǎng)成本函數(shù)模塊的輸出端均與所述數(shù)學(xué)建模模塊的輸入端連接，所述數(shù)學(xué)建模模塊的輸出端與所述優(yōu)化輸出模塊的輸入端連接，所述優(yōu)化輸出模塊的輸出端與所述氣網(wǎng)成本模塊連接；

所述氣網(wǎng)數(shù)據(jù)模塊用于提供氣網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、氣網(wǎng)氣源容量上下限數(shù)據(jù)、氣網(wǎng)管道潮流上下限數(shù)據(jù)和氣網(wǎng)負(fù)荷數(shù)據(jù)；

所述氣網(wǎng)優(yōu)化計算模塊用于接收所述氣網(wǎng)數(shù)據(jù)模塊提供的數(shù)據(jù)，并結(jié)合氣網(wǎng)約束條件和規(guī)劃成本函數(shù)建立擴容規(guī)劃系統(tǒng)模型，最后求解擴容規(guī)劃系統(tǒng)模型獲得優(yōu)化結(jié)果并輸出；

所述氣網(wǎng)約束模塊用于提供氣網(wǎng)約束條件；

所述氣網(wǎng)成本函數(shù)模塊用于計算氣網(wǎng)規(guī)劃成本；

所述數(shù)學(xué)建模模塊用于根據(jù)氣網(wǎng)約束條件和氣網(wǎng)規(guī)劃成本函數(shù)構(gòu)建擴容規(guī)劃系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；

所述優(yōu)化輸出模塊用于優(yōu)化求解擴容規(guī)劃系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型并輸出優(yōu)化結(jié)果；

所述氣網(wǎng)成本模塊用于接收所述優(yōu)化輸出模塊輸出的優(yōu)化結(jié)果，計算得到規(guī)劃總成本。

優(yōu)選的，所述氣網(wǎng)約束模塊包括氣網(wǎng)負(fù)荷平衡約束模塊、氣網(wǎng)節(jié)點氣壓約束模塊、氣網(wǎng)潮流約束模塊和氣網(wǎng)氣源容量約束模塊；所述氣網(wǎng)負(fù)荷平衡約束模塊、氣網(wǎng)節(jié)點氣壓約束模塊、氣網(wǎng)潮流約束模塊、氣網(wǎng)氣源容量約束模塊的輸入端均與所述氣網(wǎng)數(shù)據(jù)模塊的輸出端連接；所述氣網(wǎng)負(fù)荷平衡約束模塊、氣網(wǎng)節(jié)點氣壓約束模塊、氣網(wǎng)潮流約束模塊、氣網(wǎng)氣源容量約束模塊的輸出端均與所述數(shù)學(xué)建模模塊的輸入端連接；

所述氣網(wǎng)負(fù)荷平衡約束模塊用于提供氣網(wǎng)負(fù)荷平衡約束條件；

所述氣網(wǎng)節(jié)點氣壓約束模塊用于提供氣網(wǎng)節(jié)點氣壓約束條件；