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双资源约束的柔性作业车间鲁棒调度方法

机械工程学报 2024年第6期60卷 114-126页

作者：梁志珍王晓佳合肥工业大学管理学院合肥230009

针对考虑工人技能水平差异和加工时间随机性的设备、工人双资源约束的柔性作业车间调度问题(Flexible job shop scheduling problem,FJSP),构建双资源约束的柔性作业车间鲁棒调度模型(Dual resource constraint flexible job shop robus... 详细信息

针对考虑工人技能水平差异和加工时间随机性的设备、工人双资源约束的柔性作业车间调度问题(Flexible job shop scheduling problem,FJSP),构建双资源约束的柔性作业车间鲁棒调度模型(Dual resource constraint flexible job shop robust scheduling problem,DRC-FJRSP)。将粒子群算法(Particle swarm optimization,PSO)的学习机制引入差分算法(Differential evolution,DE)的交叉部分,设计PSO-DE混合求解算法,实现问题的加速求解并有效避免搜索停滞的窘境。选取DE算法、遗传算法(Genetic algorithm,GA)、PSO算法作为对比算法进行仿真试验,试验结果显示,所提出的PSO-DE混合求解算法平均鲁棒性为5.331,在三个仿真算例调度makespan求解中表现最好。验证了DRC-FJRSP模型的合理性以及PSO-DE混合求解算法的鲁棒性。最后,以一个制造企业的FJSP为例进行求解,给出调度甘特图。研究解决了设备、工人资源不足给FJSP带来的加工冲突,降低了加工时间的随机扰动,优化了调度的makespan。

关键词：双资源约束柔性作业车间鲁棒调度 PSO-DE混合求解算法

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考虑供需双侧响应和碳交易的氢能综合能源系统鲁棒调度

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电力系统保护与控制 2023年第12期51卷 122-132页

作者：毕锐王孝淦袁华凯王小明新能源利用与节能安徽省重点实验室(合肥工业大学) 安徽合肥230009 安徽省电力科学研究院安徽合肥230601

“双碳”背景下,为促进可再生能源消纳,约束园区碳排放和应对可再生能源的随机性,构建了含可逆固体氧化物电池(reversible solid oxide cell, RSOC)的园区氢能综合能源系统,并提出考虑供需双侧响应、阶梯碳交易机制和可再生能源出力不... 详细信息

“双碳”背景下,为促进可再生能源消纳,约束园区碳排放和应对可再生能源的随机性,构建了含可逆固体氧化物电池(reversible solid oxide cell, RSOC)的园区氢能综合能源系统,并提出考虑供需双侧响应、阶梯碳交易机制和可再生能源出力不确定的鲁棒调度模型。首先,采用RSOC和储氢罐消纳可再生能源富余出力。其次,引入有机朗肯循环(organic Rankine cycle, ORC)余热发电和综合需求响应构成供需双侧响应优化热电运行。然后,通过鲁棒优化理论处理可再生能源的不确定性。接着以系统购能成本、碳交易成本、弃风光惩罚成本和需求响应成本之和最小为目标构建鲁棒调度模型,并采用CPLEX求解。最后通过算例仿真结果验证了模型的有效性。

关键词： RSOC 供需双侧响应碳交易机制氢能综合能源系统鲁棒调度

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加工时间为区间数的两阶段流水生产鲁棒调度

计算机工程与应用 2023年第20期59卷 266-273页

作者：张先超周泓东南大学信息科学与工程学院南京210096 北京航空航天大学经济管理学院北京100191

离散制造业中加工时间不确定的现象普遍存在,使得生产过程往往难以按照既定的调度方案来执行,而且难以实现满意的生产效果。研究在加工时间为区间数的环境下,以总完工时间为调度目标的两台机器流水生产鲁棒调度问题,旨在求解Min-Max准... 详细信息

离散制造业中加工时间不确定的现象普遍存在,使得生产过程往往难以按照既定的调度方案来执行,而且难以实现满意的生产效果。研究在加工时间为区间数的环境下,以总完工时间为调度目标的两台机器流水生产鲁棒调度问题,旨在求解Min-Max准则的鲁棒调度方案。在详细描述该流水生产鲁棒调度问题的基础上,建立了问题的半无限数学规划模型。为降低求解复杂性,证明了问题的简化性质和占优性质,并设计了用于求解该问题的分支定界-遗传混合算法。仿真实验表明,提出的方法对该鲁棒调度问题具有很好的适用性。

关键词：鲁棒调度两阶段流水生产 Min-Max准则总完工时间分支定界-遗传混合算法

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卫星网络测控资源鲁棒调度方法

天地一体化信息网络 2023年第1期4卷 23-30页

作者：纪翔刘润滋要趁红陈剑豪慕桃西安建筑科技大学信息与控制工程学院陕西西安710055

卫星网络规模的持续增长为测控资源的有效调度带来了巨大挑战。受到天气等因素的影响,星地链路性能具有较强的不确定性。为了兼顾资源利用率与任务可靠性,提出一种鲁棒的测控资源调度方法。该方法可基于预测得到的星地链路信道状态分布... 详细信息

卫星网络规模的持续增长为测控资源的有效调度带来了巨大挑战。受到天气等因素的影响,星地链路性能具有较强的不确定性。为了兼顾资源利用率与任务可靠性,提出一种鲁棒的测控资源调度方法。该方法可基于预测得到的星地链路信道状态分布与规划周期内的任务分布情况为测控任务安排传输窗口的开始时间与持续时长,并通过反向迭代的方式对资源分配方案进行优化从而最大化任务期望收益值。实验结果表明,与传统的非鲁棒调度方法相比,所提调度方法在不同信道分布下都能取得良好的任务收益,实现资源利用率与任务可靠性的有效提高。

关键词：航天测控资源调度鲁棒调度卫星网络

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数据模型联合驱动的风电配电网鲁棒调度研究

数据模型联合驱动的风电配电网鲁棒调度研究

作者：林铮昆明理工大学

学位级别：硕士

随着全球环境的恶劣及其气候变化的严峻挑战,使得世界多数国家和地区在能源领域聚焦可再生能源的持续发展与高效利用。为解决可再生能源消纳与电力系统稳定性的矛盾,在集中式风力发电接入电网的同时,在配电网中加入分布式风力发电,建立... 详细信息

随着全球环境的恶劣及其气候变化的严峻挑战,使得世界多数国家和地区在能源领域聚焦可再生能源的持续发展与高效利用。为解决可再生能源消纳与电力系统稳定性的矛盾,在集中式风力发电接入电网的同时,在配电网中加入分布式风力发电,建立新型的主动配电网。本文针对含风电的配电网的经济性运行研究,利用模型驱动方法对配电网的潮流网络进行数学建模并利用数据驱动方法的风力发电功率预测及不确定性研究,建立数据模型联合驱动的风电配电网鲁棒调度研究,在保证配电网电压分布与潮流分布的同时降低配电网的经济运行成本。主要研究内容及取得的研究成果概述如下:(1)针对配电网的辐射配电特性,且需适应包括风电等适应新型电力系统发展的装置接入,建立基于二阶锥松弛的配电网模型并进行对偶分析。结合配电网特性,利用支路潮流模型进行配电网建模;利用二阶锥及其对偶特性,推导基于二阶锥松弛的配电网建模及其对偶模型。基于IEEE 33标准节点进行仿真验证,结果表明基于支路潮流模型的配电网模型对比基于牛顿拉夫逊法迭代传统潮流的配电网模型误差较低,具备良好的适应性,同时原模型与对偶模型具有强对偶性,为存在不确定性的配电网鲁棒优化提供模型驱动的方法。(2)为解决海上风电单机预测无法快速预测海上风电场整体功率,且各机组间波动不均会造成集群功率曲线质量差、预测精度低的问题,提出了考虑海上风电机组时空特性的超短期功率预测模型。利用改进动态时间弯曲算法量化度量海上风电机组时空特性相似度,分析海上风电机组的时空特性;采用基于深度学习模型建立海上风电功率预测模型;综合考虑海上风电机组时空特性相似度与母线位置信息,聚类海上风电机组并进行超短期功率预测。通过对海上风电机组实测数据的分析表明,所提出的方法可有效量化与度量海上风电机组间时空特性并及时预测超短期海上风电机组群功率。(3)为解决可再生能源发电机组不确定性问题,尤其是集中式风电、分布式风电大量接入配电网产生的经济性调度问题,提出了数据模型联合驱动的风电配电网鲁棒调度。利用模型驱动的方式通过支路潮流模型与二阶锥松弛实现配电网的建模;利用数据驱动的方式实现接入配电网的风力发电出力能力预测与误差分布,实现风电不确定性分析,同时利用蒙特卡洛模拟法实现负荷不确定性分析;利用数据模型联合驱动方法,实现考虑配电网负荷、集中风电、分布风电不确定的最小化配电网成本。仿真结果表明,利用接入风电的IEEE 33节点建立三个不确定性场景,可以有效分析配电网运行费用、风电不确定参数分布及风电与主网的出力功率,同时进行的鲁棒灵敏度分析,有利于决策者依据自身分险的容忍程度进行灵活性调节。

关键词：风电配电网数据模型联合驱动二阶锥超短期功率预测鲁棒调度

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面向风电不确定性的电力系统鲁棒调度研究

面向风电不确定性的电力系统鲁棒调度研究

作者：张霰月南通大学

学位级别：硕士

“双碳”背景下,发展低碳电力成为我国电力行业能源改革的重要思路。通过提高新能源接纳比例、引入碳交易机制等低碳方式将有利于低碳电力的发展。一方面,风能作为一种可再生能源,取之不尽、用之不竭,在电力行业中扮演着重要角色。然而... 详细信息

“双碳”背景下,发展低碳电力成为我国电力行业能源改革的重要思路。通过提高新能源接纳比例、引入碳交易机制等低碳方式将有利于低碳电力的发展。一方面,风能作为一种可再生能源,取之不尽、用之不竭,在电力行业中扮演着重要角色。然而风电的不确定性也给电力调度带来诸多干扰,传统的电力调度模式将不再完全适用。另一方面,作为一种市场化调节的手段,碳交易机制的引入将有效促进风电项目的优化接纳。当然,随着碳交易机制的逐步实施,风电并网系统的电力调度方式也随之发生一些新的变化。因此,合理评估低碳方式之间的相互作用及其对电力调度的影响,研究在此影响下如何安全高效的电力调度,对于推动我国电力行业可持续发展具有重要意义。本文在传统电力调度模型基础之上引入了鲁棒思想,结合风电不确定性的概率特征、碳交易的导入模式,建立了基于场景分析的双目标动态鲁棒优化调度模型和考虑合作减排的两阶段鲁棒优化调度模型,设计了相应的优化算法以及多属性决策方法,通过算例仿真实现了电力调度的低碳化进程。首先,结合已有风速概率分布函数及实际风速数据,通过极大似然估计的方法确定了风速的数字特征,进而选取合适的概率分布来拟合风速;基于场景分析的方法,刻画风电不确定性,将风速划分为若干个场景,同时通过同步回代消减法对场景进行削减压缩,根据风速与风电出力的转化关系确定了风电出力的概率特征。接着,将自适应场景集的鲁棒调度思想引入环境经济调度模式,以经济成本和环境成本为目标函数,建立了基于场景分析的双目标动态鲁棒优化调度模型;运用改进的NSAG-Ⅱ算法优化得到了Pareto非劣解集;根据决策要求设置权重,通过多属性决策TOPSIS优劣解距离法得到了适用于不同情形的最优解;仿真算例证实了该模型在满足经济性与环保性的同时,还具备一定的鲁棒性。最后,将上述模型一般化,建立了考虑合作减排的两阶段鲁棒优化调度模型,以经济成本为目标函数,且在其中加入惩罚因子以应对风电不确定性,将碳排放权作为约束条件限制煤电机组的碳排放量,设计合作减排模式,利用初始碳排放权的分配和碳交易来共享碳排放权;对电力系统的经济成本做进一步优化,实现了有关静态合作减排和动态合作减排模式的风险最大化下的经济成本最小化,并得到了对应的调度方案;仿真结果表明:与环境经济调度方法相比,该模型在处理风电出力不确定性方面具有更好的鲁棒性;而与传统的鲁棒优化方法相比,该模型更好地实现了电力调度的经济性与环保性。该研究可以为相关部门制定“双碳”背景下的电力调度政策提供科学方法与理论支撑,并为检验或评价政策的合理性提供模拟工具。

关键词：鲁棒调度风电不确定性合作减排 NSGA-Ⅱ 多属性决策

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不确定处理时间批处理过程的鲁棒调度新策略

系统工程理论与实践 2006年第4期26卷 78-84页

作者：丁然李歧强孙同景山东大学控制科学与工程学院山东济南250061

针对化工批处理调度过程中处理时间不确定的问题,建立了具有分解结构的调度模型,提出了一种新的鲁棒调度策略.策略由基本调度策略和在线调整两部分组成,分别与模型的主问题和子问题相对应.提出了基于遗传算法的分解算法求解模型,以获取... 详细信息

针对化工批处理调度过程中处理时间不确定的问题,建立了具有分解结构的调度模型,提出了一种新的鲁棒调度策略.策略由基本调度策略和在线调整两部分组成,分别与模型的主问题和子问题相对应.提出了基于遗传算法的分解算法求解模型,以获取具有鲁棒性和最优性的基本调度策略.通过对子问题的分析,提出了运用简单的推理进行在线调整的方法,无需复杂计算,并运用动态规划的原理说明了该方法的可行性和最优性.最后用实例说明了该鲁棒调度策略的有效性.

关键词：批处理分解鲁棒调度在线调度动态规划遗传算法

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基于坏场景集的抗风险鲁棒调度模型

自动化学报 2012年第2期38卷 270-278页

作者：王冰羊晓飞李巧云上海大学机电工程与自动化学院上海200072 山东大学威海分校机电工程学院威海264209

讨论了场景描述的不确定环境下的鲁棒调度模型.通过对传统不确定调度模型在追求优良性能的积极性和抗风险的保守性两方面对抗和均衡关系的透视和分析,建立了一种新的鲁棒调度模型.该模型的优化目标由平衡因子将期望性能和抗风险鲁棒度... 详细信息

讨论了场景描述的不确定环境下的鲁棒调度模型.通过对传统不确定调度模型在追求优良性能的积极性和抗风险的保守性两方面对抗和均衡关系的透视和分析,建立了一种新的鲁棒调度模型.该模型的优化目标由平衡因子将期望性能和抗风险鲁棒度量组合而成.抗风险鲁棒度量基于坏场景集概念而定义,坏场景集中坏场景的数目可由一个基准性能来调节,当平衡因子或者基准性能变化时,构成一族鲁棒调度模型.一系列的定理阐明了本文提出的鲁棒调度模型族与传统不确定调度模型之间的关系,给出了该鲁棒调度模型有效的条件.仿真测试实验针对加工时间不确定的Job-shop调度问题进行,计算结果表明新模型在追求优良性能的积极性和抵抗风险的鲁棒性方面相对传统模型具有了更好的全面性和综合性,可以实现调度解在不同场景下的期望性能和抗风险鲁棒性的更好平衡.

关键词：鲁棒调度坏场景抗风险期望性能决策偏向

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基于最优场景集的含多类型电源鲁棒调度

电网技术 2016年第2期40卷 354-362页

作者：王勇超陈皓勇禤培正华栋华南理工大学电力学院广东省广州市510640

为应对大规模风电并网给电网调度决策带来的不确定性影响,提出电力系统鲁棒调度的概念和实施框架,构建了含多类型电源的鲁棒调度模型,模型考虑了抽水蓄能的工况转换和核电机组的降出力工作模式。在此基础上,明确了调度计划中运行成本、... 详细信息

为应对大规模风电并网给电网调度决策带来的不确定性影响,提出电力系统鲁棒调度的概念和实施框架,构建了含多类型电源的鲁棒调度模型,模型考虑了抽水蓄能的工况转换和核电机组的降出力工作模式。在此基础上,明确了调度计划中运行成本、弃风成本和切负荷成本的计算方法,并以总成本最优为目标对不确定集进行了寻优。以某省电网为算例,验证了鲁棒调度在减少切负荷和提高风电利用率方面的优势,验证了不确定集寻优的经济效益。

关键词：机组组合不确定集合鲁棒调度多类型电源