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专利号: 2023110064352
申请人: 山东赛马力发电设备有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2025-01-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种含多能量枢纽综合能源系统规划系统,其特征在于,包括:获取模块,用以获取能源的总输送量、各能量枢纽的状态参数和各能量枢纽的工作参数;

分析模块,用以根据各能量枢纽的状态参数构建初始种群,并计算初始种群的适应度和损失度,还用以根据初始种群的适应度对初始种群进行选择、交叉和变异操作,还用以根据初始种群的适应度对初始种群的输出方式进行判断;

调整模块,用以根据所述输送量、新增输送量和所述各能量枢纽的状态参数、工作参数对所述分析模块的分析过程进行调整;

调整优化模块,用以获取各能量枢纽内各电子元器件的参数并计算各电子元器件故障率,并根据计算结果对所述调整模块的调整过程进行优化;

输出模块,用以根据所述分析模块分析出的各群落数组的损失值,对输送方案进行判断,并对输送方案进行输出;

所述分析模块设有分析判断单元,其用以在对初始种群的输出方式进行判断时,根据初始种群的迭代次数和迭代阈值对初始种群的输出方式进行判断,其中:当S>S1时,所述分析判断单元判定初始种群的输出方式为确定输出;

当S≤S1时,所述分析判断单元判定初始种群的输出方式为选择输出;

其中,S表示初始种群的迭代次数,S1表示迭代阈值,S1的取值范围为30≤S1≤100;

所述分析模块设有迭代调整单元,其用以在用户输入新增输送量时,根据用户输入新增输送量计算出新增迭代次数,以调整迭代阈值,所述迭代调整单元设有新增迭代次数计算公式如下:N1=M2/γ

其中,N1表示新增迭代次数,N1∈N+,N1向上取整,M2表示新增输送量,γ表示迭代增加参数,γ的取值范围为:100≤γ≤500;

迭代调整单元在对迭代阈值进行调整时,根据计算出的新增迭代次数对迭代阈值进行调整,调整后的迭代阈值为S2,设定S2=S1+N1;

所述调整模块设有交叉调整单元,其用以根据所述各能量枢纽的工作参数计算各能量枢纽的响应比,并将计算结果与响应比阈值进行比较,根据比较结果对待命种群的交叉操作进行调整,以调整交叉种群内的群落数组的构成,交叉调整单元设有响应比计算公式如下:Y=1+T/(W/P)

其中,Y表示各能量枢纽的响应比,W表示各能量枢纽的规划输送量,P表示各能量枢纽的输送效率,T表示各能量枢纽的等待输送时间;

当Y≥Y1时,所述交叉调整单元调整待命种群中适应度最大的群落数组中最大的规划输送量的值,以使其与调整前待命种群中适应度最大的群落数组中最大的规划输送量的值相等;

当Y<Y1时,所述交叉调整单元调整待命种群中适应度最小的群落数组中最小的规划输送量的值,以使其与调整前待命种群中适应度最小的群落数组中最小的规划输送量的值相等;

其中,Y1>1;

所述调整优化模块在计算各电子元器件故障率时,根据各能量枢纽内各电子元器件的参数计算各电子元器件故障率λ,电子元器件故障率与电子元器件的额定功率和当前功率的差值负相关,电子元器件故障率与电子元器件的额定电压和当前电压的差值负相关,电子元器件故障率与电子元器件的环境温度正相关;

所述调整优化模块在对所述调整模块的调整方法进行调整时,根据电子元器件故障率对各能量枢纽的响应比进行优化,以优化交叉操作,所述调整优化模块设有损失函数如下:Y2=[Y×(1‑λ1)+Y×(1‑λ2)+...+Y×(1‑λa)]/a‑Y其中,Y2表示各能量枢纽的响应比损失值,λ1表示各能量枢纽中的第一个电子元器件故障率,λ2表示各能量枢纽中的第一个电子元器件故障率,λa表示各能量枢纽中的最后一个电子元器件故障率;

所述调整优化模块根据计算得到的根据响应比损失值对响应比进行优化,所述调整优化模块设有优化函数如下:,

其中,D(Yi)表示优化后的各能量枢纽的响应比,ω表示学习率,ω的取值范围为:0<ω<1,i表示能量枢纽的编号,i的取值范围为i∈N+且i的最大值为能量枢纽的数量。

2.根据权利要求1所述的含多能量枢纽综合能源系统规划系统,其特征在于,所述分析模块设有种群构建单元,其用以根据所述各能量枢纽的状态参数对初始种群进行构建,所述种群构建单元设有构建公式如下:F1={f11,f12,...,f1k}

f1k={f1k(1),f1k(2),...,f1k(i)|f1k(i)<g(i)}其中,F1表示初始种群,f11表示初始种群内的第一个群落数组,f12表示初始种群内的第二个群落数组,f1k表示初始种群内的最后一个群落数组,k表示种群数量,k的取值范围为k∈N+,f1k(1)表示群落数组内第一能量枢纽的规划输送量,f1k(2)表示群落数组内第二能量枢纽的规划输送量,f1k(i)表示群落数组内第i能量枢纽的规划输送量,g(i)表示各能量枢纽的剩余输送量。

3.根据权利要求2所述的含多能量枢纽综合能源系统规划系统,其特征在于,所述分析模块设有分析判断单元,其用以在计算初始种群内各群落数组的适应度和损失度时,通过适应度计算公式计算种群内各群落数组的适应度和损失度,所述分析判断单元设有适应度计算公式如下:G(fjk)=fjk(1)+fjk(2)+...+fjk(i),fj∈{F1,F2,F3,F4}其中,G(fjk)表示种群内各群落数组的适应度,j表示种群编号,j的取值范围为:j={1,

2,3,4},fjk(1)表示各种群内的群落数组内第一能量枢纽的规划输送量,fjk(2)表示各种群内的群落数组内第二能量枢纽的规划输送量,fjk(i)表示各种群内的群落数组内第i能量枢纽的规划输送量,F1表示初始种群,F2表示待命种群,F3表示交叉种群,F4表示变异种群;

分析判断单元还设有损失度计算公式如下:

W(i)=fjk(i)×R

R=L/1000×α

其中,W(i)表示各种群内的群落数组内各能量枢纽的损失度,R表示输送损失率,L表示各种群内的群落数组内各能量枢纽的输送距离,L的单位为千米,α表示损失率,α的取值范围为0.03≤α≤0.07。

4.根据权利要求3所述的一种含多能量枢纽综合能源系统规划系统,其特征在于,所述分析模块设有选择单元,其用以在对各群落数组进行选择时,将初始种群内各群落数组的适应度与总输送量进行比对,并根据比对结果对各群落数组进行选择,以形成待命种群,其中:当η1≤G(fjk)/Q≤η2时,所述选择单元将该群落数组加入至待命种群;

当G(fjk)/Q<η1或G(fjk)/Q>η2时,所述选择单元不对该群落数组进行选择,其中,η1和η2表示选择阈值,其取值范围为0<η1<η2<2。

5.根据权利要求4所述的一种含多能量枢纽综合能源系统规划系统,其特征在于,所述分析模块设有交叉单元,其用以在对待命种群内的各群落数组进行交叉操作时,通过交叉公式对待命种群内的各群落数组进行交叉操作,以形成交叉种群,所述交叉单元设有交叉函数如下:h(f2(G(F2)max),f2(G(F2)min))

f3i(x)=f2(G(F2)max)(max)‑E2/i,x=1,2,...,if3i(x)=f2(G(F2)min)(min)+E2/i,x=1,2,...,i其中,h()表示交叉函数,交叉函数在对待命种群进行交叉操作时将待命种群中已计算过的种群数组从待命种群中移除,以对待命种群中的所有种群数组进行交叉操作,f2(G(F2)max)表示待命种群中适应度最大的群落数组,f2(G(F2)min)表示待命种群中适应度最小的群落数组,f3i(x)表示交叉种群中的第x个群落数组,f2(G(F2)max)(max)表示待命种群中适应度最大的群落数组中最大的规划输送量,f2(G(F2)min)(min)表示待命种群中适应度最大的群落数组中最小的规划输送量。

6.根据权利要求5所述的一种含多能量枢纽综合能源系统规划系统,其特征在于,所述分析模块设有变异单元,其用以在对交叉种群的操作方式进行判断时,根据待命种群的平均适应度和交叉种群内的各组群落数组的适应度计算变异系数,并将变异系数与变异率进行比对,根据比对结果对交叉种群的操作方式进行判断,其中:当变异系数小于等于变异率时,所述变异单元对交叉种群进行变异操作;

当变异系数大于变异率时,所述变异单元对交叉种群不进行变异操作;

其中,变异系数与待命种群的平均适应度和交叉种群内的各组群落数组的差值负相关;

变异单元在对所述交叉种群进行变异操作时,将变异系数小于等于变异率的交叉种群内的群落数组进行变异操作,以形成变异种群,所述变异单元设有变异公式如下:Z(f3i)=f3i(i)×η2

其中,Z(f3i)表示进行变异操作的群落数组。

7.一种应用于如权利要求1‑6任一项所述的一种含多能量枢纽综合能源系统规划系统的规划方法,其特征在于,包括:步骤S1,获取能源的总输送量、各能量枢纽的状态参数和各能量枢纽的工作参数;

步骤S2,根据各能量枢纽的状态参数构建初始种群;

步骤S3,计算初始种群内各群落数组的适应度和损失度;

步骤S4,根据各群落数组的适应度对群落数组进行选择以形成待命种群;

步骤S5,对待命种群进行交叉操作,以形成交叉种群;

步骤S6,对交叉种群进行变异操作,以形成变异种群;

步骤S7,根据变异种群内的群落数组对初始种群内的群落数组进行更替;

步骤S8,根据初始种群的更替次数对初始种群的输出方式进行判断;

步骤S9,当初始种群的输出方式为选择输出时,重复步骤S3‑S8,当初始种群的输出方式为确定输出时,执行步骤S10;

步骤S10,将初始种群内损失度最低的群落数组输出为输出方案。