凸规划技术在水火联合调度问题中的应用

凸规划技术在水火联合调度问题中的应用

作者:师大云端图书馆 时间:2015-10-22 分类:毕业论文 喜欢:2407
师大云端图书馆

【摘要】当代电力行业的发展有着非常明显的时代特征,清洁能源和智能电网是其两大主题词。在水电资源或其它清洁能源丰富的地区,大力开发清洁能源与火电互补调度是非常必要的。我国水电资源丰富,在倡导开发水电的同时,如何充分利用已开发的部分水电能源也很重要。水火联合调度问题不论从建模的角度还是从求解算法的角度来讲都是非常困难的。建模的难点在于水力发电本身就是个复杂的物理过程,加之开发同一水域的梯级水电能源会令决策变量时空耦合。算法方面,即便对某些因素进行简化,多数现存的优化算法也很难对这个大规模、非凸的模型进行高效、精准地求解。因此,有必要探寻新的水火联合调度问题求解思路。本论文在研究凸规划特别是近年来线性锥规划的快速发展基础上,结合几种处理非凸等式约束方法,从模型和算法两个方面研究了大规模水火联合调度问题。首先,在详细分析了水轮机发电过程及不同调度时期各类水电站出力特点后,总结出水火联合调度问题的两个瓶颈问题为高次非凸等式约束和整数变量。基于现代内点理论的锥规划恰巧可以同时处理这两个问题。半定规划求解一个非凸标准水火联合调度算例表明,半定规划在解的全局最优性和快速性方面均优于其它算法。然而,半定规划求解非凸问题的本质为松弛方法。为了克服半定规划在直接求解含有高次非凸等式约束问题时会出现解的秩不为1的情况,本论文首次提出了先用高精度的凸化方法将水电非凸等式约束转化为0-1混合整数约束,再用改进的半定有效不等式方法对问题进行求解的思想。全文共6章,各章节主要内容可归纳如下:第1章—绪论:从模型和算法两个角度回顾国内外水火联合调度研究现状。第2章—线性锥规划基本原理:介绍本工作在求解水火联合调度问题中所要应用的数学手段—锥规划的相关性质。着眼于介绍半定规划、二阶锥规划模型及与其他模型之间的转化关系;这些模型的凸性、对偶性及相关的内点算法;它们在几类问题中的应用及适用的求解器。第3章—线性半定规划求解简单水火电力调度系统:以一个简单的水火电力调度算例为例阐述使用线性半定规划求解该类问题的基本原理和过程方法。通过将原问题从一般向量空间提升到半定锥空间,新的半定规划模型将二次非凸等式约束松弛为半定锥上的线性函数。用集成了线性锥规划内点算法的软件包求解转化后的模型。实验结果指出原模型中缺少弃水变量上限导致解不合理。而其他文献所用的算法因为无法保证解的全局性而忽略了这个问题。在给出了一个上界之后,半定规划的解依然优于其他算法的解,进一步证明了线性半定规划的有效性。第4章—水火电力网联合调度问题的凸性分析:在前几章的基础上提出了水电调度问题的分段二次凸化方法。为了达到利用最新凸优化技术的目的,该方法首先对水火联合调度问题的难点—水电子系统中的非凸等式约束进行详细分析,通过逐步精炼水火联合调度模型中难以处理的和只给问题增加计算量而不增加计算难度的约束和变量,并通过将各调度时期的水量、水头和水库特性结合起来分析,提出了可以直接应用凸规划技术的水火联合调度模型。借助成熟的线性分段技术思想,提出了逼近效果更好的分段二次凸化方法,针对水电子系统中两个具体的约束:水电出力函数和弃水函数等式约束,给出相应的具体的数学表达式。本章得出结论,水火联合问题可以通过逼近、引进变量等手段转化为一个可利用成熟锥规划技术求解的混合整数规划问题。第5章—分段二次凸化半定有效不等式方法求解水火联合调度系统的仿真与分析:在前几章基础上,用几组数值试验和算例仿真进一步验证本文提出的处理非凸等式约束的基于改进半定有效不等式方法的效果。一方面分析半定有效不等式方法对一个整数线性规划例子生成的松弛模型紧性方面存在的问题,再分析改进的半定有效不等式方法对该例子的更紧的松弛。另一方面用改进的半定有效不等式方法求解大规模的水火联合调度问题。数值试验KNAPSACK问题,和仿真算例32-HTC、153-HTC两个大规模的水火仿真系统可以说明本文所提出的凸化配合改进的半定有效不等式算法可以可靠、快速地求解非凸、混合整数水火联合调度问题。第6章—总结与展望:总结了本文的主要工作和创新点,并指出了可进一步开拓的研究方向。
【作者】祝宇楠;
【导师】简金宝;
【作者基本信息】广西大学,电力系统及其自动化,2014,博士
【副题名】半定规划和半定有效不等式方法
【关键词】水火联合调度;非凸等式约束;半定规划;有效不等式;凸化;锥规划混合整数规划;

【参考文献】
[1]朱玉祥.多普勒天气雷达资料的反演及其在中尺度模式中的四维同化试验[D].南京气象学院,气象学,2004,硕士.
[2]孙久忆.《气候变化对碳金融演变的实际影响》翻译报告[D].四川外国语大学,翻译(专业学位),2013,硕士.
[3]林国荣.铸件形成过程计算机数值模拟的发展及应用[J].现代铸铁,2001,02:8-13.
[4]朱善斌.脱氮复合生物载体的制备及其在低C/N比污水脱氮处理中的应用研究[D].北京交通大学,2014.
[5]王乔.基于HTI介质模型的电磁波超声波联合模拟及裂缝属性研究[D].吉林大学,固体地球物理学,2013,硕士.
[6]邓妍.现行人教版高中语文(必修)文言文研讨与练习分析探究[D].华中师范大学,学科教学,2014,硕士.
[7]周方.快速三维相位移加插值偏移[J].石油地球物理勘探,1995,06:757-771+848.
[8]陈振宇.热、冷连轧机AGC系统的仿真研究[J].冶金自动化,1980,04:1-7.
[9]杨悦.电子商务征税难的立法对策[D].吉林大学,法律,2013,硕士.
[10]武涛.沥青路面还原料的应用技术研究[D].长安大学,道路与铁道工程,2013,硕士.
[11]章兴伟.深圳市残疾人康复评估及转介服务体系架构研究[D].吉林大学,公共卫生,2012,硕士.
[12]韩少鹏.基于不确定信息的系统建模与故障预测方法[D].南京航空航天大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[13]沈琼斐.刘家峡黄河特大桥锚碇大体积混凝土温控研究[D].兰州理工大学,结构工程,2013,硕士.
[14]唐阿曼.新型DNA修饰电极用于重金属离子的电化学检测[D].湖南大学,2011.
[15]MichelleFan.’Linsanity’ and the Chinese/American Dream:Contemporary Perspectives on Nationalist and Ethnic Identity Among Chinese Youth[D].复旦大学,GlobalMediaandCommunications,2012,硕士.
[16]崔敏.木质林产品质量安全风险评价与控制研究[D].中国林业科学研究院,木材科学与技术,2014,博士.
[17]罗希.饮用水中邻苯二甲酸酯类物质吸附材料及检测方法研究[D].华东理工大学,2014.
[18]毕玉国.中国股票市场波动的影响因素研究[D].山东大学,金融学,2014,博士.
[19]楼秀玉.植物乳杆菌ZJ316细菌素合成调控基因plnC和plnD表达及蛋白纯化[D].浙江工商大学,食品科学与工程,2013,硕士.
[20]鲍宁,董玉香.新加坡地铁东北线车站建筑设计特点[J].都市快轨交通,2014,06:112-116.
[21]罗婧文.斜交梁桥抗震性能计算分析研究[D].重庆交通大学,桥梁与隧道工程,2012,硕士.
[22]周鹏.带有局部化反应项和自由边界的反应扩散系统的若干性质[D].扬州大学,基础数学,2011,硕士.
[23]徐扬.冲击滑动磨损试验机的研制及PTFE基复合材料性能测试[D].哈尔滨工业大学,机械设计及理论,2013,硕士.
[24]李旺.马铃薯花色苷生物合成调控基因StAN11和StAN1b分离与分析[D].南京农业大学,生物化学与分子生物学,2013,硕士.
[25]高泉.安全生产教育培训体系建设研究[D].辽宁工程技术大学,安全技术及工程,2012,硕士.
[26]陈志刚.基于结构化面试的ZYEW面试体系优化研究[D].燕山大学,工商管理,2014,硕士.
[27]史晓健.干湿法工艺制备的PAN原丝结构特征及预氧化规律研究[D].北京化工大学,材料科学与工程,2013,硕士.
[28]郭利华.李斯文教授学术思想临床经验总结及对肺癌证治规律的研究[D].云南中医学院,中医内科学(专业学位),2011,硕士.
[29]郑宇界.影视广告中的数字音频设计研究[D].浙江工商大学,设计艺术学,2012,硕士.
[30]成晓宁.基于灰色理论的网络购物预测系统及应用研究[D].河北经贸大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[31]李应红.中国女性期刊的生存与发展研究[D].四川大学,2004.
[32]毛彦辉.配电网静止同步补偿器补偿电网不平衡的控制策略研究[D].北京交通大学,2014.
[33]孙筱雪.山西省城镇职工基本医疗保险费用控制研究[D].山西财经大学,社会保障,2013,硕士.
[34]张超,谭克虎.法国政府对高速铁路支持政策研究及启示[J].铁道经济研究,2014,04:36-42.
[35]黄丽霞.基于博弈论的云南省边境旅游的利益协调机制探析[D].云南财经大学,旅游管理,2013,硕士.
[36]张丽莉,吴健生,王家林.图像处理在地球物理学中的应用[J].石油地球物理勘探,2003,03:317-323+219-220+340.
[37]秦佳.现阶段县域公共安全问题研究[D].华中师范大学,公共管理,2014,硕士.
[38]陶鼎来.十年实践的启示——纪念学会成立十周年谈对农业工程的认识[J].农业工程学报.1989(03)
[39]王超.季冻区哈大高铁边坡冻融滑塌机理研究[D].哈尔滨工业大学,建筑与土木工程,2014,硕士.
[40]李城北.秦皇岛市城乡建设用地增减挂钩研究[D].燕山大学,公共管理,2014,硕士.
[41]屈东艳.从近年频发的社会热点事件看我国公民道德问题[D].延安大学,思想政治教育,2014,硕士.
[42]李金霞.赢得值法在铁路保障房项目前期成本控制的应用研究[D].西南交通大学,项目管理(专业学位),2014,硕士.
[43]岳伍军.基于光学遥感图像的飞机目标检测算法研究[D].西南交通大学,信号与信息处理,2014,硕士.
[44]赵建军.品德连锁超市食品安全管控的诊断分析及改进建议[D].兰州大学,工商管理(专业学位),2013,硕士.
[45]张美珍.话题检测与跟踪算法的研究[D].北京交通大学,2010.
[46]李霞.鲁米诺—铜/银络合物发光体系在食品分析中的应用研究[D].山西师范大学,化学,2014,硕士.
[47]丁杨.南京市现代城市广场植物景观调查研究[D].南京农业大学,城市规划与设计,2012,硕士.
[48]王永忠,梁彦,赵春晖,潘泉.基于多特征自适应融合的核跟踪方法[J].自动化学报,2008,04:393-399.
[49]孙持录.消费品生产企业网络营销策略初探[D].厦门大学,2001.
[50]窦璇.历史题材纪录片字幕的翻译策略[D].苏州大学,翻译(专业学位),2014,硕士.

相关推荐
更多