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基于混合DE-PSO算法的动态环境下多目标经济调度

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简介:
本研究提出了一种结合差分进化与粒子群优化的混合算法,旨在解决动态环境下的多目标经济调度问题,提高电力系统的运行效率和经济性。 电力系统中的动态环境经济调度(DEED)是一个复杂的多目标优化问题,具有多个变量、严格的约束条件以及非凸特性,传统方法难以有效求解。为此,本段落提出了一种结合微分进化算法(DE)的快速收敛特性和粒子群优化(PSO)算法搜索多样性的混合DE-PSO多目标优化策略来解决DEED问题。该策略利用外部存档集和Pareto占优原则,并采用自适应参数设置下的双群体更新机制以及改进的Pareto解集裁剪方法。 为了评估所提出的方法,我们引入了三种评价指标并借助模糊决策技术从生成的Pareto前沿中选择出折衷方案供决策者参考。通过经典算例的仿真测试表明,该算法能够同时优化成本和排放这两个相互矛盾的目标,并且相较于其他算法获得了更为宽广且均匀分布的Pareto前沿,充分体现了所提方法的有效性和优越性。

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  • DE-PSO
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    本研究提出了一种结合差分进化与粒子群优化的混合算法,旨在解决动态环境下的多目标经济调度问题,提高电力系统的运行效率和经济性。 电力系统中的动态环境经济调度(DEED)是一个复杂的多目标优化问题,具有多个变量、严格的约束条件以及非凸特性,传统方法难以有效求解。为此,本段落提出了一种结合微分进化算法(DE)的快速收敛特性和粒子群优化(PSO)算法搜索多样性的混合DE-PSO多目标优化策略来解决DEED问题。该策略利用外部存档集和Pareto占优原则,并采用自适应参数设置下的双群体更新机制以及改进的Pareto解集裁剪方法。 为了评估所提出的方法,我们引入了三种评价指标并借助模糊决策技术从生成的Pareto前沿中选择出折衷方案供决策者参考。通过经典算例的仿真测试表明,该算法能够同时优化成本和排放这两个相互矛盾的目标,并且相较于其他算法获得了更为宽广且均匀分布的Pareto前沿,充分体现了所提方法的有效性和优越性。
  • 分组PSODE(2014年)
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    本研究提出了一种结合粒子群优化(PSO)与差分进化(DE)的新型混合算法,并采用分组策略以提升算法在全局搜索及局部精炼的能力,有效解决复杂优化问题。 为了克服传统粒子群优化算法(PSO)和差分进化算法(DE)在处理高维复杂函数时容易陷入局部最优、收敛速度慢及精度低等问题,提出了一种基于分组的PSO与DE混合算法(PSODE)。该算法将初始种群按照维度划分为两部分,每部分的维度是原总数的一半,但总体数量保持不变。其中一部分采用改进版的PSO操作进行进化处理,另一部分则通过DE操作来推动进化过程,并利用信息交换机制实现协同优化。 相较于传统的PSO方法,新提出的算法在惯性权重的选择上有所不同:它按照一定概率交替使用非线性调整后的惯性权重和随机选取的惯性权重,从而更好地平衡了全局搜索与局部探索的能力。此外,该算法还引入了一种边界变异策略来有效避免某些粒子过早地陷入收敛状态,提高了整体优化过程的有效性和鲁棒性。
  • NSGA2流水车间策略
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    本研究提出了一种采用NSGA2算法优化混合流水车间环境下的多目标调度问题的新策略。通过改进遗传算法,有效解决了生产效率与机器利用率之间的平衡难题,为复杂制造系统的高效运作提供了新思路。 在现代生产和制造过程中,流水车间调度问题是一个重要的研究领域。其目标是在有限资源条件下合理安排生产工序及工件的加工顺序,以优化效率、降低成本并缩短周期。面对复杂结构的混合流水车间时,如何高效准确地进行调度尤为重要。 遗传算法(Genetic Algorithm, GA)因其独特优势在该领域广泛应用。这种启发式搜索方法模仿自然选择和进化机制,在“产生——评价”型群体中通过迭代操作逼近最优解。与传统优化算法相比,GA具有智能性和并行性特点,适用于处理多峰函数及多目标规划问题。 然而,随着问题规模的增加,遗传算法计算量急剧上升,限制了其应用范围。特别是在解决涉及多个最优解集合(Pareto前沿)的多目标优化时,需大量时间进行评价以提高搜索效率。 为改进GA在该领域的性能表现,研究者提出了一种非劣排序遗传算法NSGA2(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II)。通过维持多样性和均匀分布,NSGA2能更快地收敛至高质量解集。它能在Pareto前沿中找到近似等距的最优解集合,为决策提供多个可选方案。 混合流水车间调度问题(Hybrid Flow-Shop Scheduling Problem, HFSP)涉及工序顺序与并行机器分配。工件需按特定顺序通过多道工序,在每道上选择可用机器进行加工。核心在于确定所有工件的最优加工序列和每道上的最佳机器配置,以实现最小化最大完工时间和提前/拖后交货期等目标。 NSGA2在处理HFSP时表现出色,通过非劣排序及拥挤距离算子确保种群多样性与分布均匀性,并提高算法性能。实践中验证了该方法的有效性和实用性。 具体实施步骤包括:定义数学模型、编码问题、适应度评价、遗传操作(选择、交叉和变异)、维持多样性和迭代直至满足终止条件,以确保解集质量和空间覆盖的均衡。NSGA2不仅继承了GA的优点,并通过非劣排序及拥挤距离解决了多目标优化中的局限性,在复杂生产调度中展现出巨大潜力。
  • MOMVO组排放方优化实现- MATLAB开发
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    本项目介绍了一种名为MOMVO(Multi-Objective Multi-Party Optimization)的创新性算法,专为解决复杂条件下的经济与环保排放调度问题而设计。通过MATLAB平台实现,该算法采用多目标多方优化策略,有效平衡了成本效率和环境影响之间的矛盾,适用于电力市场中的多种应用场景。 一种有效的多目标多版本优化算法通过Matlab程序得以实现,用于解决复杂的组合经济排放调度问题。该方法能够以较低的成本运行电力系统,并减少发电厂化石燃料燃烧产生的污染物对环境的影响。此外,提出了一种高效的约束处理机制来确保总体方案保持在规定范围内。此算法适用于IEEE测试系统,并且所获得的帕累托最优解分布广泛。主文件名为MOMV3bus.m。
  • PSODE约束优化问题求解
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    本研究提出了一种结合粒子群优化(PSO)和差分进化(DE)的混合算法,专门用于解决复杂的约束优化问题。通过融合两种算法的优势,该方法能够有效探索搜索空间并避开局部最优解,从而找到更优的全局解决方案。 我们提出了一种新的混合算法——微粒群差分算法(PSOD),它在标准微粒群算法的基础上结合了差分进化算法来解决约束数值与工程优化问题。传统标准微粒群算法由于其单一的种群特性,容易陷入局部最优值。为克服这一缺点,我们利用了差分进化中的变异、交叉和选择算子更新每次迭代中每个粒子的新位置以帮助它们跳出局部最优解。这种混合方法结合了标准微粒群算法与差分进化算法的优点,并加速了粒子的收敛速度。 为了处理约束优化问题并避免惩罚因子的选择对实验结果的影响,我们采用了可行规则法。最后,我们将该微粒群差分算法应用于五个基准函数和两个工程问题上,并与其他现有方法进行了比较。试验结果显示,微粒群差分算法在精度、鲁棒性和有效性方面表现出色。
  • 01 使用PSO.rar_PSO电力系统_PSO_pso、_电力
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    本资源探讨了基于粒子群优化(PSO)算法在电力系统中的应用,重点研究了PSO算法如何有效解决电力系统的经济调度问题。适合对智能优化算法和电网管理感兴趣的读者。 基于粒子群算法(PSO)的电力系统经济调度在MATLAB平台上实现。
  • 改进粒子群微电网及其效益分析
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    本研究提出一种改进的多目标粒子群优化算法,应用于微电网调度问题中,旨在提高其经济性和运行效率,并深入探讨了该策略的经济效益。 微电网是一种分布式能源系统,它整合了多种设备如太阳能光伏、风能发电装置、储能设施以及传统的化石燃料发电机,并能够独立或并网运行以提供可靠的电力供应。在这一系统的运营过程中,多目标调度是核心任务之一,旨在优化其效率、成本效益和环保性能。 本段落将围绕“微电网多目标调度”展开讨论,重点介绍如何利用改进的多目标粒子群算法(MOPSO)来解决相关问题。该主题主要关注经济性、可靠性和环境友好性的平衡。具体而言,经济性是指通过最小化运行及投资成本确保系统的经济效益;可靠性则意味着保障微电网能够稳定供电以满足负荷需求;而环保性能则是指减少排放量和对环境的影响。 粒子群优化算法(PSO)是一种基于群体智能的全局搜索方法,灵感来源于鸟类觅食行为。然而,在处理多目标问题时原始的PSO可能难以有效平衡这些相互冲突的目标,因此需要进行改进。改进后的MOPSO通过引入非支配排序和拥挤距离概念来解决这些问题,并寻找帕累托最优解集。 在微电网调度中应用此算法的第一步是定义目标函数,包括运行成本、排放量以及负荷满足率等关键指标。其中,运行成本涵盖设备维护费用及燃料消耗;排放量则与能源种类及其燃烧效率相关联,需考虑二氧化碳和二氧化硫的释放情况;而负荷满足率则是衡量微电网能否稳定地为用户提供所需电力的标准。 接下来,在MOPSO算法中会随机初始化一组解作为粒子的位置和速度。通过迭代过程中的调整,每个粒子都会根据其自身经历以及群体最佳经验来更新位置与速度,从而逐步接近最优解决方案。非支配排序用于评估各个粒子的优劣程度,而拥挤距离则帮助处理相同层次上的竞争者以避免过早收敛。 改进后的MOPSO算法在微电网调度中的应用能够通过迭代搜索找到一组满意的帕累托最优解集,在满足各项目标的同时提供多种权衡方案供决策者选择。这种方法不仅能提高微电网的运行效率,还有助于推动可再生能源的应用与可持续能源的发展。 综上所述,解决微电网多目标调度问题需要综合考虑经济性、可靠性和环保因素之间的平衡。借助改进后的多目标粒子群算法,我们可以有效地探索出一组帕累托最优解集,并为实现高效且绿色的微电网运行提供理论支持和实践指导。
  • MATLABNSGA2与DE以解决优化问题(DE)
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    本研究提出了一种结合NSGA2和差分进化(DE)算法的方法,利用MATLAB平台求解复杂多目标优化问题,旨在提高解决方案的质量和多样性。 结合matlab_nsga2与DE算法的混合方法可以有效求解多目标优化问题(DE)。
  • 灰狼(GWO)交直流微网MATLAB代码
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    本项目提供了一套基于灰狼优化算法(GWO)实现交直流混合微电网经济调度的MATLAB代码,旨在有效降低运行成本并提升能源利用效率。 参考文献包括高瑜等人在《科学技术与工程》杂志2020年第28期发表的“基于改进灰狼算法的并网交流微电网经济优化调度”以及邓长征等人的“基于混沌灰狼算法的交直流混合微网经济调度”,后者刊载于《电测与仪表》杂志同年第4期。本段落主要探讨的是在并网条件下,如何对包含交流和直流两部分系统的交直流混合微电网进行经济效益最优的调度安排。 该类型系统可以采取孤岛运行或并网两种模式,而本研究专注于后一种情况下的经济优化问题。具体来说,在这种体系中,交流侧与外部大电力网络相连,并且包括了交流母线、发电装置及负载;直流部分则由相应的母线、电源和消耗设备构成。 根据上述文献的描述可以发现,它们都提到了利用灰狼算法对交直流混合微电网进行经济调度的一种方法。
  • 整数线性规划数据驱周期负荷优化方
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    本研究提出了一种数据驱动的方法,利用混合整数线性规划技术进行多周期经济负荷调度优化,旨在提升电力系统的运行效率和经济效益。 多周期经济调度问题的混合整数线性规划(MILP)优化方法涉及利用数学模型来解决复杂的资源配置与决策问题,在多个时间阶段内寻求最优解以达到经济效益最大化的目标。这种方法能够有效地处理各种约束条件,为实际应用中的长期资源分配提供有力支持。