[发明专利]一种基于双目标优化的电能路由器冗余子模块配置方法

说明书

本发明公开了一种基于双目标优化的电能路由器冗余子模块配置方法，包括以下步骤：(1)确定系统的可靠性函数；(2)根据系统的可靠性函数建立成本‑损失函数E_M；(3)根据系统的可靠性函数和成本‑损失函数E_M建立双目标优化函数T_total；(4)对双目标优化函数T_total进行优化，得到优化目标函数maxT_total；(5)求解优化目标函数maxT_total，得到冗余子模块数量n。该方法采用双目标函数，能够分析出使可靠性与经济性的综合达到最优情况的冗余数量，分析过程简单、有利于在工程中应用。

技术领域

本发明涉及一种电能路由器冗余子模块配置方法，更具体地，涉及一种基 于双目标优化的电能路由器冗余子模块配置方法。

背景技术

为了应对能源体系变革,能源互联网的概念应运而生，作为能源互联网中的 核心设备，电能路由器的可靠性关系着未来能源互联网能否安全可靠运行。冗余 作为一种提升系统可靠性的重要方法，能够在电能路由器的可靠性研究中加以应 用，对于冗余子模块的配置，当前大多采用通过实际情况和经验来选取冗余数量 的方法，冗余模块数多，系统可靠性越高，但会造成成本较高且冗余模块利用率 低，经济效益差；冗余模块数越少，虽然花费的成本较少，但其可靠性差。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种分析方法简单、有利于工程应用的基于 双目标优化的电能路由器冗余子模块配置方法。

技术方案：本发明所述一种基于双目标优化的电能路由器冗余子模块配置方 法，包括以下步骤：

(1)确定系统的可靠性函数；

(2)根据系统的可靠性函数建立成本-损失函数E_M；

(3)根据系统的可靠性函数和成本-损失函数E_M建立双目标优化函数T_total；

(4)对双目标优化函数T_total进行优化，得到优化目标函数maxT_total；

(5)求解优化目标函数maxT_total，得到冗余子模块数量n。

其中，步骤1中确定系统的可靠性函数分为两种情况，当子模块采用冷备用 时，系统可靠性为R_cold：

当子模块采用热备用时，系统可靠性为R_hot：

其中，P为必须参与工作的子模块数(P＞0且为整数)，λ为单个子模块的失 效率(0＜λ＜1)，t为系统工作时间，n为冗余的子模块数。

步骤2中：

E_M＝min{cn+d(1-R_cold/hot)}

其中，c为单个子模块的成本(c＞0)，d为设备退出运行所带来的损失 (d＞0)，R_cold/hot为子模块分别处于冷/热备用时系统的可靠性。

步骤3中：

步骤4中：

maxT_total＝ω·ln(R_cold/hot)-(1-ω)·E_M

其中，ω表示权值系数(0≤ω≤1)。