[发明专利]一种支持移峰型电力需求响应的生产调度方法

摘要

本发明公开了一种支持移峰型电力需求响应的生产调度方法。主要步骤：(1)建立支持移峰型电力需求响应的生产调度数学模型；(2)参数初始化，并随机产生N个初始烟花种群；(3)计算种群中每个烟花的适应度值；(4)计算每个烟花的爆炸火花；(5)从N个烟花中选择L个烟花生成高斯变异火花；(6)提出一种局部搜索策略分别对每个烟花的最差爆炸火花和高斯变异花火进行替换操作；(7)计算全局最优烟花位置Xb和最优适应度值fb；(8)判断是否满足结束条件，若否，根据选择策略选出N个新烟花，重复步骤(4)；若是，则输出最优调度方案。本发明所提出的生产调度方法具有较好的稳定性和有效性，能够有效地支持电力需求响应项目的实施。

主权项

1.一种支持移峰型电力需求响应的生产调度方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立支持移峰型电力需求响应的生产调度数学模型：minCmax＝min{C1,C2,...,Cn}    (1)eij＝sij+tij,i＝1,2,...,n,j＝1,2,...,S    (5)eij+tb≤si(j+1),i＝1,2,...,n,j＝1,2,...,S‑1    (6)其中，n表示工件个数；J_i为工件编号，i＝1,2,…,n；C_i表示J_i的加工完成时间；C_max为最大完成时间；S为工件的工序数；为J_i第j道工序在t时刻的加工负荷；s_ij为J_i第j道工序的开始加工时间；e_ij为工件J_i第j道工序的加工完成时间；T_s为需求响应开始时间；T_e为需求响应结束时间；F为需求响应时段的最大允许负荷；t_ij为J_i第j道工序的加工时间；t_b为工件搬运时间；t_r为机器准备时间，公式(1)为支持移峰型电力需求响应的生产调度模型的优化指标；公式(2)为峰荷约束指标，确保需求响应时段的最大负荷不超过约定负荷F；公式(3)表示一个优先级位置只能对应一个工件；公式(4)保证每个工件优先级位置唯一；公式(5)表示每个工件在每台机器上的完成时间和开始时间的关系；公式(6)表示工件搬运时间对同一工件不同工序间的先后约束关系；公式(7)表示工件优先级越高，其开始加工时间越早；公式(8)表示机器准备时间对下一个工件的开始时间的约束关系，S2、初始化，S2‑1、参数设置：设置工件个数n；机器个数a；工序数S；需求响应开始时间Ts；需求响应结束时间Te；需求响应时段的最大允许负荷F；工件搬运时间tb；机器准备时间tr；烟花种群数目为N；最大迭代次数为Dmax；迭代计数器Dt，Dt的初始值为0；烟花爆炸半径A；爆炸火花数M；高斯变异火花数L；烟花元素上限Ub和下限Lb；极小值常数ε；复形法参数α；预设常数θ，S2‑2、初始化种群：随机生成N个初始烟花，Xi＝{x1,x2,...,xn,xn+1,...,xn+a}，Xi前n个元素为工件排序方案的编码，后a个元素为机器调度方案的编码，i＝1,2,…,N，xj∈[Lb,Ub]，j＝1,2,…,n+a，S3、计算每个烟花Xi的的适应度值fi，S3‑1、工件排序方案的解码采用最大位置法，对x1,x2,...,xn进行降序排序，xi对应的序号就是加工顺序，S3‑2、设定机器调度方案的每个元素解码后的值为0或者1，当元素值小于0时，解码为0，当元素值大于等于0时，解码为1，S3‑3、将解码后的Xi带入步骤S1所提模型计算适应度值fi，S4、Dt＝Dt+1，S5、计算每个烟花Xi的爆炸火花，S5‑1、计算每个烟花Xi的爆炸半径Ri和爆炸火花数目Si：设第i个烟花的位置为Xi，其适应度值为fi；当前最优烟花的位置为Xb，其适应度值为fb；当前最差烟花的位置Xw，其适应度值为fw，通过公式(10)、(11)更新烟花Xi的爆炸半径和爆炸火花数，其中round()是四舍五入取整函数，S5‑2、每个烟花Xi生成Si个爆炸火花：首先，随机选择Xi中的z个维度，z＝round[(n+a)×U(0,1)]，U(0,1)表示在区间[0,1]之间均匀分布的随机数；然后，对随机选取出的维度k∈{1,2,...,z}按公式(12)进行位置偏移生成爆炸火花，其中，U(‑1,1)表示在区间[‑1,1]之间均匀分布的随机数；当火花在维度k上超出边界，将通过公式(13)的映射规则进行越界检测，映射到一个新的位置，S6、从N个烟花中选择L个烟花生成高斯变异火花(可重复选择同一个烟花)，对其每一个烟花随机选择z个维度，z＝round[(n+a)×U(0,1)]；然后，对随机选出的维度k按公式(14)进行高斯变异操作，从而生成高斯变异火花,k∈{1,2,…,z}；最后，通过公式(13)对高斯变异火花进行越界检查，其中，N(1,1)表示均值为1、方差为1的高斯分布，S7、计算在步骤S5与S6中新产生的爆炸火花和高斯变异火花的适应度值，提出一种局部搜索策略分别对每个烟花的最差爆炸火花和高斯变异花火进行替换操作，S8、更新全局最优烟花位置Xb和最优适应度值fb，S9、若Dt≥tmax，则转步骤S11，S10、在包含当代烟花种群、爆炸火花和高斯变异火花的候选火花中选择最优的个体直接进入下一次迭代，其余N‑1个下一代烟花按照赌轮盘规则在剩下的候选烟花中选出，转步骤S4，S11、对最优烟花位置Xb进行解码得到最优生产调度方案。