(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210685305.5 (22)申请日 2022.06.17 (71)申请人 南京邮电大 学 地址 210003 江苏省南京市 鼓楼区新模范 马路66号 (72)发明人 张慧峰　张安华　岳东　窦春霞　 黄金虎　 (74)专利代理 机构 南京正联知识产权代理有限 公司 32243 专利代理师 杭行 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06N 3/00(2006.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01)H02J 3/00(2006.01) G06F 111/06(2020.01) G06F 111/04(2020.01) (54)发明名称 考虑需求响应的多能源系统多目标安全经 济优化调度方法 (57)摘要 本发明是一种考虑需求响应的多能源系统 多目标安全经济优化调度方法， 包括步骤1建立 安全经济优化调度模型； 步骤2通过预设一组在 目标空间均匀分布的权重向量将多目标模型分 解为一组标量子问题， 再为每个子问题分配若干 个邻居， 则每个粒子与邻近的若干个粒子构成该 粒子的子种群， 每个子问题的优化就通过粒子群 优化算法基于切比雪夫方法的替换策略在其子 种群中进行优化； 步骤3采用自适应权重调整策 略来平衡粒子群优化算法的全局和局部的勘探 能力； 步骤4： 求解得到Pareto最优解集。 本发明 解决了在考虑需求响应时实现低碳排放 以及电 力传输可靠性的多能源系统的安全优化调度问 题， 为相关调度人员提供 更多的方案指导。 权利要求书4页 说明书10页 附图1页 CN 114970200 A 2022.08.30 CN 114970200 A 1.一种考虑需求响应的多能源系统多目标安全经济优化调度方法， 其特征在于： 所述 多能源系统多目标安全经济优化调度方法包括如下步骤： 步骤1： 建立具有需求响应的多能源系统的多目标、 多约束安全经济优化调度模型； 步骤2： 初始化权重向量和初始化粒子群体： 根据基于分解的多目标进化算法， 通过预 设一组在目标 空间均匀分布的权重向量将多目标模型分解为一组标量子问题， 再为每个子 问题分配若干个邻居， 则每个粒子与邻近的若干个粒子构成该粒子的子种群， 每个子 问题 的优化就通过粒子群优化 算法基于切比雪夫 方法的替换 策略在其子种群中进行优化； 步骤3： 更新粒子群优化算法和更新非支配解集： 采用自适应权重调整策略来平衡粒子 群优化算法的全局和局部的勘探能力， 并且加入了基于柯西 ‑洛伦兹分布的随机轨迹修正 部分来避免粒子群优化算法的过早收敛以及保证算法任务从前期的全局搜索动态转化到 后期的局部 搜索， 加入非支配集， 记录并更新粒子群优化 算法每次迭代得到的非支配解； 步骤4： 利用改进的基于分解的多目标进化算法对多目标整体优化模型求解得到 Pareto最优解集。 2.根据权利要求1所述考虑需求响应的多能源系统多目标安全经济优化调度方法， 其 特征在于： 所述 步骤3中更新粒子群优化包括如下步骤： 步骤3‑1‑1： 采用粒子群优化算法来更新粒子， 在其子种群中优化， 粒子群优化算法的 速度与位置更新方程 为， 其中第i个粒子的位置表示为xi＝{xi1， xi2， ...， xiD}， 且xid∈[xmin， d， xmax， d]， d＝1， 2， ...， D， xmin， d和xmax， d分别为维数d的上界和下界， pbest＝{pi1， pi2， ...， piD}为第i个粒子的 上一次迭代最佳位置， vi＝{vi1， vi2， ...， viD}为当前速度， 且vid∈(vmin， vmax)， vmin和vmax分别 为速度的上下限， pgbest＝{pg1， pg2， ...， pgD}， 表示子种群中所有粒子的最优粒子， k为算法的 迭代次数， rand1d和rand2d为[0， 1]之间均匀分布的随机数， c1和c2为学习因子； 步骤3‑1‑2： 根据多能源系统的多目标、 多约束安全经济优化调度模型的约束条件来修 正更新后的粒子y ′＝{y′1， y′2， ...， y′D}， 使粒子在目标空间内； 对于任意的d∈{1， 2， ...， D}， 若有y ′d＜xmin， d， 则令y′d＝xmin， d； 若有y′d＞xmax， d， 则令y′d＝xmax， d， 其中xmin， d和xmax， d分 别为维数d的上界和下界； 步骤3‑1‑3： 更新子种群的pgbest和该粒子的pbest， 若对于j∈D(i)， 如果gtch(y′|ωj， z*) ≤gtch(xj|ωj， z*)， 那么设置pgbest＝y′； 如果gtch(y′|ωj， z*)≤gtch(pbest|ωj， z*)， 那么设置 pbest＝y′； 步骤3‑1‑4： 更新参考点z*， 对于所有j＝1， ...， m， 如果zj＜fj(y′)， 那么设置zj＝fj (y′)， 其中m为目标函数的个数； 步骤3‑1‑5： 在目标空间中采用基于柯西 ‑洛伦兹分布的随机轨迹修正来更新领域解， 对于j∈D(i)， 有： xj(k+1)＝xj(k)+β·Lj(k)·||Pg(k)‑xj(k)||2 其中， β ∈[ ‑1， 1]表明粒子位置是从正方向或负方向进行变异， ||Pg(k)‑xj(k)||2为粒权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114970200 A 2子j与最优粒子的距离， Lj(k)为引入的柯西分布的密度函数， 根据粒子的不同位置， 其更新 公式如下， 其中， γ0和 τ 为参数， k为迭代次数； 步骤3‑1‑5： 更新惯性权 重， 第k+1次迭代的惯性权 重如下； 其中， 其中， k为迭代次数， xbest(k)为第k次迭代的最优粒子， xworst(k)第k次迭代的最劣 粒子， xbest(0)为初始化时的最优粒子， xworst(0)为初始化时的最劣粒子 。 3.根据权利要求1或2所述考虑需求响应的多能源系统多目标安全经济优化调度方法， 其特征在于： 步骤3中， 更新非支配解 集具体包括如下步骤： 步骤3‑2‑1： 从非支配解集中移除所有被F(y ′)＝{f1(y′)， ...， fm(y′)}支配的所有向 量； 步骤3‑2‑2： 如果非支配解集中没有向量支配F(y ′)＝{f1(y′)， ...， fm(y′)}， 就将F(y ′) 加入到非支配解 集中。 4.根据权利要求1所述考虑需求响应的多能源系统多目标安全经济优化调度方法， 其 特征在于： 步骤2中， 所述初始化权 重向量具体包括如下步骤： 步骤2‑1‑1： 首先需要产生一组均匀分布的权重向量{ω1， ...， ωN}， N是权重向量的个 数， 即种群大小， 权重向量基于单位超平面产生， 且总的个数为 其中， m是目 标函数的个数， H是多目标问题中每一个维度的坐标轴的间隔数量， 且称 为均匀间隔 值， 单位超平面表示 为 每个权重向量ω表示成 且 是权重向量ω的分量； 步骤2‑1‑2： 当权重向量生成后， 根据权重向量间的欧几里得距离为每个权重向量分配 最近的T个权 重向量。 5.根据权利要求1或4所述考虑需求响应的多能源系统多目标安全经济优化调度方法， 其特征在于： 步骤2中， 所述初始化粒子群 体包括如下步骤： 步骤2‑2‑1： 根据步骤1中的多目标安全经济优化模型的约束条件构成目标空间， 在目 标空间中进行 粒子初始化， 并初始化各参数值； 步骤2‑2‑2： 根据初始化后的粒子， 计算其目标函数值， 根据目标函数值， 初始化参考点z*和 非支配解集， 其中 是参考点且 步骤2‑2‑3： 根据切比雪夫聚合方法， 计算粒子的聚合函数值即适应度值， 对于一个多 目标优化问题， 基于切比雪夫 方法能将该问题转换为 一个标量优化问题：权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114970200 A 3