水资源优化配置的双层多目标规划模型

利用双层多目标规划研究了基于水权的水资源优化配置问题.将水资源管理机构和各用水者分别作为上、下层决策者,建立了水资源管理机构以水资源总效益最大和水质污染最小为目标、各用水者以取水效益最大为目标的双层多目标规划模型,并给出了相应的求解算法.最后用一个简单的算例验证了模型的可行性.     

高速公路出入口选址双层规划模型研究

针对高速公路出入口选址,建立了双层规划模型.上层规划以高速公路出入口的用地和建设成本、改进交通网络的成本和区域内的出行成本最小为目标函数,下层规划考虑了交通网络车辆弹性需求用户均衡配流.最后设计了一个迭代优化算法对模型进行求解.     

双模式的拥挤收费双层规划模型

为了解决私家车和公交车行驶时相互影响条件下的实际阻抗问题,提出了一个广义阻抗,即包含车辆行驶时受其他交通模式影响所花费的时间、车辆行驶固定的费用（如燃油费和车辆磨损费等）、拥挤收费及由拥挤构成的早到或延迟惩罚的广义阻抗函数。在此基础上,建立了以交通网络系统收益与网络成本之差最大化为目标的上层模型,以多模式交通网络的随机用户平衡为目标的下层模型,出行模式及路径的选择满足Logit模型的数学双层规划模型。最后,应用基于步长加速法和惩罚函数法的直接搜索法对该模型进行求解。     

区域水资源的优化配置模型

基于多目标非线性规划原理,提出了一种适用于多水源、多用户的区域水资源优化配置模型.充分考虑经济效益、用水费用和区域均衡性多个目标,构造了一个新的非线性综合目标函数.以需水量和可供水量为约束条件,采用序列二次规划法求解函数最优值.将该模型用于某市水资源分配,获得了3个规划水平年在3种保证率条件下的优质水资源优化配置方案.结果表明,采用提出的优化方案可以显著提高经济效益,并为未来水资源分配决策提供较为科学的依据.提出的模型具有参数设置灵活等优点,可供缺水地区水资源调配时参考应用.     

基于多目标双层规划的分布式电源选址定容

针对高比例分布式电源(distributed generators, DGs)并网位置与容量大小优化问题,提出一种解决多DGs选址定容问题的多目标双层优化模型。该模型中上层模型结合损耗灵敏度和电压稳定指数挑选并网位置,下层模型获得并网位置后以有功损耗、电压偏移指数、电压稳定指数为优化目标函数调整DGs容量。其次,由于下层模型中含有非凸的DistFlow潮流方程,通过二阶锥凸松弛技术将下层模型转化为混合整数二阶锥规划模型,并运用多权重法将多目标优化模型转化为易于处理的单目标优化模型。最后在PG&E69节点系统中测试,结果表明,DGs在最佳位置接入特定容量,可显著降低配电网有功损耗,改善电压分布、提高电网电压稳定性。与现有文献中优化算法对比分析,验证了所提模型的有效性,此外,还分析了测试系统接入DGs的最佳数目和渗透水平。     

考虑风光多维时空相关性的电源规划方法

提出考虑风光多维时空相关性的电源规划方法。基于Copula理论和风光出力概率分布建立考虑风光多维时空相关性的风光出力模型, 将出力场景应用于双层电源规划模型中, 提出考虑风光多维时空相关性的电源规划方法。上层是以总规划费用最小为目标函数的投资决策模型, 下层是以运行经济性和调峰特性最优为目标的短期运行优化模型。通过某地区算例验证分析了所提方法的有效性。结果表明,考虑风光时空相支性能够降低数据模拟误差,提高规划方法的经济效益,改善调峰特性。     

多时段多用户次优拥挤定价模型

以城市道路系统的拥挤收费为研究对象,深入分析城市道路系统多时段、多用户一般路网的次优拥挤定价问题,建立了以社会福利最大化为上层规划目标,下层规划为多时段、多用户一般路网均衡模型的双层规划模型.设计了一典型路网、路段出行成本函数与多时段多用户需求函数及其相关参数,并通过模拟计算求解该次优拥挤定价模型的交通流量、拥挤费用与总体社会福利.结合用户时间价值差异对多时段、多用户次优拥挤定价政策影响进行了分析,证明了拥挤定价能有效地影响交通流量时空转移并改善系统社会福利.     

磁县水资源合理配置研究

文中以2005年为现状水平年,以2010年为规划水平年,对磁县规划水平年两种保证率下的水资源进行了优化配置,建立了以社会、经济、环境为目标函数的多目标优化模型,并用多目标分解协调遗传算法进行了求解.     

主动管理模式下分布式风电源规划

提出主动管理模式下基于双层规划的分布式风电源选址定容规划模型,以分布式风电源的净收益期望值最大作为上层规划目标,以满足节点电压和支路潮流约束下风电源出力切除量期望值最小作为下层规划目标,考虑主动电压管理在改善节点电压和支路潮流方面的积极作用,提出模拟植物生长算法与概率最优潮流算法相结合的求解方法．33节点配电系统规划结果验证了规划模型的合理性和求解算法的有效性．     

公交线路发车频率优化的双层规划模型及其解法

提出了一种优化公交线路发车频率的双层规划模型。该模型以整个公交系统总成本最小为目标,同时考虑出行者的选择行为。上层模型通过客流分配的结果优化发车频率;下层模型基于优化的发车频率进行公交客流分配。采用一种迭代的算法,分别使用标号法和启发式算法SCE-UA对下层和上层模型进行求解。最后,利用大连市公交系统的数据进行了测试。结果表明,该模型和算法是合理有效的。     

下层解不唯一线性双层规划的全局优化算法

该文讨论一类线性双层规划:第一层中的目标函数和约束是线性的,第二层是解可以不唯一的带参数的线性规划。利用等价的Kuhn-Tucker条件将线性双层规划转化为单层非线性规划,其全局最优解可以在某个集合的极点上找到。在此基础上给出下层解可以不唯一的线性双层规划问题的一个全局优化算法。     

计及引导型充电控制策略的电动汽车充电设施与配电系统协同规划

对电动汽车(electric vehicle, EV)充电设施与配电网络进行协同规划可减少EV充电负荷对配电系统的负面影响,并降低各参与方的总社会成本。在开展二者的协同规划时,需要适当考虑引导型充电控制策略对充电负荷时空分布的影响。在此背景下,研究考虑引导型充电控制策略的EV充电设施与含有分布式光伏、储能的配电系统的协同规划问题,建立双层优化模型。上层优化模型以充电设施与配电网络协同规划的总投资成本最小为优化目标,考虑电力系统运行安全约束与EV充电站建设和运行约束,系混合整数非线性规划问题;下层优化模型则以配电系统运行成本与EV充电设施周围交通道路阻塞的时间等效成本之和最小为优化目标,并考虑配电网络运行约束与EV用户充电需求约束,也是混合整数非线性规划问题。求解上层优化模型得到充电设施与配电网络协同规划结果并作为下层优化模型的输入,而由下层优化模型求得的充电需求时空分布结果作为上层优化模型的输入。采用商业求解器CPLEX确定下层引导型充电控制策略,利用遗传算法对所构建的双层优化模型进行求解。最后,以宁波市海曙区东部区域的EV充电设施与配电网络协同规划为例,对所提出的方法进行说明。     

基于学习理论的含光储联合系统的输电网双层规划

针对传统输电网规划中对光伏出力不确定性处理中存在的问题,提出一种基于学习理论的含光储联合系统的输电网双层规划模型。下层基于学习理论对光储联合系统进行优化,目标为光伏电站长期运行收益最大与计划功率不确定性最小。将下层优化求解得到的光储联合系统计划功率代入上层的输电网规划模型,以线路投资成本、运行成本和弃光成本最小为目标进行规划。最后用改进的IEEE118节点算例验证了光储联合系统可以减小计划功率的不确定性,提高规划结果的可信度。本研究建立的Q学习控制器具有良好的在线学习能力,通过大量数据的学习后能对光储联合系统的计划出力进行有效的指导。     

城市客运交通运营者经济决策双层规划模型

为分析客运经济政策在不同运营者间的作用规律,应用博弈论分析了城市客运交通运营者之间的Nash均衡,构建了双层规划模型来描述运营者之间的经济决策行为,分析了不同策略下运营者的效益和社会总成本,包括时间、能源消耗和空气污染等成本,其中上层模型分析管理者优化不同客运方式的费率,下层模型分析运营者在限定费率下确定各自的服务频率以获得最大利润。采用GAMS和遗传算法分别构建了双层规划模型的求解算法,算例分析验证了模型的有效性。引入轨道交通服务,可以提高城市公共交通客运份额,有效降低环境、能源等外部性成本。     

城市公交停靠站选址初步研究

运用系统分析方法和博弈理论,提出在有限候选公交站中优化选择公交停靠站的双层规划思想,建立具有固定公交出行的上层政府和公交企业设置公交停靠站,下层出行者选择公交站出行的双层规划模型,采用基于遗传算法的双层规划方法进行优化求解,例子的仿真计算表明采用双层规划进行公交停靠站设置的思想方法考虑到了不同决策主体的博弈行为并解决实际公交停靠站选择时的各种约束,设置的公交停靠站可实现公交车辆运营成本最小化和总出行费用最小化的目标.     

浙江省水资源优化配置研究

采用多目标规划模型研究浙江省水资源优化配置.将模型参数确定为工业、农业及城镇生活用水量,以可持续发展为原则建立水资源优化配置的多目标模型,并采用层次分析等方法确定模型中的大量关键性系数,通过赋权将多目标合并为单目标的方法,以浙江省为例,在2005年供需水平基础上进行全省水资源优化配置模型计算,得出2010年和2020年配水方案.综合分析表明结果稳定有效.     

电动汽车代理商电力市场竞价策略研究

随着电动汽车的广泛投入使用,电动汽车代理商通过代理系统中数量庞大而分散的电动汽车参与电力市场竞价,不但有利于电动汽车的有序充放电,同时也给电动汽车提供了参与电力市场竞价的机会。基于电动汽车代理商的灵活报价,提出参与电力市场竞价的双层优化模型,上层以社会效益最大化为目标,下层以电动汽车充放电效益最大化为目标;通过KKT条件将双层优化模型转化为单层优化模型,采用非线性互补函数将非线性不等式约束转化为等式约束,并通过原对偶内点算法求解模型;最后,通过算例仿真分析,验证了所提模型的有效性和可行性。     

冰雪条件下城市路网容量可靠性

为研究冰雪条件下城市路网容量可靠性,采用路段行程时间可靠性及容量为约束条件进行研究.定义了冰雪条件下的路网容量可靠性概念,以BPR(Bureau of Public Roads)函数为基础,通过引入自由行程时间及通行能力修正函数,建立了适用于冰雪条件的ISB-BPR(Ice and Snowfall Based-Bureau of Public Roads)函数,并以路段容量和遵循ISB-BPR函数的行程时间可靠性作为约束条件构建了上层规划,以符合冰雪条件出行特征的弹性需求分配模型作为下层规划,提出了适用于冰雪条件的双层规划模型.根据模型反映的路径选择行为特点,设计了灵敏度分析法求解交通量分配模型,以Monte Carlo仿真算法求解路网容量可靠性.并给出1简单算例,计算结果表明:冰雪强度及交通供需对冰雪条件下路网容量可靠性有很大影响.该模型能够用于评估冰雪条件下的路网性能,并为路网规划、设计、维护提供依据.     

基于灰色预测及多目标规划模型的水资源预测及优化配置

为探讨城市水资源预测和优化配置的方法,以北京市为例,采用灰色GM（1,1）预测和多目标规划模型方法进行数学建模,以研究北京市在实现经济效益、社会效益、生态效益和环境效益最大化前提下的水资源的优化配置方案。预测结果显示,北京市2015年的水资源总量为21．4523亿m^3,再生水量为11．96亿m^3,总需水量为39．74亿m^3,仍将存在6．33亿m^3缺口,将依赖于境外调水,与北京市水资源“十二五”规划十分接近。多目标规划模型结果显示,北京市可通过增加水资源的循环利用,减少农业用水、生活用水和环境用水量,维持现有工业用水量,实现可供水量与总需水量的基本平衡,并实现城市经济效益、社会效益、生态效益、环境效益的最大化。灰色GM（1,1）预测和多目标规划模型可较好地预测城市未来供、需水状况,并进行水资源的优化配置,可用于区域水资源预测和综合规划。     

基于双层规划的拥挤定价模型及算法

城市道路拥挤定价具有双层特性,上层为城市交通管理部门,下层为道路使用者．本文假设用户出行成本仅与出行时间相关,应用双层规划模型建立拥挤定价模型,并讨论双层规划模型的遗传算法．研究表明,双层规划模型能有效解决复杂的拥挤定价问题,遗传算法收敛较快,容易实现计算精度要求．