[发明专利]基于权重分配的综合能源系统多目标优化运行建模方法

说明书

本发明公开了一种基于权重分配的综合能源系统多目标优化运行建模方法，包括步骤：分别构建单目标函数，对单目标函数进行隶属度映射，并进行权重归一化分配；将映射后的各项函数与对应权重进行线性加权，重新构建综合能源系统多目标优化运行模型。本发明方法将通过建立单目标函数到隶属度的映射，将不同量纲的目标函数转换为同一比例尺度下的无量纲函数；引入重要性标度和判断矩阵，对多目标函数各项之间的相对重要程度进行定量表示，并借助矩阵归一化的方法实现多目标权重的分配。本发明方法可以较好地解决综合能源系统中具有不同量纲的多目标优化函数的构造问题，相比传统的经验法和试探法，具有使用简单、实用性强等优点。

技术领域

本发明涉及综合能源系统优化建模领域，尤其涉及一种基于权重分配的综合能源系统多目标优化运行建模方法。

背景技术

在综合能源系统规划与运行中，我们经常会将一些问题转化为优化问题，并同时希望这些问题的解能够从多个方面达到整体最优。这类问题称之为多目标优化问题。例如，在研究综合能源系统的运行优化问题时，我们可能要求系统在满足冷热电负荷需求的同时，实现经济、能效、环保等综合效益的最大化。在构造多目标优化问题时，多个目标函数项之间往往存在量纲不一致的情形，导致目标函数各项权重确定困难，函数项之间无法直接进行线性相加。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种基于权重分配的综合能源系统多目标优化运行建模方法，借助矩阵归一化的方法实现多目标权重的计算与分配。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于权重分配的综合能源系统多目标优化运行建模方法，包括步骤：

(1)分别构建单目标函数，形成综合能源系统多目标优化运行模型；

(2)对单目标函数进行隶属度映射，并进行权重归一化分配；

(3)将映射后的各项函数与对应权重进行线性加权，重新构建综合能源系统多目标优化运行模型。

进一步地，所述步骤1中，综合能源系统多目标优化运行模型：

其中，x为决策变量；h(x)为等式约束；g(x)为不等式约束，g和分别为其下限和上限；f_i(x)和w_i分别为第i类目标函数和权重；N为目标函数项数。

进一步地，所述步骤2具体包括步骤：

(2.1)通过建立单目标函数到隶属度的映射，将不同量纲的目标函数转换为同一比例尺度下的无量纲函数；

(2.2)引入重要性标度和判断矩阵，对多目标函数各项之间的相对重要程度进行定量表示；

(2.3)借助矩阵归一化的方法实现多目标权重的分配。

进一步地，所述步骤2.1具体包括：

(2.1.1)以单目标函数f_n(x)为优化目标，代入综合能源系统多目标优化运行模型中进行计算，得到最优决策变量值

(2.1.2)将最优决策变量值代入各单目标函数项f_n(x)(n＝1,2,…,N)中，形成向量F_n；

(2.1.3)重复上述步骤N次，得到矩阵F＝[F₁,…,F_n,…,F_N]^T；

(2.1.4)计算F中各列的最小和最大值，分别记为F_n,min和F_n,max；