[发明专利]基于自适应角度约束进化算法的多目标水泵调度方法

说明书

本发明公开了一种基于自适应角度约束进化算法的多目标水泵调度方法，采用多目标优化的方法，对水泵调度进行模型构造，将生活中常见的水泵调度问题转化为两个目标的多目标优化问题，第一个优化目标为最小化水泵消耗的电力成本，第二个优化目标为最小化水泵维护成本，利用多目标优化方法克服传统方式的不足，采用基于自适应角度约束进化算法求解水泵调度的多目标优化模型，最终得到最优解，并结合具体的实际情况为一些部门作指导，合理进行水泵调度，进而在满足需求的同时，最小化运营的成本，实现综合效益最大化。

技术领域

本发明涉及水泵调度与多目标优化技术领域，尤其涉及一种基于自适应角度约束进化算法的多目标水泵调度方法。

背景技术

合理地调度水泵，可以极大地节省运营成本，水泵调度问题的目标是在满足约束条件的情况下，使得运营成本最小化，约束条件主要包括：为用户提供足够水压的水需求量和蓄水罐水面高度的限制范围，并且水泵调度是在一段时间内(通常是24小时)实现的，所以必须周期性地满足上述约束条件，早期研究人员使用传统的单目标优化方法来最小化水泵调度的运营成本，如：线性、整数和混合规划等，由于复杂的供水系统由于其内在限制，难以通过传统的方法来处理，后来，研究人员应用遗传算法、粒子群算法和模拟退火法等技术求解，然而，这些方法大多数将最小化电力成本作为优化目标，而将其他目标作为惩罚因子来考虑，忽略了水泵调度问题的多目标本质，不能很好的解决水资源的配置和运营成本的最低化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于自适应角度约束进化算法的多目标水泵调度方法，旨在解决现有技术中的单目标优化方法不能很好的解决水资源的配置和实现运营成本的最低化的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的一种基于自适应角度约束进化算法的多目标水泵调度方法，包括如下步骤：

其中，获取水泵调度的系统工程理论和优化方法信息；

采用多目标约束优化的思想，将水泵调度在生活中常见的复杂问题转化为两个目标的多目标优化问题；

构造水泵调度的多目标优化模型；

定义进化种群中基于角度支配原则；

采用基于自适应角度约束进化算法求解水泵调度的多目标优化模型。

其中，获取水泵调度的系统工程理论和优化方法信息，包括：

在供水系统中，水泵从水库中抽水到蓄水罐中，当用水需求高时，将水从蓄水罐里释放，当需求低时，将水储存在蓄水罐中。

其中，两个目标的多目标优化问题，包括：

第一个优化目标为最小化水泵消耗的电力成本，第二个优化目标为最小化水泵维护成本。

其中，构造水泵调度的多目标优化模型，包括：

MinF(x)＝(f₁(x),f₂(x))；

h_i(x_i)≤h_max；

h_i(x_i)≥h_min；

其中，MinF(x)为目标函数集，f₁(x)为电力成本，f₂(x)为维护成本，h_i为蓄水罐的水面高度，x是一个变量向量，且其中N为水泵个数，B∈{0,1}。

其中，所述电力成本包括：