[发明专利]一种基于改进NSGA-III的区域综合能源系统设备容量优化方法

权利要求书

1.一种基于改进NSGA-III的区域综合能源系统设备容量优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、建立由光伏、风电、CCHP以及电储能设备组成的区域综合能源系统模型；

S2、从碳目标视角，确定区域综合能源系统模型的目标函数以及约束条件；

S3、基于自适应的SBX-NBX混合交叉算子，构建改进的NSGA-III算法；

S4、通过模拟研究区域的冷热电负荷，并收集全年温度、太阳辐射强度和风速数据，采用K-means聚类方法，将全年划分为夏季、冬季、过渡季三种典型日；

S5、利用改进的NSGA-III算法，根据区域综合能源系统模型的目标函数以及约束条件，并结合研究区域典型日数据，完成对区域综合能源系统设备容量配置的求解，得到最优的容量配置方案。

2.根据权利要求1所述的一种基于改进NSGA-III的区域综合能源系统设备容量优化方法，其特征在于，所述区域综合能源系统模型的目标函数具体为相对于CCHP独立供能系统的年成本节约率、年二氧化碳减排率和年一次能源节约率最大化。

3.根据权利要求1所述的一种基于改进NSGA-III的区域综合能源系统设备容量优化方法，其特征在于，所述区域综合能源系统模型的约束条件包括能源供需约束、设备装机容量约束以及运行约束。

4.根据权利要求1所述的一种基于改进NSGA-III的区域综合能源系统设备容量优化方法，其特征在于，所述改进的NSGA-III算法自适应地在算法前期和后期均改变SBX、NDX算子权重，其中，算法前期SBX算子的权重大于NDX算子的权重，算法后期NDX算子的权重大于SBX算子的权重，所述SBX算子用于全局搜索，所述NDX算子用于加快收敛速度。

5.根据权利要求4所述的一种基于改进NSGA-III的区域综合能源系统设备容量优化方法，其特征在于，所述改进的NSGA-III算法的具体工作过程为：

初始化种群；

使用SBX-NBX混合变异算子，对父代种群进行交叉变异操作，得到子种群；

将父代种群和子种群进行混合，得到新种群；

对新种群进行非支配排序，划分得到不同的非支配解集；

生成下一代种群：基于参考点的选择机制，结合非支配解集，通过选择出多个优势个体，以组合得到下一代种群；

判断是否满足终止条件，若判断为是，则输出当前得到的下一代种群，以作为最优解，否则返回继续迭代。

6.根据权利要求5所述的一种基于改进NSGA-III的区域综合能源系统设备容量优化方法，其特征在于，所述初始化种群包括初始化参考点和构建初始种群。

7.根据权利要求5所述的一种基于改进NSGA-III的区域综合能源系统设备容量优化方法，其特征在于，所述SBX-NBX混合变异算子具体为：

其中，x_1,j和x_2,j分别为通过SBX-NDX混合变异算子变异产生的两个子代个体的j维度信息，p_1,j和p_2,j分别为两个父代个体的j维度信息，iter为当前种群迭代次数，iters为设定的种群最大迭代次数，|N(0,1)|为正态分布随机变量，u为0-1范围内的随机数。

8.根据权利要求5所述的一种基于改进NSGA-III的区域综合能源系统设备容量优化方法，其特征在于，所述生成下一代种群的具体过程为：根据不同的非支配解集(F₁,F₂,...,F_d)，从F₁开始，每次移动一个非支配解集到新解集S，直至首次出现S的规模大于N，设移入F_e使得S的规模首次大于N，若S的规模等于N，则将S直接作为下一代父种群P(t+1)；若S的规模大于N，将F_e之前的解集放入P(t+1)，再根据基于参考点的选择机制选取其余解。