模型設(shè)計論文范文
前言：我們精心挑選了數(shù)篇優(yōu)質(zhì)模型設(shè)計論文文章，供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發(fā)，助您在寫作的道路上更上一層樓。
第1篇
1.教學(xué)層面
由于綜合性大學(xué)在畢業(yè)考評上學(xué)科間存在的差異，導(dǎo)致畢業(yè)考評的形式和內(nèi)容多元化，統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)難以適應(yīng)藝術(shù)設(shè)計各學(xué)科的教學(xué)要求，在具體的教學(xué)中教師又要求學(xué)生將畢業(yè)論文和畢業(yè)設(shè)計結(jié)合起來，達(dá)到藝術(shù)設(shè)計理論研究和實踐相結(jié)合的教學(xué)目標(biāo)，以及使學(xué)生能夠深入地對一類問題或一個問題進(jìn)行方案構(gòu)思、設(shè)計創(chuàng)作、模型演示、效果展示等全面體現(xiàn)，以往的結(jié)果考評側(cè)重了學(xué)生論文撰寫能力和畢業(yè)設(shè)計的效果，對學(xué)生的創(chuàng)新能力、就業(yè)能力培養(yǎng)卻顯得不足，也不能為整個教學(xué)體系的最終環(huán)節(jié)注入新的活力。
2.學(xué)生主觀層面
近年來，隨著我國高等學(xué)校招生規(guī)模的不斷擴大，學(xué)生人均占有教學(xué)資源不足和教學(xué)條件的制約，畢業(yè)生往往對畢業(yè)論文的寫作認(rèn)識程度不夠，出現(xiàn)選題范圍過大或過小、學(xué)術(shù)性不強、創(chuàng)新點不突出、抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重等問題，教學(xué)難以達(dá)到預(yù)期效果，畢業(yè)設(shè)計虎頭蛇尾，預(yù)想高過實際設(shè)計的目標(biāo)，展示效果欠佳，實物模型的設(shè)計制作草率粗糙，如何來規(guī)避這些問題和增效值得深思。
3.管理層面
畢業(yè)論文與設(shè)計課程設(shè)置在第八學(xué)期，這個時期對于學(xué)生來說由于在校學(xué)習(xí)、社會實踐、擇業(yè)就業(yè)存在很多時間上的沖突，在心理上容易產(chǎn)生較大波動，不利于寫出優(yōu)秀的畢業(yè)論文和創(chuàng)作畢業(yè)設(shè)計，往往顧此失彼。由于藝術(shù)設(shè)計專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計一般需要進(jìn)行圖像、圖版、實物、模型等形式的展示，在各評價指標(biāo)分層制定的同時，學(xué)生能否得到一定程度的經(jīng)費支持，也是從這個層面探討的問題之一。
二、藝術(shù)設(shè)計專業(yè)畢業(yè)考評模型
1.考評體系構(gòu)建
以“過程+結(jié)果+展示”三位一體的模式作為考評體系的制定依據(jù)，考評指標(biāo)的逐層細(xì)分。過程考評不僅能提高和促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，顯著增強學(xué)習(xí)效果，而且有助于教師在教學(xué)過程中，全面地及時的了解學(xué)生的方案進(jìn)展情況，考查學(xué)生解決問題的能力，階段目標(biāo)完成的好壞。在設(shè)計教學(xué)中，學(xué)生往往存在“會做不會說”“會畫不會寫”的現(xiàn)象，將結(jié)果考核始終作為評定設(shè)計優(yōu)劣的主要依據(jù)。畢業(yè)設(shè)計這個完整系統(tǒng)的過程就是畢業(yè)生向自己、向?qū)W校、向教師、向家長、向社會交的一份答卷，必然要接受大家的檢閱。
2.參評主體構(gòu)成
建立以“指導(dǎo)教師評價+評閱教師+答辯委員會評價+網(wǎng)上投票”構(gòu)成的參評主體，對學(xué)生的畢業(yè)論文和畢業(yè)設(shè)計進(jìn)行多角度評價。指導(dǎo)教師是學(xué)生畢業(yè)論文和畢業(yè)設(shè)計整個過程的直接參與者，所以具有一定的話語權(quán)。畢業(yè)答辯更像是一次檢閱，答辯委員會在畢業(yè)答辯時給出的評價基本上是客觀的、公正的，學(xué)生在答辯時的綜合表現(xiàn)因語言表達(dá)能力、形象氣質(zhì)、答辯技巧的強弱作為評價指標(biāo)。在校園數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展下，傳統(tǒng)的評價方式要適應(yīng)現(xiàn)階段的校園生活方式，建設(shè)專業(yè)的網(wǎng)上投票系統(tǒng)能夠讓更多的師生參與畢業(yè)設(shè)計的評價。
3.審查監(jiān)督
采用“教研室自查+專家盲審+教學(xué)督導(dǎo)抽查”相結(jié)合的方式對學(xué)生論文和設(shè)計進(jìn)行審查和監(jiān)督，增設(shè)用于網(wǎng)上投票的展示平臺和評價平臺。審查監(jiān)督是在教學(xué)管理機構(gòu)對畢業(yè)考評進(jìn)行綜合性的運行保障機制，可從以上三個層次進(jìn)行，可將畢業(yè)論文和畢業(yè)設(shè)計的審查納入督導(dǎo)組的督導(dǎo)范圍，形成良性的循環(huán)機制。
三、考評體系的增效機制
1.深化教學(xué)改革
藝術(shù)設(shè)計人才需要有科學(xué)精神、人文素養(yǎng)、藝術(shù)創(chuàng)新、技術(shù)能力，不斷調(diào)整以往的教學(xué)觀念與方式。將“過程+結(jié)果+展示”的考評系統(tǒng)逐層展開，每層指標(biāo)建立詳細(xì)的子系統(tǒng)，進(jìn)行一般問題的梳理和特殊問題的列舉，然后對問題進(jìn)行排序和考核等級層次的制定，最后對考核分值的進(jìn)行分配，對初步建立的系統(tǒng)模型。
2.學(xué)生主觀驅(qū)動
藝術(shù)設(shè)計是社會性的行為，但由于學(xué)生缺乏社會與文化責(zé)任感而沒有強大的使命為驅(qū)動，知識儲備不足的同時又面臨諸多就業(yè)的壓力，面對知識信息大爆發(fā)所往往出現(xiàn)了浮躁與急功近利的現(xiàn)象，內(nèi)在的學(xué)習(xí)動力不足。評價指標(biāo)可細(xì)化可深入至出勤率、同導(dǎo)師的溝通次數(shù)、方案草圖環(huán)節(jié)、定稿、制作、選材、印刷打印等，各環(huán)節(jié)進(jìn)度形成相應(yīng)的書面材料進(jìn)行歸檔整理，有效的避免學(xué)生無計劃的實施和不按進(jìn)度完成的情況，并能夠保證畢業(yè)論文和畢業(yè)設(shè)計的完成質(zhì)量和效果。
3.管理的操作機制
畢業(yè)設(shè)計是全面系統(tǒng)訓(xùn)練培養(yǎng)提高學(xué)生綜合設(shè)計能力的系統(tǒng)整合性課程。因此，本科四年教學(xué)中的任何一個環(huán)節(jié)都應(yīng)該貫穿創(chuàng)新這個基本原則，畢業(yè)設(shè)計也不例外，對于最終的考評子系統(tǒng)模型保留修改和增減項目的空間，保證系統(tǒng)對藝術(shù)設(shè)計專業(yè)人才培養(yǎng)的可持續(xù)性。此外，學(xué)校各部門可將畢業(yè)設(shè)計展與企業(yè)人才招聘會相結(jié)合。從而建立起完整的畢業(yè)設(shè)計展覽、畢業(yè)設(shè)計答辯和人才招聘“三位一體”的畢業(yè)設(shè)計教學(xué)新模式。
四、結(jié)論
第2篇
1.1不確定性分析
我國目前面臨確定最優(yōu)備用容量克服風(fēng)電機組出力的間歇性和波動性影響，支持消納大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)的問題。合理確定快速響應(yīng)火電機組規(guī)模，過多火電機組備用容量會增加運行成本，因此需要考慮到系統(tǒng)的經(jīng)濟性。本文的研究基礎(chǔ)是新建快速響應(yīng)火電機組來解決面臨的風(fēng)電并網(wǎng)及消納問題，不考慮對現(xiàn)有火電機組升級改造的情形。大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)背景下快速響應(yīng)火電機組的規(guī)劃面臨2種不確定性：1）快速響應(yīng)火電機組參數(shù)的不確定性，包括燃料可用性、碳排放成本、折現(xiàn)率、投資成本等；2）系統(tǒng)調(diào)度水平的不確定性，包括隨機停運(機組、輸電線路等)、負(fù)荷和風(fēng)速預(yù)測誤差等。本文假定發(fā)電商向調(diào)度機構(gòu)提出快速響應(yīng)火電機組建設(shè)申請，調(diào)度機構(gòu)結(jié)合規(guī)劃模型最終確定快速響應(yīng)機組規(guī)劃方案，因此，快速響應(yīng)機組參數(shù)的不確定性可以不用考慮。同時，假定電力系統(tǒng)的隨機性與系統(tǒng)元件停運相關(guān)，負(fù)荷和風(fēng)速預(yù)測誤差與發(fā)電備用容量最優(yōu)水平相關(guān)。同時，本文采用蒙特卡羅模擬方法來仿真電力系統(tǒng)的隨機特性。假定風(fēng)速服從威布爾分布[17]，由于風(fēng)速預(yù)測誤差的存在，蒙特卡羅仿真將設(shè)定大量情景，并得到每個情景下每小時的風(fēng)力發(fā)電量。考慮到發(fā)電機組和輸電線路的隨機性停運，在蒙特卡羅仿真中引入2個向量X和Y。其中，Xmht=1表示第m個發(fā)電機組在第t年時段h時運行，Xmht=0則表示停運；Ynht=1表示第n條輸電線路在第t年時間段h時可用，Ynht=0則表示不可用。本文將年尖峰負(fù)荷預(yù)測表示為基本負(fù)荷與年增長率的乘積[18]。年增長率包括年平均增長率和隨機增長率2部分，隨機部分反映了不確定的經(jīng)濟增長或天氣變化對負(fù)荷預(yù)測的影響。每個節(jié)點的每小時負(fù)荷是基于年系統(tǒng)尖峰負(fù)荷在使用既定負(fù)荷分布因素的情況下得出的。每個情景都有一定的發(fā)生概率，由生成的情景數(shù)目分布得到。情景總數(shù)對基于情景的優(yōu)化模型的計算工作量影響很大。因此，對于大型計算系統(tǒng)，采用有效的情景精簡方法對提高計算效率是十分重要的。精簡技術(shù)要求在盡量與原始系統(tǒng)接近的情況下得到最少的情景。因此，本文設(shè)定情景子集采用基于該子集的概率測度方法，該方法在概率度量方面與初始概率分布最為接近。另外，本文利用通用代數(shù)建模系統(tǒng)(generalalgebraicmodelingsystem，GAMS)中的SCENRED工具提供的精簡代數(shù)式設(shè)定情景子集，并對情景進(jìn)行最優(yōu)概率分配。
1.2基于Benders分解算法的規(guī)劃模型
大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)時，系統(tǒng)調(diào)度機構(gòu)的目標(biāo)是在滿足規(guī)劃和運行約束條件的前提下實現(xiàn)規(guī)劃總成本最小，如式(1)所示。式中：t為規(guī)劃年，t=1,2,…,T；h為時段，h=1,2,…,H；m為發(fā)電機組序號，m=1,2,…,M；k為情景，k=1,2,…,K；Cmt()為第t年機組m的投資成本；Gmts為k情境下第t年機組m的安裝狀態(tài)，1為已完成安裝，否則為0；d為貼現(xiàn)率；pk為情景k發(fā)生的概率；Omht為第t年的h時段發(fā)電機組m的運行成本；Sht為相應(yīng)的運行小時數(shù)；Pmhtk為k情境下第t年h時段機組m的調(diào)度電量。根據(jù)大規(guī)模并網(wǎng)背景下系統(tǒng)的不確定性及目標(biāo)函數(shù)的特點，本文利用Benders分解法將快速響應(yīng)火電機組規(guī)劃問題分解成1個主問題和2個子問題：主問題是不考慮可靠性的最優(yōu)投資規(guī)劃問題，2個子問題是可靠性和最優(yōu)運行問題。其中，可靠性子問題的可行域受主問題影響，而最優(yōu)運行子問題受可靠性子問題可行域的影響，也就是說可靠性子問題的約束中除含有自身決策變量還包括主問題的決策變量，同樣，最優(yōu)運行子問題約束中除含有自身決策變量還包括可靠性子問題決策變量。在圖1中，發(fā)電商向系統(tǒng)調(diào)度機構(gòu)提供快速響應(yīng)機組的候選集，考慮規(guī)劃限制情況下，調(diào)度機構(gòu)以新機組投資總成本最小為目標(biāo)，確定新機組的最優(yōu)投資方案。其中，規(guī)劃限制因素包括機組最大數(shù)量和候選機組的建設(shè)時間等。其中主問題同樣確定了目標(biāo)函數(shù)的下界，并用該下界檢驗規(guī)劃的最優(yōu)性。除了規(guī)劃限制因素，子問題中產(chǎn)生的Benders割也作為主問題附加約束條件。主問題中包含所有的變量，而且所有的限制條件是線性的。主問題是一個混合整數(shù)線性規(guī)劃問題。通過子問題提供的可靠性和最優(yōu)運行對主問題的組合優(yōu)化狀態(tài)進(jìn)行修正。可靠性檢查子問題對主問題提出的規(guī)劃中涉及到的系統(tǒng)可靠性限制因素的可行性進(jìn)行檢測。該子問題不僅保證每個節(jié)點是電力平衡的，而且滿足輸電安全和發(fā)電機組物理限制因素的要求。在可行性不允許的情況下，會形成可靠性割，用以分析主問題中規(guī)劃問題的派生情況。直到確定可靠的規(guī)劃后該派生過程才會停止。一旦滿足了系統(tǒng)可靠性，最優(yōu)運行的子問題將考慮規(guī)劃方案的最優(yōu)性，直到滿足給定的收斂標(biāo)準(zhǔn)，該問題的派生過程才會停止。具體計算步驟如下：
1）系統(tǒng)調(diào)度機構(gòu)
最初獲得的信息包括投資候選快速響應(yīng)火電機組的經(jīng)濟性和技術(shù)性數(shù)據(jù)、機組斷電數(shù)據(jù)、輸電線路數(shù)據(jù)以及負(fù)荷和風(fēng)速預(yù)測誤差數(shù)據(jù)。然后利用蒙特卡羅模擬法設(shè)定一系列情景。隨機長期規(guī)劃問題本質(zhì)上很復(fù)雜。本文用代數(shù)建模系統(tǒng)(GAMS)對情景進(jìn)行精簡。
2）本文模型
包括1個混合整數(shù)線性規(guī)劃主問題和2個線性規(guī)劃子問題。主問題研究最優(yōu)投資規(guī)劃，子問題進(jìn)行可靠性檢查并確定最優(yōu)市場運行狀態(tài)。主問題確定最優(yōu)投資規(guī)劃，其目標(biāo)是新確立的快速響應(yīng)發(fā)電機組的投資成本最小，如式(2)所示。式中：Bm為快速響應(yīng)機組m的建設(shè)時間；Mmht為第t年發(fā)電機組m啟停狀態(tài)，1為開機，0為停機。其中，式(3)—(5)分別為建設(shè)時間約束條件、裝機情況約束條件、快速響應(yīng)機組的組合優(yōu)化狀態(tài)約束條件。主問題的解包括最優(yōu)投資規(guī)劃、新機組的組合優(yōu)化狀態(tài)和規(guī)劃目標(biāo)函數(shù)的下界。在第1派生階段，對機組的組合優(yōu)化狀態(tài)沒有系統(tǒng)限制約束，因此變量賦有隨機值。但是，在接下來的派生過程中，來自于可靠性檢查和優(yōu)化運行子問題中的Benders割為機組狀態(tài)設(shè)定了限制因素。如果出現(xiàn)意外情況(如圖1所示主問題求解環(huán)節(jié)出現(xiàn)無解的情況)，則調(diào)度機構(gòu)需要采取一系列預(yù)防措施，如切負(fù)荷、激勵市場參與者提供額外的容量作為快速響應(yīng)備用等。
3）主問題確定
第t年發(fā)電機組m的最優(yōu)安裝狀態(tài)mtG及其在h時段的啟停狀態(tài)mhtM后，可靠性檢查子問題基于主問題的解將系統(tǒng)偏差降到最小。在電力平衡變量中引入松弛變量，目標(biāo)函數(shù)(6)即是將松弛變量最小化。式中：Vitk為k情境下第t年的松弛變量；,1ijhtkL為第i次迭代k情境下第t年h時段j母線上的預(yù)期發(fā)電缺口；,2ijhtkL為第i次迭代k情境下第t年h時段j母線上的發(fā)電剩余；Phjtk為k情境下第t年h時段j母線上的調(diào)度電量；Dnjtk為k情境下第t年輸電線路n上來自母線j的有功潮流；Qjhtk為k情境下第t年h時段母線j上的負(fù)荷；Mmhtk為k情境下第t年發(fā)電機組m在h時段的開停機狀態(tài)；Pmhtk為k情境下第t年h時段機組m的調(diào)度電量；Pmin,m為機組m的最小出力限制；Mmht為第t年h時段機組m的啟停狀態(tài)；Xmthk為k情境下第t年h時段機組m的發(fā)電機可用狀態(tài)，0為處于停機狀態(tài)，否則為1；Pmax,m為機組m的最小出力限制；Dnhtk為k情境下第t年h時段輸電線路n上的有功潮流；Ynhtk為k情境下第t年h時段輸電線路n的輸電可用狀態(tài)；I為從線路n上某點注入的注入功率；θnchtkθndhtk為k情境下第t年h時段輸電線路n兩端電壓的相角差；xn為輸電線路n的電抗；Rm、Rm為機組m爬坡加速/減速極值。其中，式(7)為目標(biāo)函數(shù)的節(jié)點電力平衡約束條件，式(8)為發(fā)電機組安裝狀態(tài)，式(9)為主問題確定的組合優(yōu)化狀態(tài)，式(10)為發(fā)電限制，式(11)為直流電力潮流，式(12)為輸電線路限制，式(13)(14)為爬坡加速/減速限制。隨機規(guī)劃解將滿足長期可靠性指數(shù)，如電量不足停電損失率η。當(dāng)?shù)趖年第h小時的η值比其目標(biāo)值大時，第r次迭代時產(chǎn)生Benders割，相應(yīng)的可靠性信號會反饋給主問題。將η作為約束條件限制未供給的每小時負(fù)荷數(shù)。年度負(fù)荷總數(shù)滿足年度η要求。但是，使用基于小時指標(biāo)的優(yōu)點在于能夠阻止某些時段發(fā)生大規(guī)模甩負(fù)荷的情況。第t年h時段的η由式(6)中的預(yù)期發(fā)電缺口Lijhtk,1除以第t年第h小時的預(yù)測負(fù)荷所得。式(15)所示的可靠性限制會使發(fā)電剩余Lijhtk,2為0。如果式(15)中有任何一個式子不能滿足，則會產(chǎn)生Benders割。式中：αits和βihts分別為優(yōu)化過程中對應(yīng)于各約束的拉格朗日乘子最優(yōu)值，均為常量；Fhtk為k情景下第t年h時段的負(fù)荷；ηht為第t年h時段電量不足的概率。式(16)的Benders割表示現(xiàn)有機組組合優(yōu)化狀態(tài)和候選機組安裝狀態(tài)的耦合信息。割表示在t年通過調(diào)整投資規(guī)劃無法減輕電網(wǎng)受到的擾亂程度。
4）最優(yōu)運行
子問題的目標(biāo)是基于提交的競標(biāo)發(fā)電量和用電需求使社會福利最大化。社會福利定義為基于競標(biāo)值的電力消費支付額和生產(chǎn)成本之間的差額。該子問題的構(gòu)建基于安全約束的經(jīng)濟調(diào)度模型，并檢查所求解的最優(yōu)性。當(dāng)電力需求沒有彈性時，目標(biāo)函數(shù)是基于給定的投資規(guī)劃和機組組合優(yōu)化狀態(tài)使系統(tǒng)成本最小，如式(17)所示。在一些情景下，發(fā)電機組和輸電線路斷電會導(dǎo)致無可行解。為了計算此種情況下的價格，假設(shè)原發(fā)電機組由虛擬發(fā)電機組以更高的價格提供所需電量。利用電量不足期望值來表示虛擬發(fā)電機組提供的電能。(1)111(1)111min(1)(1)THKqhtmhtmhtkktthkTHJhtjhtjhtktthjSOPWdSCPd(17)s.t.111MJJmhjtkjhtkjhtkmjjPPQ(18)UPEQ+PAD(19)0,jhtkPj(20)式中：Wqk為系統(tǒng)運行成本；jhtkP為k情境下第t年h時段母線j上虛擬機組的可調(diào)度容量；jhtC為第t年h時段母線j上虛擬機組的成本；U為母線機組關(guān)聯(lián)矩陣；E為母線負(fù)荷關(guān)聯(lián)矩陣；P為虛擬機組可調(diào)度容量向量；A為母線支路關(guān)聯(lián)矩陣；D為有功潮流矩陣；P為有功功率向量；Q為負(fù)荷向量。類似于可靠性檢查子問題，最優(yōu)運行的目標(biāo)函數(shù)受到物理因素限制，如式(8)—(14)所示。該子問題的解為主問題目標(biāo)函數(shù)提供了上界，用于檢查解的最優(yōu)性。如果提出的投資規(guī)劃方案不是最優(yōu)的，會產(chǎn)生如式(21)所示的Benders割現(xiàn)象，并會添加到下一迭代過程中的主問題中。(1)(1)1111111111()(1)()()KTMqmtmtkmtkkktktmKTMkmtkmtkmtktmKTHMkmhtkmhtkmhtkthmCGGZpWdpGGpMM(21)Benders分解法的重要特點是可以在每一迭代階段為最優(yōu)解提供上下界，從而提供了收斂標(biāo)準(zhǔn)。收斂標(biāo)準(zhǔn)如式(22)所示。YZYZ(22)式中是最小的正數(shù)，表示接受最優(yōu)解的臨界值。
2、算例分析
本文通過一個6節(jié)點系統(tǒng)的算例來分析集中式和分布式風(fēng)電擴張情形，如圖2所示。本文研究給定風(fēng)電并網(wǎng)水平情況下快速響應(yīng)火電機組的規(guī)劃問題。基于風(fēng)速預(yù)測數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)分為3個區(qū)域，其風(fēng)電容量參數(shù)分別為31%、38%和49%。風(fēng)電容量參數(shù)是1a內(nèi)實際風(fēng)力發(fā)電量與裝機容量全部投入使用時的發(fā)電量的比值。本文研究的快速響應(yīng)火電機組安全經(jīng)濟規(guī)劃期和年峰負(fù)荷預(yù)測期均為10a。表1列出了系統(tǒng)數(shù)據(jù)，圖3給出了基準(zhǔn)案例情況下年尖峰負(fù)荷預(yù)測情況。節(jié)點2、4和5的負(fù)荷比例分別為50%、30%和20%。假設(shè)負(fù)荷在該段時期內(nèi)擁有相同的分布參數(shù)。年尖峰負(fù)荷預(yù)測值是基準(zhǔn)負(fù)荷(如307MW)與年增長率(如2.5%)的乘積。假定尖峰負(fù)荷隨機部分增長率和風(fēng)速預(yù)測誤差服從正態(tài)分布[19]，中值為0，標(biāo)準(zhǔn)差為0.01，每小時負(fù)荷參數(shù)和每小時風(fēng)力發(fā)電系數(shù)借鑒伊利諾伊理工大學(xué)提供的6節(jié)點系統(tǒng)小時數(shù)據(jù)。表2所示為候選發(fā)電機組數(shù)據(jù)。風(fēng)電每小時成本忽略不計。風(fēng)電容量為150MW，在情形I中是集中式，情形II—IV分布式。5種情形如下：1）情形I，風(fēng)電機組集中在節(jié)點3的規(guī)劃問題。2）情形II，風(fēng)電機組分布在節(jié)點2、3和6的規(guī)劃問題。3）情形III，風(fēng)電機組分布在節(jié)點2、3和6，但是在第8年線路4-5部分停運的規(guī)劃問題。4）情形IV，風(fēng)電機組分布在節(jié)點2、3和6，但是在第8年機組2停運的規(guī)劃問題。5）情形V，風(fēng)電機組分布在節(jié)點2、3和6，但是在第8年線路4-5部分和機組2同時停運的規(guī)劃問題。情形I：在該情形下，風(fēng)電機組全部安置在區(qū)域C的節(jié)點3處，因為此處風(fēng)速預(yù)測最為理想。第1年該節(jié)點接入裝機容量為150W、容量參數(shù)為49%的風(fēng)電機組。但是，這樣的規(guī)劃導(dǎo)致無法用其他機組降低節(jié)點3較大風(fēng)速誤差帶來的影響。表3列出了各機組投入使用的年份。機組3一直投入使用，機組1在尖峰投入時使用以滿足負(fù)荷需求，將運行成本降到最小。總的投資和運行成本為1336元/MW，其中運行成本為553元/MW。起初，機組3在節(jié)點3，機組2在節(jié)點2(系統(tǒng)最大的負(fù)荷中心)。表3中的其他機組在以后年份風(fēng)電容量和負(fù)荷增加時逐步投入使用。風(fēng)電集中安裝情況下沒有足夠多的輸電通道。情形II：圖2顯示了風(fēng)電機組在3個區(qū)域分布式安裝的結(jié)果。風(fēng)電機組裝機容量50MW，區(qū)域A和B的容量參數(shù)小于區(qū)域C的容量參數(shù)。表4給出了候選機組的安裝年份。與情形I類似，機組1在第5年安裝，機組2在第1年安裝。但是，在第7年機組3才在節(jié)點1安裝。節(jié)點3處的風(fēng)電機組WG3年發(fā)電容量為12.5MW(容量參數(shù)為25%)，線路2和3沒有阻塞。低成本的WG3在某些時候低于其容量參數(shù)運行是因為系統(tǒng)慢加速限制因素。因此，在第7年接入快速響應(yīng)機組后，WG3平均發(fā)電量上升到22.5MW，容量參數(shù)為45%，仍然低于WG3的容量參數(shù)49%，這是由于輸電和運行條件限制(如火電機組最低發(fā)電量限制、系統(tǒng)慢加速限制、開關(guān)限制等)。與情形1相比，總投資和運行成本降低至1072元/MW，其中運行成本上升到了601元/MW。在情形II中，由于區(qū)域A和B較低的容量參數(shù)，總風(fēng)電機組利用率與情形I相比降低了28%，這將導(dǎo)致更多的昂貴的火電機組的使用，并增加運行成本。如果區(qū)域A和B的容量參數(shù)與區(qū)域C相同(49%)，則運行成本將降低至540元/MW。圖4把運行和總成本描述為風(fēng)電容量參數(shù)的函數(shù)。初始值是現(xiàn)有的風(fēng)電并網(wǎng)水平。圖4顯示隨著快速響應(yīng)機組投資額的增加，運行成本降低。由社會成本可以看出，容量參數(shù)的最優(yōu)增長為20%，此時社會成本最低。盡管區(qū)域A和B的風(fēng)電容量參數(shù)較低，但是風(fēng)電在3個區(qū)域的分布降低了總成本，提高了機組使用率。這是因為一個區(qū)域的風(fēng)力間歇可以由其他區(qū)域來補充，同時，快速響應(yīng)機組投入減少。情形III：該情形考慮在第8年尖峰時段4-5線路停運的情況。與情形II類似，機組2在第1年投入使用，機組1在第5年投入使用，機組3在第7年投入使用，如表5所示。另外，作為預(yù)防措施，機組4在第8年投入使用，機組6在第10年投入使用。線路4-5的停運減少了區(qū)域A和區(qū)域B的輸電通道，因此有必要在區(qū)域B接入機組4和6。與情形2相比，總成本增加至1227元/MW。情形IV：第8年尖峰時段機組1的停運將改變情形II中的規(guī)劃方案。機組2在第1年投入使用，機組1在第5年投入使用，機組3在第7年投入使用，如表6所示。另外，機組6在第8年投入使用，作為機組2停運的補充。該預(yù)防措施使規(guī)劃成本上升至1162元/MW，運行成本升至601元/MW。情形V：在第8年，線路4-5和機組2同時停運，如表7所示。此處考慮尖峰和非尖峰時段2種情況。同之前情形類似，機組3在第1年投入使用，機組4和6在第8年投入使用作為停運的補充。總成本升至1232元/MW，是所有情形中最高的，但是運行成本和情形4和5相比變化不大。
3、結(jié)論
第3篇
在優(yōu)化系統(tǒng)初始參數(shù)輸入的界面中，根據(jù)具體優(yōu)化問題，確定優(yōu)化對象相關(guān)的設(shè)計參數(shù)值與優(yōu)化參數(shù)設(shè)計范圍，然后在輸入欄里輸入相關(guān)參數(shù)值和初始值。設(shè)計界面中某些參數(shù)的輸入需要在一定的范圍內(nèi)，如果輸入非法時，會有相應(yīng)的提示，需要重新輸入正確的參數(shù)[4-5]。當(dāng)用戶輸完相關(guān)設(shè)計參數(shù)之后，單擊“開始優(yōu)化”按鈕，系統(tǒng)首先將輸入的具體參數(shù)值類型轉(zhuǎn)化為MATLAB數(shù)據(jù)類型，然后將數(shù)值傳入到MATLAB優(yōu)化組件中進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化成功后的結(jié)果顯示在界面中，否則返回重新進(jìn)行優(yōu)化。整個分析過程在服務(wù)器上完成，不影響用戶進(jìn)行本地的其他操作。
2關(guān)鍵技術(shù)
筆者通過刮板輸送機的優(yōu)化實例用以說明在系統(tǒng)建立過程中的幾個關(guān)鍵技術(shù)。優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的M文件編寫針對刮板輸送機設(shè)計參數(shù)的不確定性，以達(dá)到其電機功率最小和運輸性能最佳為目標(biāo)，取輸送機刮板鏈運行速度v、槽深H及寬度B作為優(yōu)化設(shè)計變量。具體優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的建立過程請見文獻(xiàn)[6]。根據(jù)以上的數(shù)學(xué)模型，編寫M文件，由于在具體工程實例中設(shè)計值的不同，筆者將文獻(xiàn)[6]中的某些具體的設(shè)計值作為可變的參數(shù)傳遞值。這里取鏈條最小張力、鏈條單位長度質(zhì)量、輸送機的鋪設(shè)長度和物料堆積角作為可變的傳遞參數(shù)，令其分別為x(4)、x(5)、x(6)、x(7)，以方便MATLAB與之間傳遞參數(shù)，代碼如下：編譯生成.net組件生成.net組件的步驟如下。(1)在CommandWindow里面直接輸入deploytool，在彈出的DeploymentProject窗口里，輸入相應(yīng)的保存位置和名稱，Type類型選擇：.NETAssembly。如圖3所示。(2)添加已經(jīng)編寫好的M文件guabanji.m，如圖4所示。(3)創(chuàng)建工程，選擇Build編譯成.net組件。文件保存后打開剛才保存工程的文件夾可以看到有兩個新建的文件夾distrib和src。這里包含了在調(diào)用中需要用到的文件、庫、資源和接口等，如圖5所示。調(diào)用.net組件與網(wǎng)頁設(shè)計打開vs2010，新建一個C#項目，添加引用，在彈出的菜單中找到已經(jīng)生成的.net組件文件夾src，選擇添加其中的guabanji.dll文件，另在.net中添加MWArray組件，這樣引用添加成功，如此便可以調(diào)用.net組件進(jìn)行優(yōu)化[7-8]。
3運行實例
用戶通過瀏覽器進(jìn)入基于Web煤機裝備優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括采煤機、刮板輸送機、提升機及掘進(jìn)機優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)。筆者以刮板輸送機的優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)為例，介紹了整個系統(tǒng)需要優(yōu)化的機型，選擇所需優(yōu)化的零件進(jìn)入優(yōu)化設(shè)計頁面，并根據(jù)提示輸入合理參數(shù)，然后點擊“開始優(yōu)化”按鈕，系統(tǒng)就會根據(jù)用戶輸入的參數(shù)，調(diào)用.net組件實現(xiàn)優(yōu)化分析設(shè)計，并將優(yōu)化的結(jié)果顯示在瀏覽器上[9-10]。以刮板輸送機為例進(jìn)行說明，首先打開網(wǎng)站首頁，選擇刮板輸送機優(yōu)化；進(jìn)入刮板輸送機零部件優(yōu)化列表頁面，選擇所需零件進(jìn)入其優(yōu)化設(shè)計頁面，在文本框中輸入具體問題的設(shè)計參數(shù)，然后點擊頁面中的“開始優(yōu)化”按鈕進(jìn)行優(yōu)化，如圖6所示。得到優(yōu)化結(jié)果后，將常規(guī)的設(shè)計方案與優(yōu)化設(shè)計方案的結(jié)果對比，如表1所列。
4結(jié)語
