二阶锥规划

摘要： 针对间歇性分布式电源出力的随机性、负荷需求的不确定性以及分布式电源与负荷之间存在相关性的问题,采用拉丁超立方抽样并结合Spearman秩相关系数的Cholesky分解,得到分布式电源具有相关性的出力与负荷需求样本.通过密度峰值快速搜索聚类算法对相关性样本进行有效削减得到典型场景,以分布式电源投资运行费用和配电网向上级电网购电费用最小为优化目标,建立分布式电源多目标规划模型.最后通过二阶锥松弛将规划模型转化为混合整数二阶锥规划问题,并调用Cplex求解器对规划模型求解.IEEE 33节点算例结果验证了所提模型的合理性.

摘要： 针对DG(分布式电源)和负荷的不确定性,建立了源荷的盒式可调鲁棒规划模型,可得到恶劣场景下运行成本最低的调度方案。模型中考虑了储能、静止无功补偿器、微型燃气轮机、需求侧负荷等模块的运行约束和协调控制,并引入不确定性调节参数,对源荷的不确定性进行调整。基于二阶锥等方法将模型转化为混合整数二阶锥规划问题,运用强对偶理论和拉格朗日变换简化模型,分析比较模型的经济性、鲁棒性、对分布式能源出力波动性的调节能力等,得出此模型能更好的满足系统的电压安全稳定、消纳分布式能源,并降低系统运行成本的结论。

摘要： 针对现有序列二阶锥规划求解协同末制导时速度较慢,难以满足实时性要求的问题,结合模型预测静态规划(MPSP)与二阶锥规划(SOCP),提出一种基于模型预测静态二阶锥规划的协同末制导算法。首先,建立考虑过载约束的飞行器协同末制导模型;然后,在MPSP算法基础上,提出终端时间自由的MPSP算法;进一步将有约束的MPSP问题转化为二阶锥规划问题,可以有效处理过程约束。仿真结果表明,所提出的模型预测静态二阶锥规划能兼备MPSP算法的快速性与SOCP的处理约束与最优性特点,通过减少求解变量个数,求解速度提升40%,易于实现在线快速计算。

摘要： 动态网络重构能有效降低配电网的网络损耗以及分布式电源的弃风弃光量,为此提出了基于双层动态时段划分的配电网重构方法。上层优化中以网损成本与弃风弃光惩罚费用之和最小为优化目标,决策变量为主动管理元素的出力;下层优化中则以网损最小为目标函数来确定各时段开关状态量。为了减小模型的规模与复杂度,提出了将割集法作为辐射状约束的表示方法。同时,将该模型转化为混合整数二阶锥规划模型,并结合和声搜索算法对其进行求解。通过改进IEEE 33节点系统进行仿真,验证了所提方法的实用性和有效性。

摘要： 市场力评估是电力市场化改革的关键环节。随着大规模新能源接入电力系统,电力市场不确定性激增,现有的确定性市场力评估模型向概率性模型转化。由于确定性模型无法考虑新能源的不确定性特征,市场力误判现象频发,严重威胁电力市场的安全运行。为考虑新能源与负荷不确定性的重要影响,提出了一种结构性市场力指标——考虑不确定性的发电机最小期望发电集(UEMGI)。基于机会约束理论,以发电机出力期望最小为目标,提出了考虑不确定性的市场力评估优化模型。然后,基于潮流方程对不确定性的灵敏度分析,通过引入松弛变量对机会约束的非线性部分进行二阶锥松弛,提出了所提机会约束优化模型的二阶锥快速求解方法。最后,采用PJM 5节点和IEEE 39节点系统进行仿真计算。仿真结果表明,所提方法能有效反映系统整体不确定性水平与市场参与者市场力之间的复杂关系,为新能源背景下电力市场的结构性市场力评估提供有效手段。

摘要： 随着风电装机容量的不断增加,电力系统对储能等灵活性调节资源的需求增加。而交直流混联电网是实现大规模风电并网、输送和消纳的基础。针对上述背景,提出一种计及直流调节能力的含风电电力系统储能优化配置方法,在促进新能源消纳的同时减少储能投资成本。首先,考虑到风电功率和负荷具有随机性、不确定性等特点,通过场景分析法来处理风电和负荷的随机性。其次,构建输送功率可调节的直流线路模型,并考虑储能配置和运行约束、交流电网约束等约束,建立计及直流调节能力的储能配置多场景随机优化模型。最后,以修改的IEEE14节点系统为例,进行了多个储能配置方案的对比分析,结果表明,所提方法能够提升系统对风电的消纳能力,减少对储能的需求,保证含风电电力系统运行的经济性。

摘要： 作为电力电子装置的智能软开关(SOP)能够代替传统配电网的联络开关,它的应用提高了配电网运行的灵活性。针对含SOP的配电网供电恢复问题,提出了SOP和联络开关协调恢复供电的策略。该策略通过动态规划确定恢复过程中联络开关的操作顺序,并在动态规划的每个阶段采用二阶锥规划解决SOP的控制模式切换问题。采用IEEE 33节点系统作为测试的算例,从恢复效果层面验证了所提多阶段供电恢复优化策略的可行性,仿真结果表明该策略不仅能实现失电区域最大程度恢复供电,还能充分发挥SOP的作用。

摘要： 风电大规模集中并网使输电网中电源出力的不确定性显著增强,并且当前考虑风电和负荷不确定性的输电网规划模型大多采用直流潮流,规划结果的准确性有待提高。以交流潮流为基础,构建了考虑风电和负荷不确定性的输电网多目标柔性规划双层模型。上层模型是以建设投资等年值费用、年网损费用和运行效率为目标的输电网多目标规划模型,采用带精英策略的非支配排序遗传算法求解,并将帕累托最优规划方案集合传递给下层;下层模型是以弃风和切负荷量最小为目标的多场景校验模型,用来校验帕累托最优规划方案集合对于风电和负荷不确定性的承受能力,根据下层模型的弃风和切负荷期望值修改上层模型的约束条件,从而将风电和负荷不确定性的影响传递给上层模型。对下层模型的交流潮流约束进行二阶锥松弛,将非线性且非凸的规划模型转化为具有凸可行域的二阶锥规划模型,利用Cplex求解器进行高效求解。最后,用调整后的39节点系统验证了所提模型的有效性。

摘要： 针对主动配电网(active distribution network,ADN)日益复杂的网络架构和参与主体所带来的调度问题,提出一种基于二阶锥规划(second-order cone programming,SOCP)和目标级联(analytical target cascading,ATC)法的双层优化策略。首先,建立包含多种分布式能源的ADN双层耦合模型,上层模型以ADN的运行性能、经济性和可再生能源的消纳最优建立多目标优化模型,下层模型以多微电网的经济性最优建立单目标优化模型;其次,采用SOCP对辐射形配电网的潮流方程进行凸松弛,采用ATC算法对上下层模型进行解耦,并利用商业CPLEX软件求解转换后的模型;最后,以IEEE 18节点系统为算例进行仿真计算。仿真结果表明,所提双层优化模型可以在确保运行性能和新能源消纳的同时,有效协调ADN和微电网之间的利益需求。

摘要： 在能源不断转型的今天,园区综合能源系统的发展成为能源领域前进的重要推动力。为了提高能源利用率,实现多能源间相互耦合,构建一种考虑电-气网络架构的园区综合能源系统与新型城镇双层优化调度模型,新型城镇运行成本最小为上层优化的目标,下层则是考虑电-气网络架构的园区综合能源系统优化经济调度。为求得双层模型的最优均衡解,将下层非凸非线性的约束进行松弛,并针对分布式可再生能源的不确定性采用可调鲁棒优化处理。最后,利用下层约束的KKT条件将双层优化模型转化为单层优化模型,对KKT互补条件进行线性化处理,并调用Gurobi求解器进行模型求解。通过算例分析,验证所提双层模型的可行性,合理性与经济性。

摘要： 自然界赋存土体强度常具有非均质的特性,本文针对土体强度沿深度线性增长情况,建立土体上限有限元极限状态稳定性分析模型.在三节点三角形单元+速度间断线离散模式下,引入计算效率较高的二阶锥规划方法和以单元耗散能密度为评判指标的自适应加密策略,形成非均质地层自适应上限有限元方法与计算程序.通过验证隧道围岩稳定性及地基承载力算例,表明所提自适应上限有限元方法的可靠性和普适性,且能够根据加密后的网格分布形态获取结果精细化的破坏模式;同时,相较于屈服准则线性化方法,在相同计算精度下,所提方法也具有明显的计算优势.

摘要： 本文给出了由向量值Fischer-Burmeister函数ΦFB(x,s)产生的一个新的光滑函数,基于该光滑函数给出了求解二阶锥规划问题的一个光滑牛顿类型算法,该算法所采用的系统等价于二阶锥规划的最优性条件且对初始点的选取没有任何限制.本文分析了分析了算法的可行性、全局收敛性和局部Q-二阶收敛性.

摘要： 本文提出了将二阶锥规划(Second-Order Cone Progrmmning)方法应用于矢量阵的波束优化设计。该优化方法在保证波束旁瓣低于期望值的条件下，设计以最小加权均方误差逼近于期望波束响应的波束。在文中将该优化设计方法转换为二阶锥规划形式，通过已有的内点方法求出其数值解。计算机的仿真结果验证了基于矢量阵得到的优化波束其性能要高于常规阵波束性能，另外SOCP在波束优化设计方面具有其本身的优越性，对波束特性具有明显的改善效果。

摘要： 本文将二阶锥规划方法运用于非均匀线列阵低旁瓣波束形成方法研究,弥补了常规Chebychev方法只适用于均匀线列阵优化波束形成的不足,并将本文的方法与传统的波束形成方法加以比较。另外,本文在实例设计的仿真过程中,将MATLAB中的图形用户接口(GUI)应用于仿真软件,可以在用户界面调整二阶锥规划方法中涉及到的关键参数,从而使对结果的分析更加直观、方便。

摘要： 针对最优波束形成对基阵的轻微误差非常敏感这一缺点,提出了运用二阶锥规划方法实现白噪声阵增益约束来提高优化波束形成稳健性的方法.白噪声阵增益约束波束形成能够提高优化波束形成对误差的稳健性.本文将白噪声阵增益约束波束形成转化为二阶锥规划(second-order cone programming)形式,通过内点方法(interior point)来求出其数值解.计算机仿真结果验证了该方法的正确性.

摘要： 本文以单层圆柱壳体为研究对象,论述了水下目标回波模拟模型及模拟信号的生成方法,利用目标回波模拟模型及二阶锥规划系统辨识方法,获取目标回波不同角度下的宽带冲击响应函数,并与入射声信号卷积,生成一个模拟器应答模拟信号,完成不同信号形式、不同频率的目标回声特性的逼真模拟.达到更全面逼真地反映水中目标的回声特性.

摘要： 针对导向矢量失配导致的传统自适应波束形成性能严重下降的问题，提出了一种基于子空间投影的最差性能最优(WCPOSP)算法，与最差性能最优(WCPO)算法相比，该算法对任意未知的导向矢量失配具有更好的稳健性，而且对导向矢量误差上界参数设置不敏感。该方法通过将优化模型表述成二阶锥规划(Second-Order Cone Programming，SOCP)的形式，利用高效的内点方法求取最优数值解，得到相应的权值。仿真结果验证了该方法的有效性。

摘要： 针对基于常规插值矩阵滤波的高分辨方位估计算法当非插值区域存在强声源信号时性能严重降低的问题,提出了一种自适应插值空域矩阵滤波器的设计方法.该方法在保证插值误差和非插值区间滤波响应低于设定值的条件下,最小化插值空域滤波后的输出功率,使得插值矩阵滤波器能尽量保证让插值阵列流形逼近于规定的虚拟阵列流形,同时抑制非插值区间(阻带)的干扰和噪声.将滤波器的优化设计问题表达成二阶锥规划的形式,利用已有的内点方法求出其数值解.仿真结果验证了该方法的有效性.

摘要： 本发明涉及一种基于二阶锥优化的多约束下航天器姿态机动路径规划方法，基于欧拉角的航天器姿态机动模型，采用变量代换的方法得到转化后的模型，然后再进行线性化得到线性模型；确定初末状态约束，饱和约束，姿态禁区约束和置信区间约束的数学模型，得到多约束下航天器姿态机动的数学模型；将因为变量代换带来的新的等式约束进行松弛处理为不等式约束，将姿态禁区约束数学模型进行凸化处理，再通过确定不等式约束避免奇异；设计代价函数保证凸化和松弛处理的等价性；离散得到能利用二阶锥优化方法求解的离散模型，再利用二阶锥优化方法迭代求解得到航天器姿态机动路径。本发明所设计的机动路径为全局最优，避免额外设计控制律；同时计算效率高。

摘要： 本发明公开了一种基于二阶锥优化的无人机路径规划方法，包括：建立二维无人机运动模型并进行转化；考虑禁飞区约束等多种约束，给出路径规划问题的数学描述形式；对问题中存在的非凸约束进行凸化和松弛处理，使其能够满足二阶锥优化框架，同时在禁飞区约束中引入L1罚函数保证问题的有解性；基于上述多种约束设计代价函数，使得转化后的问题与原问题等价；将问题进行离散化，并给出逐次迭代策略在二阶锥优化框架下进行求解。本发明采用基于二阶锥优化的路径规划方法，不仅能保证所设计的路径为全局最优，还可以直接求解出无人机的状态量和控制输入，避免再额外设计控制律，并且，在应用时还具有计算效率高，便于扩展约束数目和约束种类的优点。

摘要： 本发明公开的基于混合整数二阶锥优化的无人机避障实时轨迹规划方法，属于航空航天技术领域。本发明实现方法为：构建最短时间的最优控制问题，将其转为固定时间最优控制问题；引入无量纲状态量θ对航向角的正切值进行替换，引入约束将动力学与目标函数中的非凸项转至此约束中，定义变量u将非凸项转移至不等式约束|u|≤ωmaxδ3/V；引入整型变量ηj，使二维平面任意形状的避障约束成为线性约束；对产生的非凸不等式约束|u|≤ωmaxδ3/V进行线性化处理；迭代求解该混合整数二阶锥优化问题，实现无人机避障实时轨迹最优规划。本发明具有如下优点：(1)求解混合整数二阶锥优化问题，规划高效；(2)对障碍物的形状没有严格的限制；(3)能够实现时间最优；(4)规划可靠性高。

摘要： 本发明公开了一种基于二阶锥规划的宽带发射数字波束形成干扰设计方法，其主要思路为：确定均匀线阵和宽带数字信号，均匀线阵包括M个阵元，对宽带数字信号进行分路，得到M路宽带数字信号；然后得到M个FIR滤波器冲激响应；将每路宽带数字信号分别经过对应的FIR滤波器冲激响应进行FIR滤波后，得到M路经过FIR滤波后的宽带数字信号；对每路经过FIR滤波后的宽带数字信号分别进行数/模转换、上变频处理、射频滤波处理和放大处理后，得到M路经过幅相处理后的宽带信号；将每路经过幅相处理后的宽带信号分别通过对应阵元发射到空中后得到宽带干扰波束，所述宽带干扰波束为基于二阶锥规划的宽带发射数字波束形成干扰设计结果。

摘要： 本发明属于电力系统区间潮流计算技术领域，具体涉及一种求解主动配电网区间潮流的二阶锥规划方法，通过将主动配电网区间潮流的非线性规划模型转化为主动配电网区间潮流的二阶锥规划模型并进行计算，获得区间潮流待求量的精确区间上边界值、下边界值，进而计算得到主动配电网区间潮流待求量的解。该方法实现容易、计算高效，可用于主动配电网区间潮流的在线计算，本发明的得到的潮流变量的区间边界更为精确、计算更为高效，便于主动配电网运行人员理解和使用。本发明所提的锥规划方法比非线性规划方法具有更好的全局收敛性，可以精确求解出配电网潮流状态的区间值，同时比蒙特卡罗法具有更高的计算效率。

摘要： 本发明公开了一种基于混合整数二阶锥规划的保底网架搜索建模方法。为了克服现有技术采用的算法求解计算速度慢，结果不确定，存在局限性的问题；本发明包括以下步骤：S1：采集待规划输电网的信息，形成初始电网拓扑图，建立多目标优化函数；S2：以电力系统潮流方程为基础建立节点有功功率和无功功率平衡约束；S3：建立模型不等式约束，包括线路电压约束、系统潮流约束、连通性约束、机组出力约束以及线路功率约束；S4:对模型进行二阶锥优化松弛，将混合整数非线性规划模型转化为混合整数二阶锥模型；S5：求解模型，得出规划方案。通过混合整数二阶锥规划求解效率高、鲁棒性好且结果确定。提高保底网架搜索的速度和准确性。

摘要： 本发明提供的二阶锥规划的求解器，涉及求解器，通过设置输入模块、求解模块和输出模块，在求解模块中置入面向火箭轨迹规划的二阶锥规划的求解方法。该求解器通过系数矩阵稀疏化，充分利用问题稀疏性进行加速；并且包含热启动模块，对于火箭轨迹规划等需要序列凸化的实际应用，能利用子问题间的相关性进一步加速收敛；同时在箭载处理器等国产设备上运行的程序全部为自主研发，仅有在通用设备进行预处理时需使用开源软件的计算结果。

摘要： 本发明的考虑多源量测的配电网二阶锥规划鲁棒状态估计方法，构建了加权最小绝对值目标函数下二阶锥规划方法求解的鲁棒状态估计方法，综合考虑配电网中的PMU量测数据、SCADA量测数据和AMI量测数据，引入节点电压状态变量、线路状态变量及节点注入电流幅值状态变量，采用二阶旋转锥规划方法求解，加快了状态估计的求解速度，实现了估计过程中的量测坏数据辨识；在求解过程中引入多时间断面PMU量测数据，在传统加权最小绝对值目标函数状态估计的基础上进一步提升了坏数据辨识性能。

摘要： 本发明公开了一种基于二阶锥规划计及需求侧管理的主动配电网分层优化方法。用户层对负荷划分峰谷平时段，确定峰谷电价，对不同的负荷类型做出不同的管理手段，以达到削峰填谷效果；配电网层以网络损耗最小为目标，考虑了光伏发电、风力发电、储能系统、静止无功补偿器与分组投切电容器组这些主动调控对象的控制，以二阶锥松弛技术把最优潮流问题转换为二阶锥规划模型。本发明提出的方法对不同的负荷进行不同的需求侧管理能够实现削峰填谷，缓解系统供电压力，考虑需求侧管理的主动配电网分层优化模型不仅能够有效降低系统的网络损耗，还可以减少用户的用电成本。

摘要： 本发明公开了一种基于二阶锥规划的源网荷储协调优化运行降损方法，包括以下步骤：S1.利用大数据kettle进行多源数据的融合与处理，再对数据进行深度融合；S2.构建源网荷储协调优化运行数学模型；S3.优化模型并提出降损策略；该方法在传统设备更换、无功优化等降损策略的基础上，利用多元负荷互动协调作用，能极大的提高配电网能源利用率，利用新能源电力波动性、间歇性等特性，辅助实现以分布式开发为主的小型、分散的新能源电力就近就地消纳，使电网趋向扁平化、分布化、局域化，实现局域电力供给平衡，减轻大电网调峰、安全的压力，既能提高配电网能源利用率，还能为推动配电网提质增效、降损节能发挥作用，为推动配电网提质增效、降损节能发挥作用。