【技术实现步骤摘要】
一种基于改进鲸鱼算法的储气罐控制方法
[0001]本专利技术涉及空压系统设计及优化领域，尤其是涉及一种基于改进鲸鱼算法的储气罐控制方法。
技术介绍
[0002]储气罐是空压系统设计及优化过程中至关重要的一部分，恰当的储气罐控制优化可以有效降低储气罐及空压系统的总能耗。储气罐控制优化问题是一个NP困难问题，难以通过数值计算的方法精确求解。当前，针对储气罐控制优化问题的计算方法较少，依赖于通用优化算法，如以动态规划为代表的精确求解算法、以A*算法为代表的启发式算法、以遗传算法为代表的元启发式算法。但是精确求解算法在面对复杂优化问题时求解速度缓慢，不适合储气罐控制优化问题。启发式和元启发式算法并没有针对储气罐控制的工程特点设置具体的解决方法，这会造成优化速度慢、优化效果差等问题。
[0003]现有技术中，基于储气罐的高精度仿真，提出切合储气罐工程特征的优化算法对储气罐控制优化问题进行求解的技术条件较为成熟。但是在这一问题上，鲜少有研究贴合储气罐工程实际去改进优化算法，导致其模型的建立脱离实际工况，最终导致难以获得更好的优化...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于改进鲸鱼算法的储气罐控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：构建储气罐控制模型，其中将储气罐全天能耗最小作为目标函数，将储气罐补气启动与停止时间及补气压力作为优化变量；S2：基于所述储气罐控制模型，初始化改进鲸鱼算法的全局变量；S3：进入迭代过程，基于变量隔离策略，对优化群体中的每一头鲸鱼的位置进行更新；S4：在每个迭代过程中基于均匀随机数r决定执行策略；S5：在当前迭代鲸鱼的位置向量已经完成更新之后，检查更新之后的变量是否超过变量区间，对超过变量区间的变量进行重新选择；S6：在当前迭代中，每一个鲸鱼个体执行完进化策略之后，采用精英主义方法选择参与下一次迭代的鲸鱼个体；S7：所有迭代结束之后，使用历史最佳个体的优化变量去控制储气罐的补气压力与启停具体时间，以此实现储气罐工作过程的总能耗最低。2.根据权利要求1所述的一种基于改进鲸鱼算法的储气罐控制方法，其特征在于，S1中，所述储气罐控制模型中，管网压降采用单管压降模型，通过分段法计算压降，将管长等分为多段，分别计算各部分压降；所述单管压降模型中，约束条件为质量流量守恒、三通分流处压力相等、所有末端供气压力不低于预设最小值。3.根据权利要求1所述的一种基于改进鲸鱼算法的储气罐控制方法，其特征在于，S1中，所述储气罐控制模型中，将储气罐全天能耗最小作为目标函数，储气罐补气启动与停止时间及补气压力作为优化变量：其中n为补气次数，为第n次补气的开始时间，为第n次补气的结束时间，p
n
为第n次补气的补气压力；其中时间变量采用以下小数方式表示：t＝hh.mm其中，hh＝0,
…
,24，表示小时，mm＝0,
…
,59,表示分数。4.根据权利要求1所述的一种基于改进鲸鱼算法的储气罐控制方法，其特征在于，S3中，在改进鲸鱼算法的每一次迭代前，根据当前迭代次数决定参与位置更新的维度的数量，通过无放回的均匀采样，选择参与接下来的维度更新的具体维度，当前参与更新的维度数量的决定过程具体为：其中，ceil()为向上取整函数，保证参与更新的维度数量至少为一，ε为最少参与更新维度数量阈值，max()为最大值函数。5.根据权利要求1所述的一种基于改进鲸鱼算法的储气罐控制方法，其特征在于，S3中，在对每一头鲸鱼的位置进行更新中，将时间变量与补气压力变量隔离开，在迭代更新中互不干扰；变量隔离具体过程为：将当前鲸鱼群体分为时间变量群体
与补气压力变量群体[p1,
…
,p
n
]，两个群体分别决定S4中的执行策略，之后将时间变量部分与补气压力变量还原成位置向量。6.根据权利要求1所述的一种基于改进鲸鱼算法的储气罐控制方法，其特征在于，S4中，根据一个均匀随机数r决定执行策略，当r≤0.5时，执行俯冲搜索策略，当r>0.5时，执行螺旋包围策略。7.根据权利要求6所述的一种基于改进鲸鱼算法的储气罐控制方法，其特征在...
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