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光伏太阳能系统用于农村电气化的可行性
摘要: 我们国家的发展完全取决于农村建设。农村发展是农民群体成长的核心关切。农民的全面发展有赖于将其传统农耕这一根本症结改造为现代农业模式。通过让农民认识到光伏农村电气化系统在先进农业中具备经济、清洁、环保、无污染等优势的可再生能源所带来的益处,从而推动农村发展。农村电气化是扶贫攻坚和国家发展的有机组成部分。印度政府制定了通过太阳能水泵、太阳能拖拉机及太阳能先进农机设备实现灌溉领域太阳能农村电气化的目标。本研究有助于发现农村电气化进程中的困难,提升农民对相关政策、资金扶持、贷款便利、补贴政策及培训项目的认知。同时本研究明确了需要与农村电力公司、电力部门改革及邦电力委员会共同启动的举措。此外,本研究还阐述了印度农村电气化的特征,以及服务于农村电气化的光伏太阳能农业系统和太阳能家用系统。
关键词: 可靠性、成本效益、多目标优化、服务质量、光伏、太阳能水泵、风能、灌溉系统、农村发展、农村电气化、可再生能源系统
更新于2025-09-11 14:15:04
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考虑可靠性和成本的多目标离网光伏/柴油系统设计方法
摘要: 本研究旨在通过一种新近开发的元启发式算法——乌鸦搜索算法(CSA)的多目标版本,解决包含光伏(PV)和柴油发电机的离网混合发电系统的多目标优化(MO)问题。为此,将目标函数设定为净现成本(NPC)和由电力供应损失概率(LPSP)指标定义的系统可靠性。在优化问题中,考虑了柴油发电机的运行限制以及太阳辐射和负荷需求的不确定性。为求解该问题,开发了多目标CSA(MO-CSA),并将所得结果与非支配排序遗传算法II(NSGA-II)的结果进行对比。案例研究表明,当柴油发电机爬坡率为100%且LPSP=0时,MO-CSA得出的柴油发电机额定功率和光伏表面积分别为54.8 kW和172.8 m2(对应成本为3.7219×10?美元),而NSGA-II得出的数值为55 kW和86.04 m2(对应成本为3.7345×10?美元)。结果表明:(1)MO-CSA比NSGA-II更具优势;(2)光伏与柴油发电机的组合能构建经济可靠的发电系统;(3)考虑太阳辐射和负荷不确定性会导致系统成本上升。
关键词: 乌鸦搜索算法、混合光伏/柴油系统、多目标优化
更新于2025-09-10 09:29:36
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基于多目标优化的远程光电容积描记法心率估算
摘要: 远程光电容积描记法(rPPG)正越来越多地被用于从录制或实时视频中测量心率。动脉血液的节律性流动(称为血容量脉搏)会导致皮肤颜色产生周期性变化,这些变化随后被量化为时间信号以供分析。独立成分分析(ICA)已被用于提取被假定混入皮肤像素RGB通道中的血容量脉搏。我们提出了一种新颖的半盲源提取方法,通过采用自相关作为周期性度量的多目标优化方法来测量rPPG。我们在内部视频数据库UBFC-RPPG和MMSE-HR数据库[33]上测试了我们的方法。我们的内部数据库已公开可用,专门用于测试rPPG测量。与所有数据库相比,我们的方法在准确性方面显示出比其他最先进的rPPG算法更优的性能。
关键词: 半盲源分离、远程心率测量、约束独立成分分析、多目标优化、独立成分分析、远程光电容积描记法
更新于2025-09-10 09:29:36
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欧盟住宅领域太阳能辅助集中供暖系统的经济与环境潜力:对欧盟2030年气候与能源议程的贡献
摘要: 与欧盟雄心勃勃的2030年气候能源一揽子计划相契合——该计划旨在通过提高可再生能源在高效区域供热中的占比来削减温室气体排放并替代传统热源——集中式太阳能供热系统与季节性储热相结合(CSHPSS)能为这一目标作出切实贡献。然而,这些创新区域供热系统在技术性能差异、财务评估不足以及环境影响数据缺失等方面的问题,给CSHPSS在欧洲的广泛推广带来了重大挑战。本文通过构建多目标优化框架,全面评估了CSHPSS在欧盟各成员国住宅领域的应用可行性。该框架同步包含用于经济评估的全生命周期成本分析和用于环境影响估算的全生命周期评估,并通过满足空间供暖需求与生活热水服务来考量技术性能。我们将方法论框架应用于欧盟不同气候区的1120套公寓住宅区,其中马德里、雅典、柏林和赫尔辛基分别作为地中海大陆性、地中海、中欧和北欧气候的代表性城市。能源性能优化结果表明:在研究气候区内,CSHPSS可实现超过90%的可再生能源占比。同时环境评估显示,相较于天然气供暖系统,采用CSHPSS能显著改善环境表现,最高可降低82.1-86.5%的环境影响。但经济改善幅度有限——尤其在地中海气候区(雅典),由于供暖需求低和非可再生资源价格因素,CSHPSS系统的总经济成本可能比天然气供暖系统高出50.8%。不过考虑到当前欧盟天然气价格的持续上涨趋势,对未来系统成本的研究证实其具有长期经济可行性优势。
关键词: 生命周期评估(LCA)、欧盟2030气候与能源目标、多目标优化、生命周期成本(LCC)、带季节性蓄热的集中式太阳能供热厂、太阳能社区
更新于2025-09-10 09:29:36
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基于超常光学传输的纳米狭缝阵列传感器鲁棒优化
摘要: 提出了一种基于超常光学透射的等离子体周期性阵列传感器鲁棒优化方法,通过采用克里金代理模型来降低各类制造工艺不确定性对传感器性能的影响。为在合理计算成本下实现系统化设计,作者选用回归函数为多项式的通用克里金模型,分别以梯度指数和多目标遗传算法作为鲁棒性度量工具与全局优化手段。将品质因数和梯度指数设为双目标函数,设计变量分别为狭缝宽度和高度,并采用有限元法研究目标光学特性。数值优化结果表明,该方案能有效应对制造不确定性,在设计基于超常光学透射的纳米狭缝阵列传感器方面具有显著效能。
关键词: 梯度折射率,鲁棒优化,等离子体学,表面等离极化激元,多目标优化,克里金模型
更新于2025-09-09 09:28:46
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基于离散概率法的混合太阳能-风能系统容量分配
摘要: 风能和太阳能等互补可再生能源可能更充分地满足可靠性要求。本文提出了一种风光混合能源系统的定量容量分配方法。首先建立离散概率分布模型来描述包括功率输出波动性和设备故障在内的随机因素,随后构建以总投资最小化、节点电压越限概率最小化和供电不足概率最小化为目标的多目标优化模型。为快速实现高精度概率计算,引入创新性概率潮流算法——该算法分别处理随机变量的均值与增量,采用累积量和Gram-Charlier级数获取状态变量的概率分布。通过改进的并行精英非支配排序遗传算法II寻优Pareto最优配置方案。
关键词: 概率潮流、光伏、离散概率分布、风力发电机、容量分配、NSGA-II、多目标优化
更新于2025-09-09 09:28:46
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超材料拓扑多目标优化的克里金-帕累托前沿方法
摘要: 超材料为设计者提供了通过独立调控亚波长几何结构对电磁能的电响应与磁响应来定制人工材料的机会。由于这类几何结构的复杂性日益增加——而人们对生成非均匀各向异性超材料的兴趣加剧了这种复杂性——采用传统方法直接优化此类设计往往变得不切实际且受限。为缓解这一问题,我们提出一种替代性优化方案:结合克里金方法与自适应采样计划,同步优化多个相互冲突的目标。结果表明,该算法能有效计算出均匀分布的最优折衷设计方案,在较宽数值范围内平衡折射率的实部与虚部。
关键词: 克里金法、超材料、折射率、多目标优化、帕累托前沿
更新于2025-09-09 09:28:46
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[IEEE IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 西班牙瓦伦西亚(2018.7.22-2018.7.27)] IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 趋向弱帕累托最优:一种基于多目标的高光谱图像波段选择改进方法
摘要: 波段选择是指从高光谱图像中找出最具代表性的通道。通常需要设计特定目标函数并通过正则化项进行组合。由于参数独立性和最优解的特性,基于多目标的方法已展现出良好性能。然而,高光谱波段选择问题的特性使其取值范围呈离散状态。这种情况下,近期提出的基于加权切比雪夫的多目标波段选择方法只能达到弱帕累托最优,这将导致非唯一解。本文通过边界交叉法改进了基于多目标波段选择方法的分解过程。与加权切比雪夫分解相比,所提方法能够改变帕累托前沿与理想点之间等高线的形状,该方法特别适用于离散取值范围问题。对比实验证明了本改进方法的有效性。
关键词: 波段选择,多目标优化,高光谱影像
更新于2025-09-09 09:28:46
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[工程技术学会第十二届欧洲天线与传播会议(EuCAP 2018)- 英国伦敦(2018年4月9-13日)] 第十二届欧洲天线与传播会议(EuCAP 2018)- 具有碎片型隔离结构的紧凑型双频蝴蝶结MIMO天线
摘要: 提出了一种具有碎片型隔离结构的紧凑型双频蝴蝶结MIMO天线。该蝴蝶结MIMO天线包含定义辐射器的标准结构和隔离器的碎片结构。设计中结合并迭代了用于标准结构优化的MOEA/D-DE算法与用于碎片结构优化的MOEA/D-GO算法。经过复合优化后,仿真与实测结果表明:在2.45-2.75GHz和3.35-3.9GHz双频段内,回波损耗高于10dB且隔离度高于25dB。基于整体性能,该阵列可应用于WiMAX等MIMO无线通信系统。
关键词: 碎片型隔离、双频天线、多目标优化
更新于2025-09-04 15:30:14
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[工程技术学会第十二届欧洲天线与传播会议(EuCAP 2018)- 英国伦敦(2018年4月9-13日)] 第十二届欧洲天线与传播会议(EuCAP 2018)- 基于广义帕累托排序二分算法的天线低成本多目标优化
摘要: 本文提出一种广义帕累托排序二分算法,用于天线结构的低成本多目标设计优化。该算法通过迭代划分已发现设计方案间的区间并执行基于帕累托排序的轮询搜索,识别出一组代表各目标最优权衡的帕累托最优参数集。利用局部优化方法,将二分法获得的帕累托前沿初始近似值进一步优化至当前天线高精度电磁模型水平。原始二分算法存在仅能处理两个目标的重大局限,本文提出的广义版本可处理任意数量的设计目标。研究还开发并集成了改进的轮询搜索流程。以一款超宽带单极子天线为例进行算法验证,综合考虑结构尺寸、反射响应和增益波动三个性能指标。
关键词: 天线设计、仿真驱动设计、变保真度仿真、广义二分算法、多目标优化、帕累托排序
更新于2025-09-04 15:30:14