复现论文《基于改进合作搜索算法的模块化温差阵列重构研究》
复现论文《基于改进合作搜索算法的模块化温差阵列重构研究》
1. 引言
温差发电（Thermoelectric Generation, TEG）作为一种直接将热能转化为电能的绿色技术，在废热回收、航天供电、微型设备自供能等领域具有广阔的应用前景。然而在实际应用中，TEG阵列常因热源分布不均而处于非均匀温差（Non-uniform Temperature Difference, NTD）条件下，导致列间电压不平衡、输出功率下降、功率-电压（P-V）曲线呈现多峰特性，严重影响系统的安全与效率。
为解决上述问题，郭正勋等人在其硕士论文中提出了一种基于改进合作搜索算法（Improved Cooperation Search Algorithm, ICSA）的模块化温差阵列动态重构方法。该方法通过将阵列划分为三个子模块，仅用两个开关矩阵即可实现重构，大幅降低了开关成本和计算复杂度；同时以输出功率与电压不平衡度比值作为优化目标，兼顾效率与安全；并开发了ICSA算法进行高效求解，最后通过解优化程序（Solution Optimization Program, SOP）减少冗余开关切换。
本文旨在完全复现该论文的核心工作，包括温差发电阵列建模、模块化重构拓扑、ICSA算法实现、目标函数设计、SOP优化，以及在多种NTD条件下与遗传算法（GA）、粒子群算法（PSO）、模拟退火算法（SA）、蚁群算法（ACO）的对比仿真。文中将提供完整的Python代码实现及详细解释，并对结果进行分析，以验证所提方法的可行性与优越性。