如何在CVXPY水泵运行优化问题中添加自定义冷却期约束

核心逻辑 #

你的需求本质是带最小停机时间的布尔约束：水泵单次运行后，后续指定周期内不允许再次启动。从你的代码定义可知，selection[:, 1]为1时代表对应周期水泵运行，selection[:, 0]为1代表停机，因此我们可以基于该运行状态变量直接构造约束。

实现步骤 #

1. 首先提取水泵运行状态的指示变量，设置可自定义的冷却期参数：

# 提取各周期水泵运行状态：值为1即水泵运行
pump_running = selection[:, 1]
# 自定义冷却周期：运行后需停机2个周期，可按需修改该数值
COOLING_PERIOD = 2

2. 生成冷却约束：对于每一个运行的周期，后续COOLING_PERIOD个周期的运行状态必须为0

n_periods = cost_.shape[0]
cooling_constraints = []
for i in range(n_periods):
    # 遍历当前周期之后的冷却期
    for offset in range(1, COOLING_PERIOD + 1):
        # 避免超出周期总数边界
        if i + offset < n_periods:
            # 如果当前周期运行，后续冷却期内不能运行，两者和最大为1
            cooling_constraints.append(pump_running[i] + pump_running[i + offset] <= 1)

3. 将冷却约束加入原有约束列表，该约束为强制生效约束，无论哪种异常分支都需要添加：
   在你原代码的constraints列表生成后，添加如下代码：

constraints.extend(cooling_constraints)

约束有效性说明 #

由于pump_running是布尔变量，取值只能为0或1，当某周期pump_running[i] = 1时，后续冷却期内的pump_running[i+offset]必须为0才能满足和小于等于1的约束要求，完全匹配你需要的冷却逻辑。如果后续扩展多档位水泵运行模式，只需要将pump_running修改为cp.sum(selection[:, 1:], axis=1)即可兼容多档位判定。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user3154966