專利名稱：電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配的混沌搜索方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于優(yōu)化調(diào)度與優(yōu)化計(jì)算領(lǐng)域，涉及一種混沌優(yōu)化方法，特別設(shè)計(jì)一種電 力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配的混沌搜索方法。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配是在滿足電力系統(tǒng)運(yùn)行約束條件基礎(chǔ)上組合機(jī)組，使發(fā)電 成本最低。因其可在不增加任何工程成本的條件下獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益而受到 業(yè)界的普遍關(guān)注。求解該問題的經(jīng)典優(yōu)化算法有簡單梯度法、線性規(guī)劃法、非線性規(guī)劃法、動態(tài)規(guī)劃 法、拉格朗日乘數(shù)法等。近年來，進(jìn)化規(guī)劃、遺傳算法、粒子群算法、蟻群算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 等方法也應(yīng)用于該問題的求解中。但由于該問題的復(fù)雜性以及這些方法本身存在的易于陷 入局部極值等缺陷，造成所求結(jié)果質(zhì)量不高。因此設(shè)計(jì)一種解決該問題的高效搜索方法具 有重要的應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，設(shè)計(jì)一種電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配的混沌搜索方 法，尤其是在有效處理具有復(fù)雜約束條件的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配問題中作出積極貢獻(xiàn)。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配的混沌搜索方法，所采 集的數(shù)據(jù)均由計(jì)算機(jī)處理，構(gòu)成具有復(fù)雜約束條件的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配的混沌搜索方 法。該方法根據(jù)實(shí)際電力系統(tǒng)的物理情況確定搜索變量的原始搜索空間，并在該空間內(nèi)進(jìn) 行多次初步搜索，再以當(dāng)前最優(yōu)解為中心確定重點(diǎn)搜索空間，然后以不同的概率同時(shí)對重 點(diǎn)搜索空間和原始搜索空間進(jìn)行搜索。重點(diǎn)搜索空間范圍逐漸縮小，搜索概率逐漸增大，最 終求得電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配的最優(yōu)解或滿意解。本發(fā)明的目的在于提出一種電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配的混沌搜索方法，該方法克服 現(xiàn)有方法尋優(yōu)效率不高的缺陷，可有效求解多臺機(jī)組的電廠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的優(yōu)化問題。


圖1為混沌搜索方法流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配問題的優(yōu)化目的是在滿足系統(tǒng)運(yùn)行約束條件下，優(yōu)化組合 機(jī)組的發(fā)電機(jī)出力，從而使得系統(tǒng)的總發(fā)電成本為最低，其指標(biāo)函數(shù)為
(1)式中F為系統(tǒng)總發(fā)電費(fèi)用；Ng為系統(tǒng)內(nèi)發(fā)電機(jī)總數(shù)；Pi為第i臺發(fā)電機(jī)有功功率；Fi(Pi)為第i臺發(fā)電機(jī)耗量特性。對于Fi(Pi)用二次函數(shù)近似表示為Fl{pl) = alp2l+bipl + cl(2)式中a^b^Ci為參數(shù)。電力平衡約束條件為N{Pl=pL+pD(3)發(fā)電機(jī)運(yùn)行約束條件為Pifflin < Pi < Pifflax, i = 1,2……Ng(4)式中PD為系統(tǒng)總負(fù)荷需求孔為系統(tǒng)總網(wǎng)損；Pimin，Pifflax為第i臺發(fā)電機(jī)的最小與 最大有功功率輸出。系統(tǒng)總網(wǎng)損采用B系數(shù)法計(jì)算，其關(guān)系式為pL = pTBggp+pTBg0+B00(5)式中，Pl = (Pl, p2, ... , pNg)T為Ng維發(fā)電機(jī)有功功率矢量；Bgg，Bg0, BQQ為網(wǎng)損系 數(shù)，即B系數(shù)。其中，Bgg為NgXNg維對稱方陣；Bg(l為Ng維列矢量I為常數(shù)。在汽輪機(jī)進(jìn)汽閥突然開啟時(shí)出現(xiàn)的拔絲現(xiàn)象會在機(jī)組的耗量曲線上疊加一個(gè)脈 動效果，產(chǎn)生閥點(diǎn)效應(yīng)。閥點(diǎn)效應(yīng)可表示為EVi = IgpinMPi-pJ) |(6)式中EVi為閥點(diǎn)效應(yīng)引起的第i臺發(fā)電機(jī)耗量特性變化；gi，比為效應(yīng)系數(shù)。根據(jù)不同的假設(shè)情況，尋優(yōu)函數(shù)可以有三種表達(dá)情形情形1 忽略網(wǎng)損，忽略閥點(diǎn)效應(yīng)時(shí)；
2F^fjFi(Pi) + kYJpi-pn ,/ = 1,2,..., (7)情形2 忽略網(wǎng)損，計(jì)及閥點(diǎn)效應(yīng)時(shí)；
n n 2F^F^ + ^+k^-P,, ,/ = 1，2,.』(8)情形3 計(jì)及網(wǎng)損，計(jì)及閥點(diǎn)效應(yīng)時(shí)；
2F = fjF,(pl)^E^kYjPl-Pl^Ps " = 1,2，.』(9)
/=1 /=1 /=1上式中K為約束條件的罰函數(shù)系數(shù)。針對上述優(yōu)化問題，本發(fā)明混沌搜索方法所采用的混沌發(fā)生機(jī)制為yk+1 = sin [2/yk]，yk G [-1，1]，yk 乒 0(10)由該映射產(chǎn)生混沌序列需滿足下列條件(1)迭代的初始值不能為0 ；(2)初始值不能取為無窮多個(gè)不動點(diǎn)的任何一個(gè)。將式(7-9)所述尋優(yōu)函數(shù)統(tǒng)一記為min f x2,.....xn) = minf (xj)，Xj G [a^ bj , i = 1, 2. ... n(11)本發(fā)明混沌搜索方法步驟如下a、初始化 k = 0, r = Q,yt=y, (0),af=al,b,r =bt, i = 1，2. n。這里 k 為混沌變量
迭代標(biāo)志，r為重點(diǎn)搜索標(biāo)志，x；為當(dāng)前最優(yōu)解，當(dāng)前最優(yōu)值f*初始化為一個(gè)較大的數(shù)。
b、把乂以概率p和1-p分別映射到當(dāng)前搜索空間 a丨 + y. (bl - a^Jf (random(0,l) < p) a'i + y'ib'-a^else
xf =
(12) p的取值根據(jù)重點(diǎn)搜索空間與原空間體積大小的比例給出,
c、利用式(11)計(jì)算/體勺。
，然后轉(zhuǎn)步驟d ；否則直接轉(zhuǎn)步驟d。d、_y/+1 =sin(2/>>/)，k = k+1。e、重復(fù)步驟b、c、d直到指定次數(shù)時(shí)，轉(zhuǎn)步驟f。f、縮小重點(diǎn)搜索空間的大小。 h、返回步驟b，直到找到最優(yōu)值為止?；煦邕\(yùn)動具有良好的遍歷性，但當(dāng)搜索空間較大時(shí)遍歷時(shí)間較長，造成尋優(yōu)性能 下降。本發(fā)明采用的混沌搜索算法以不同的概率對原始空間和重點(diǎn)搜索空間同時(shí)進(jìn)行搜 索，初始階段對原始空間搜索概率大，隨著重點(diǎn)空間的縮小，逐漸以大概率搜索重點(diǎn)搜索空 間，從而在保證了算法全局尋優(yōu)性能的基礎(chǔ)上，可以提高收斂速度，改善尋優(yōu)性能。
權(quán)利要求
一種電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配的混沌搜索方法，其特征在于，所采集的數(shù)據(jù)均由計(jì)算機(jī)處理，構(gòu)成具有復(fù)雜約束條件的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配的混沌搜索方法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配的混沌搜索方法，其特征在于，該方 法根據(jù)實(shí)際電力系統(tǒng)的物理情況確定變量搜索的原始區(qū)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配的混沌搜索方法，其特征在于，該方 法先在全局范圍內(nèi)進(jìn)行多次初始搜索，再以當(dāng)前最優(yōu)解為中心確定重點(diǎn)搜索空間，然后以 不同的概率同時(shí)對原始空間和重點(diǎn)空間進(jìn)行搜索，且重點(diǎn)搜索空間范圍逐漸縮小，而搜索 概率逐漸增大。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配的混沌搜索方法，其特征在于，原始 空間和重點(diǎn)空間搜素的概率按照與其空間體積反比的關(guān)系確定。
全文摘要
本發(fā)明屬于優(yōu)化調(diào)度領(lǐng)域，具體為一種電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配的混沌搜索方法，所采集的數(shù)據(jù)均由計(jì)算機(jī)處理，構(gòu)成具有復(fù)雜約束條件的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配的混沌搜索方法。該方法根據(jù)實(shí)際電力系統(tǒng)的物理情況確定變量搜索的原始區(qū)間，根據(jù)優(yōu)化過程中搜索到的最優(yōu)值，確定重點(diǎn)搜索空間，以不同的概率同時(shí)對重點(diǎn)搜索空間和原始搜索空間進(jìn)行搜索，并不斷縮小重點(diǎn)搜索空間范圍。在保證全局尋優(yōu)能力的情況下，可加快尋優(yōu)速度，提高尋優(yōu)效率。本發(fā)明主要用于電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷分配等問題的求解中。
文檔編號G06N7/08GK101876988SQ20091022872
公開日2010年11月3日 申請日期2009年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月25日
發(fā)明者修春波, 陸麗芬 申請人:天津工業(yè)大學(xué)