基于改进二进制粒子群与动态微增率逐次逼近法混合优化算法的水电站机组组合优化

针对水电站机组组合问题具有高维、非凸、离散、非线性等特点,提出了一种适用于求解大容量、多机组巨型水电站机组组合问题的改进二进制粒子群优化算法,改进了粒子概率变换和位置更新方程,使其具有更强的全局寻优能力和更快的收敛速度.通过将改进二进制粒子群算法与动态微增率逐次逼近法混合嵌套,分别对水电站外层机组组合和内层机组间负荷分配进行交替迭代优化来求解水电站机组组合问题.同时引入启发式机组最短开停机时间修补策略和基于机组启停优先顺序表的系统备用容量修补技术,有效处理了多重约束条件,提高了算法的收敛速度和寻优能力.以三峡水电站为工程应用背景进行了实例研究,并与DP和BPSO算法以及实际耗水量进行了比较分析,结果表明所提算法简单快速,优化效果较好,具有较强的工程实用价值.     

求解机组组合问题的嵌入贪婪搜索机制的改进粒子群优化算法

提出了一种求解机组组合问题的嵌入贪婪搜索机制的改进粒子群优化算法。其特点包括:采用固定阈值处理表示机组运行状态的0、1整型变量,从而可直接应用粒子群算法求解机组组合问题,避免求解各时段中的经济负荷分配子问题;在粒子群算法迭代过程中应用变异操作更新进化速度缓慢的粒子,增强了算法的搜索能力;算法收敛后,采用基于优先列表的贪婪搜索机制做进一步寻优,既加快了算法收敛速度,又提高了解的质量。算例结果表明所提出的方法在求解机组组合问题时具有很强的搜索能力和适应性。     

一种求解机组组合问题的新型改进粒子群方法

将电力系统中机组组合这一复杂的多约束混合整数规划问题分解为具有整型变量和连续变量的两个优化子问题,提出采用改进离散二进制粒子群算法和标准粒子群算法相结合的双层嵌套方法,分别对外层机组的启、停状态变量和内层功率经济分配进行交替迭代优化求解。同时在算法中引入基于机组优先顺序的变异技术和修补策略,能有效地处理机组最短启、停时间约束,并提高算法的全局寻优能力和计算效率。通过对10机系统的算例计算,并同其他算法的结果进行比较分析,仿真结果表明新方法求解精度高、收敛速度快,从而验证了新方法的可行性和有效性。     

一种求解机组组合问题的新型改进粒子群方法

将电力系统中机组组合这一复杂的多约束混合整数规划问题分解为具有整型变量和连续变量的两个优化子问题，提出采用改进离散二进制粒子群算法和标准粒子群算法相结合的双层嵌套方法,分别对外层机组的启、停状态变量和内层功率经济分配进行交替迭代优化求解。同时在算法中引入基于机组优先顺序的变异技术和修补策略，能有效地处理机组最短启、停时间约束，并提高算法的全局寻优能力和计算效率。通过对10机系统的算例计算，并同其他算法的结果进行比较分析，仿真结果表明新方法求解精度高、收敛速度快，从而验证了新方法的可行性和有效性。     

结合禁忌搜索思想的粒子群算法在乌江渡水电站厂内经济运行中的应用研究

本文针对水电站厂内经济运行中机组组合优化问题的特点,提出了一种结合禁忌搜索思想的粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO).该方法采用离散二进制粒子群算法解决机组运行状态组合问题,用标准粒子群算法解决既定运行机组间负荷优化分配问题,并将两个问题结合在一起并行优化,引入禁忌搜索算法(tabular Search,TS)的记忆功能和藐视准则以提高粒子多样性,扩大搜索空间,克服PSO算法可能出现的早熟现象.以乌江渡水电站为例进行优化计算,并与PSO算法的计算结果比较,表明该方法可以有效避免早熟现象,具有较高的全局收敛能力,同时也具有较高的全局寻优能力.     

基于改进飞蛾扑火算法的单时刻参数可变机组组合优化

机组组合属于高维、离散、非凸的混合整数非线性规划问题,具有NPhard特点。提出结合二进制粒子群算法与混沌飞蛾扑火算法的单时刻参数可变机组组合优化方法,将总时刻机组组合问题依次、逐一分解为单时刻启停状态主问题与单时刻经济分配子问题,对主、子问题分别运用二进制粒子群算法与改进飞蛾扑火算法进行交替迭代求解以提升求解速率。运用参数可变策略与优先次序法概率调整策略对算法参数及候选解进行修正,以提升算法运行效率及候选解质量。测试结果表明,本文所提方法具有良好的运算速率及收敛精度,能有效求解大规模机组组合问题。     

电力系统机组启停优化问题的改进DPSO算法

该文从微粒群优化算法的原理和机组组合问题的特点出发，提出了一种适合机组启停优化问题求解的改进的离散二进制微粒群优化算法(DPSO)：文中结合机组启停优化问题的特点，采用改进的DPSO算法对机组的开停机状态进行优化组合，利用随机的顺序投入法初始化原始种群，将无希望／重希望准则引入搜索过程，通过重新初始化机制与变异操作克服DPSO易于陷入局部最优的缺点，并保证机组的开停状态组合满足单机约束和系统约束。保证搜索在问题的可行域进行。对2个算例系统的仿真计算及与其它方法的比较表明，该算法在搜索精度和搜索速度方面均具有很大的优越性。此算法兼顾了收敛速度和收敛精度2个方面，具有很好的适应性。这种寻优的方式不仅为机组肩停优化问题带来了新的解决思路，对于求解更广泛的组合优化问题亦具有普遍的意义。     

基于自然选择的改进粒子群优化MPPT算法

光伏阵列在非均匀光照条件下的输出具有非线性、多峰值的特点。针对目前传统粒子群优化MPPT算法(PSO算法)易陷入早熟收敛及在迭代后期搜寻能力下降的缺陷,首次提出将基于自然选择机理的改进粒子群算法运用到光伏最大功率点寻优当中。新算法通过对迭代过程中适应度低的粒子进行淘汰和替换,使粒子群在迭代过程中具有更佳的寻优能力和求解速度,并大大减少了算法早熟收敛的情况。经过Matlab建模仿真及实验验证,验证了基于自然选择的改进粒子群算法比传统PSO算法拥有更好的最大功率点追踪效果。     

电力系统机组组合问题的改进粒子群优化算法

机组组合问题是一个大规模的非线性混合整数规划问题.文章首先对机组组合问题的0、1变量进行松弛,应用罚函数方法将此问题转化为一个非线性连续变量的规划问题,并应用改进粒子群优化算法求解.该算法在标准的粒子群优化算法的基础上,每个粒子速度和位置的更新不仅考虑自身个体极值和全局极值的信息,还考虑其它粒子所包含的信息.通过收敛性分析可知,若合适地选择算法的控制参数,该算法能较好地收敛到最优解.算例表明文章所提出的算法具有解的质量高、收敛速度快的优点.     

面向启发式调整策略和粒子群优化的机组组合问题

提出一种启发式调整策略和粒子群优化相结合的新方法求解电力系统中的机组组合(UC)问题.算法将UC问题分解为具有整型变量和连续变量的两个优化子问题,采用离散粒子群优化和等微增率相结合的双层嵌套方法对外层机组启、停状态变量和内层机组功率经济分配子问题进行交替迭代优化求解.同时构造了关机调整和替换调整两个启发式搜索策略对优化结果进行进一步局部微调以提高算法解决UC问题的全局寻优能力和计算效率,从而有效改善解的质量.以10～100台机组组成的5个测试系统为算例,通过与其他算法结果进行比较分析,验证了该方法的可行性和有效性.仿真结果表明该方法解决大规模机组组合问题具有求解精度高和收敛速度快的优势.     

梯级水电站多目标模糊优化调度模型及其求解方法

根据梯级水电站不仅具有电力联系而且具有水力联系的运行特点,提出一种以年发电量和一级水电站耗水量为优化目标的梯级水电站多目标长期优化调度模型.通过定义各目标的隶属度函数,将多目标优化问题模糊化;采用最大模糊满意度法将多目标优化问题转化为单目标非线性规划问题;应用协调粒子群算法(CPSO)求解单目标优化问题.仿真验证了模型的正确性和求解方法的可行性,为梯级水电站优化调度提供了一种新颖有效的途径.     

A practical hydro, dynamic unit commitment and loading model

We describe the dynamic unit commitment and loading (DUCL) model that has been developed for use in real-time system operations at BC Hydro (BCH) to determine the optimal hydroelectric unit generation schedules for plants with multiple units and complex hydraulic configurations. The problem is formulated and solved with a novel procedure that incorporates three algorithms. First, an expert system is used to eliminate infeasible and undesirable solutions. Second, dynamic programming is used to solve the optimal static unit commitment problem for a given plant loading, feasible unit combinations, and current hydraulic conditions. Third, the DUCL problem is formulated and solved as a large-scale network problem with side constraints. Output from the model includes DUCL schedules, spinning and operating reserve, and trades curves such as that between water usage and the number of unit switches. The innovative use of the procedure allows the model to effectively schedule hydro units for the energy and capacity markets in real-time. Application of the method is demonstrated by determining the 24-time-step DUCL schedule for a 2700 MW plant with ten units of four different unit types     

用于机组组合优化的蚁群粒子群混合算法

提出了一种用于求解机组组合优化问题的蚁群粒子群混合优化算法。通过将机组组合解编码为机组操作序列,降低了蚁群算法搜索的难度,使其空间复杂度由指数型降为线性型,使采用蚁群算法求解更大规模的机组组合问题成为可能。采用协同粒子群算法求解多时段负荷的经济分配问题时,用一个粒子群处理一个时段的优化问题,通过共享粒子群间的惩罚项解决了机组爬升率的约束问题。10机和20机系统的仿真实验和分析结果验证了该方法正确性、有效性和优越性。     

调峰水电厂的动态机组组合方法

本文针对调峰水电厂的运行特点提出了一套调峰水电厂实时机组组合方案的计算方法。本文的方法既可以获得较优的机组组合方案，又具有足够快的实时响应速度。     

基于交叉随机粒子群优化算法的机组组合优化模型

针对机组运行时故障的不确定性,利用威布尔失效概率函数来详细描述机组的故障概率,并以此为基础提出了兼顾机组故障率的机组组合优化模型。根据所建模型的特点,提出了带有随机权重和带有异步变化学习因子的粒子群算法,将机组组合问题划分为离散量和连续量两部分,通过在机组编码矩阵中进行交叉计算来解决机组组合问题。以5台机组24 h的机组组合优化问题为例进行计算,验证了所建模型的正确性及所提算法在求解机组组合优化模型时的有效性。     

A generation control system for Hoover Powerplant to optimize plantoperating efficiency

A digital control system which provides unit commitment functions and real-time generation control while optimizing plant operating efficiency was put in service at the Hoover hydroelectric powerplant (USA) on June 1, 1987. The theory of the unit commitment and generation allocation schemes is presented. Results showing the operating efficiency gains during the first year of system operation are given     

动态规划和粒子群算法在水电站厂内经济运行中的应用比较研究

随着电站装机容量和机组台数的不断增加,利用动态规划求解水电站厂内经济运行问题,将面临"维数灾"和实效性问题.近些年,粒子群算法作为一种新型的群体智能优化方法,由于能够弥补动态规划计算时间长、内存占用量大等诸多不足,在水电站厂内经济运行等方面得到了广泛重视.现有文献,大多数从方法的应用角度探讨较多,但从替代动态规划的必然性和潜力方面探讨较少,鲜有实例分析.本文以百万级装机千瓦的乌江渡水电站为实例,深入分析与比较了粒子群算法与动态规划的优劣,认为粒子群算法是代替动态规划、求解装机规模庞大的巨型水电站厂内经济运行的有效方法.     

引入LEC寿命管理的汽包锅炉机组负荷分配优化

以煤耗最小为目标函数的优化方法,虽然燃料费用最为节省,但是由于参数波动大且频繁,对机组造成了更大的伤害。文中将寿命延长控制（LEC）概念引入机组负荷分配优化工作中,将汽包寿命损耗考虑到机组负荷分配的优化中,在电网负荷变动越来越剧烈的形势下,这种模型是一种更加符合电厂实际的调峰方案。在寻优过程中,引入随机微粒群算法,该算法适用于快速寻优,能在速度和精度上满足计算要求。计算结果表明,LEC寿命管理方法的结果比平均分配负荷方法每日节省1393元,而寿命损耗却不增加。