基于改进遗传算法的水电站优化调度模型与算法

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1、水力发电第36卷第1期2010年1月基于改进遗传算法的水电站优化调度模型与算法李可，马孝义，符少华(西北农林科技大学机电学院，陕西杨凌712100)摘要：基于整数的遗传算法编码规则，满足了染色体和解之r自J唯一映射的关系，极大的缩短了染色体的长度。引入退火罚因于设计动念罚函数处理约束条件和自适应的遗传算子的设计，建立了基于改进遗传算法的水电站优化调度的数学模型。算例研究表叫，上述算法‘以快速有效地得到水电站优化调度的全局优化方案，提高运算效率。关键词：优化调度；遗传算法；水电站SchedulingOptimizationModelandAlgorithmBasedon

2、ImprovedGeneticArithmeticforHydropowerStationLiKe，MaXiaoyi，FuShaohuarCollegeotElectricalEngineeringofNorthwestA&FUniVersity．YanglingShaanxi712100)Abstract：Themathematicalmodelforhydropowerstationoptimalschedulingisbuiltupbasedonimprovedgeneticalgorithm，inwhichtheconstraintsaredealtwithd

3、ynamicpenaltyfunctiondesignedbyannealingpenaltyfactorandadaptivegeneticoperatorsareintroduced．Anexamplestudyshowsthatthealgorithmcanquicklyandeffectivelygetoptimalschedulingprogramofhydropowerstation，andimproveoperationaleficiency．KeyWords：optimalscheduling；geneticalgorithm；hydropowerst

4、ation中图分类号：TM734文献标识码：A文章编号：0559—9342(2010)01—0092—02根据闰内外文献资料统计．实行水电站经济运站出力系数；为第i个时段内的平均水头，m；行可以提高经济效益1％～3％1~-21．而水电站优化调度为第i个时段的小时数、是水电站经济运行的重要内容水电站联合调度是存水电站优化调度的过程中．一般确定如下约一多目标、非线性混合优化问题，属于NP难问束条件：题(NondeterministicPolynomial—hard)目前。求解水库蓄水量约束≤≤⋯(2)水电站优化调度的算法已经有了很大的发展．提；发电流量约束Q≤Q≤Q⋯(3

5、)厂很多新的算法【在将遗传算法用于水电站优化调水电站出力约束Ⅳf≤Ⅳ『≤Ⅳf～(4)度时．往往存在收敛速度慢、局部寻优能力差等缺水电站的水量平衡约束V=+q一Q一S(5)陷为此．本文研究了整数编码的编码规则．满足了式中，和～分别为第i个时段允许的水库最染色体和解之间唯一映射的关系．极大的缩短了染色小蓄水量和最大蓄水量，m；Q和Q一为第i个体的长度．提高了计算效率：通过并引入退火罚因子时段下游综合用水要求的最小下泄流量和最大下泄设计动态罚函数处理约束条件和自适应的遗传算子的流量，m3／s；和⋯分别为第i个时段电力系统设计．使得算法的收敛性能得到了极大的提高要求的电站最小

6、出力和最大出力，kW；V为第i个时段初水库的蓄水量，m；q和S分别为第i个时1水电站优化调度的数学模型段的平均入库流量平均弃水流量．m，／s水电站优化调度的目标函数有很多．本文重点研究单个水电站的优化调度，其目标函数为：收稿日期：2009—11-20max∑AQ(1)基金项目：国家自然科学基金项目(50879072)；国家科技支撑i=l计划课题(2006BAD11B04；国家863计划项目(2006AA10O209)式中，F为水电站优化调度期内的总发电量，kW·h：作者简介：李可(1982一)，男，河南郑州人，硕士．主要从事Q为第i个时段内的平均发电流量，ms；A为水

7、电电气化与自动化方面研究．第36卷第l期李可，等：基于改进遗传算法的水电站优化调度模型与算法2基于改进遗传算法的水电站优化调度算法3计算实例2．1适应度函数设计为了验证本文提的改进遗传算法的可行性和为了克服固定的罚函数处理约束条件时存在的有效性．以某大型水电站调度问题为例进行分析．过早收敛到局部最优解或影响解的多样性等问题．该水库属不完全年调节．以发电为主水电站特征本文在同定罚函数的基础上加入模拟退火动态罚因参数为：水库正常蓄水位1250m，死水位1100子处理水电站优化调度的模型中水库蓄水量、发电m．电站装机容量340万kW．水轮机最大引用流量流量